摘 要：氧化溝污(wu)水處理工(gong)藝是在20世紀50年代由荷(he)蘭衛生工(gong)程研(yan)究所研(yan)制成功(gong)的。自從1954年在荷(he)蘭的首次投入(ru)使用(yong)(yong)以來。由于(yu)其出水水質(zhi)好(hao)、運行(xing)穩定(ding)、管理方便(bian)等技術特點，已經(jing)在國內外廣泛的應用(yong)(yong)于(yu)生活污(wu)水和工(gong)業(ye)污(wu)水的治理。 

1. 前言

氧化(hua)(hua)溝（oxidation ditch）又名連續循環曝氣池（Continuous loop reactor），是活性污(wu)(wu)泥法的一(yi)種(zhong)變形。氧化(hua)(hua)溝污(wu)(wu)水處(chu)理(li)(li)工藝是在20世紀50年代(dai)由荷蘭(lan)衛(wei)生(sheng)工程研(yan)究(jiu)所研(yan)制成功(gong)的。自從1954年在荷蘭(lan)的首次(ci)投入使用以(yi)來(lai)。由于其出水水質(zhi)好(hao)、運行穩定(ding)、管(guan)理(li)(li)方便等(deng)技術特點，已經在國內(nei)外廣泛(fan)的應用于生(sheng)活污(wu)(wu)水和工業污(wu)(wu)水的治理(li)(li)[1]。

目前應用較為廣泛的(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)類(lei)型(xing)包括：帕斯韋爾(er)(er)（Pasveer）氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)、卡魯塞爾(er)(er)（Carrousel）氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou) 、奧(ao)爾(er)(er)伯（Orbal）氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)、T型(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)（三溝(gou)式氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)）、DE型(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)和一體化(hua)(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)。這(zhe)些氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)由(you)于在(zai)結(jie)構和運行上存在(zai)差異，因此(ci)各具(ju)特點[2]。本文將主要介(jie)紹Carrousel氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)溝(gou)的(de)結(jie)構、機理、存在(zai)的(de)問題(ti)及其(qi)最新發展。

2. Carrousel氧化(hua)溝的結構

Carrousel氧化(hua)溝是1967年由荷蘭的(de)(de)DHV公司開發(fa)研制。在(zai)(zai)原Carrousel氧化(hua)溝的(de)(de)基礎上DHV公司和(he)其在(zai)(zai)美國的(de)(de)專(zhuan)利特許公司EIMCO又發(fa)明了(le)Carrousel 2000系統（見圖(tu)1），實現了(le)更高要求的(de)(de)生物脫氮(dan)和(he)除磷功(gong)能。至今世(shi)界上已有850多(duo)座Carrousel氧化(hua)溝和(he)Carrousel 2000系統正在(zai)(zai)運行[3]。

由圖(tu)可(ke)見，Carrousel氧(yang)化溝(gou)(gou)使(shi)(shi)用(yong)定向(xiang)控制的(de)(de)曝(pu)氣(qi)和(he)攪動(dong)裝置，向(xiang)混(hun)(hun)(hun)合液傳遞水(shui)平(ping)速度，從而使(shi)(shi)被(bei)攪動(dong)的(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合液在氧(yang)化溝(gou)(gou)閉合渠道內循環流(liu)(liu)(liu)動(dong)。因此(ci)氧(yang)化溝(gou)(gou)具有(you)特殊(shu)的(de)(de)水(shui)力(li)學流(liu)(liu)(liu)態，既(ji)有(you)完(wan)全混(hun)(hun)(hun)合式(shi)反(fan)應(ying)器的(de)(de)特點，又有(you)推流(liu)(liu)(liu)式(shi)反(fan)應(ying)器的(de)(de)特點，溝(gou)(gou)內存在明顯的(de)(de)溶解氧(yang)濃(nong)度梯(ti)(ti)度。氧(yang)化溝(gou)(gou)斷(duan)面為矩形(xing)或(huo)梯(ti)(ti)形(xing)，平(ping)面形(xing)狀多為橢圓(yuan)形(xing)，溝(gou)(gou)內水(shui)深(shen)(shen)一般為2.5～4.5ｍ，寬深(shen)(shen)比(bi)為2:1，亦有(you)水(shui)深(shen)(shen)達7m的(de)(de)，溝(gou)(gou)中水(shui)流(liu)(liu)(liu)平(ping)均速度為0.3m/s。氧(yang)化溝(gou)(gou)曝(pu)氣(qi)混(hun)(hun)(hun)合設備有(you)表(biao)面曝(pu)氣(qi)機、曝(pu)氣(qi)轉(zhuan)刷或(huo)轉(zhuan)盤、射流(liu)(liu)(liu)曝(pu)氣(qi)器、導管(guan)式(shi)曝(pu)氣(qi)器和(he)提(ti)升管(guan)式(shi)曝(pu)氣(qi)機等，近年(nian)來配合使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)還有(you)水(shui)下推動(dong)器[4~6]。

圖1 Carrousel 2000系統平面結構圖

3. Carrousel氧化溝的機(ji)理

3.1 Carrousel氧化溝處理(li)(li)污水的原理(li)(li)

最初的(de)(de)普通Carrousel氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝的(de)(de)工藝中(zhong)污(wu)水(shui)直(zhi)接與回(hui)流(liu)污(wu)泥(ni)一起進入氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝系統。表(biao)面(mian)曝(pu)氣(qi)機使混(hun)(hun)合(he)(he)液中(zhong)溶解氧(yang)(yang)(yang)DO的(de)(de)濃(nong)度增加到大(da)約(yue)2～3mg/L。在這(zhe)種充分摻(chan)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)條件(jian)下，微生物(wu)得到足夠的(de)(de)溶解氧(yang)(yang)(yang)來去除(chu)BOD；同時，氨也被氧(yang)(yang)(yang)化(hua)成硝酸鹽和(he)亞硝酸鹽，此時，混(hun)(hun)合(he)(he)液處于有(you)氧(yang)(yang)(yang)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)。在曝(pu)氣(qi)機下游，水(shui)流(liu)由(you)曝(pu)氣(qi)區(qu)的(de)(de)湍流(liu)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)變(bian)成之(zhi)后的(de)(de)平流(liu)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)，水(shui)流(liu)維持(chi)在最小流(liu)速(su)，保證(zheng)活性(xing)污(wu)泥(ni)處于懸浮狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)（平均流(liu)速(su)>0.3m/s）。微生物(wu)的(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)過程消耗了水(shui)中(zhong)溶解氧(yang)(yang)(yang)，直(zhi)到DO值降(jiang)為零，混(hun)(hun)合(he)(he)液呈缺(que)氧(yang)(yang)(yang)狀(zhuang)態(tai)(tai)(tai)。經過缺(que)氧(yang)(yang)(yang)區(qu)的(de)(de)反硝化(hua)作(zuo)用(yong)，混(hun)(hun)合(he)(he)液進入有(you)氧(yang)(yang)(yang)區(qu)，完成一次循環(huan)。該系統中(zhong)，BOD降(jiang)解是一個連續(xu)過程，硝化(hua)作(zuo)用(yong)和(he)反硝化(hua)作(zuo)用(yong)發生在同一池中(zhong)。由(you)于結構的(de)(de)限(xian)制，這(zhe)種氧(yang)(yang)(yang)化(hua)溝雖然(ran)可以有(you)效的(de)(de)去處BOD，但除(chu)磷(lin)脫氮的(de)(de)能(neng)力有(you)限(xian)[7]。

為了(le)取得(de)更好的(de)(de)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)效(xiao)果，Carrousel 2000系統(tong)在普(pu)通Carrousel氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)溝前(qian)增加了(le)一個厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)和(he)(he)絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)（又(you)稱前(qian)反硝(xiao)化(hua)區(qu)(qu)(qu)(qu)）。全部回流污(wu)(wu)泥和(he)(he)10-30%的(de)(de)污(wu)(wu)水進入(ru)厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，可將(jiang)回流污(wu)(wu)泥中的(de)(de)殘留硝(xiao)酸氮(dan)在缺氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)(he)10-30%碳源條件下(xia)(xia)完(wan)成(cheng)反硝(xiao)化(hua)，為以后的(de)(de)絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)池創造絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)條件。同時(shi)，厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)中的(de)(de)兼(jian)性細菌將(jiang)可溶(rong)性BOD轉化(hua)成(cheng)VFA，聚磷(lin)(lin)菌獲(huo)得(de)VFA將(jiang)其同化(hua)成(cheng)PHB，所需能量(liang)來源于聚磷(lin)(lin)的(de)(de)水解并導致磷(lin)(lin)酸鹽的(de)(de)釋放。厭(yan)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)出水進入(ru)內部安(an)裝有攪(jiao)拌(ban)器(qi)的(de)(de)絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，所謂絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)就是池內混合(he)(he)(he)液既無分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)，也(ye)無化(hua)合(he)(he)(he)物氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)（硝(xiao)酸根）， 在此絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)環境(jing)(jing)下(xia)(xia)，70-90%的(de)(de)污(wu)(wu)水可提供足夠(gou)的(de)(de)碳源，使聚磷(lin)(lin)菌能充分釋磷(lin)(lin)。絕(jue)(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)后接(jie)普(pu)通Carrousel氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)溝系統(tong)，進一步完(wan)成(cheng)去除(chu)(chu)BOD、脫(tuo)氮(dan)和(he)(he)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)。最后，混合(he)(he)(he)液在氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)溝富(fu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)(qu)(qu)(qu)排出，在富(fu)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)環境(jing)(jing)下(xia)(xia)聚磷(lin)(lin)菌過(guo)量(liang)吸磷(lin)(lin)，將(jiang)磷(lin)(lin)從水中轉移到污(wu)(wu)泥中，隨剩余(yu)污(wu)(wu)泥排出系統(tong)。這(zhe)樣，在Carrousel 2000系統(tong)內，較好的(de)(de)同時(shi)完(wan)成(cheng)了(le)去除(chu)(chu)BOD、COD和(he)(he)脫(tuo)氮(dan)除(chu)(chu)磷(lin)(lin)[8]。

綜合采用該工(gong)藝(yi)的(de)昆明第一污水(shui)(shui)廠(chang)[9]、長沙市第二污水(shui)(shui)凈化中心(xin)[10]及漯河市污水(shui)(shui)處理(li)廠(chang)的(de)運行效果可見：經過(guo)Carrousel 2000系統處理(li)后(hou)，BOD、COD、SS的(de)去除率均(jun)達(da)到(dao)了90%以上，TN的(de)去除率達(da)到(dao)了80%，TP的(de)去除率也達(da)到(dao)了90%。

3.2 Carrousel氧化溝除(chu)磷(lin)脫氮的影響因素(su)

影(ying)響(xiang)Carrousel氧化溝除磷的(de)因素主要(yao)是污泥(ni)齡、硝酸鹽(yan)濃(nong)度及基(ji)質濃(nong)度。研究表明，當(dang)總污泥(ni)齡為8~10d時活性污泥(ni)中的(de)最大磷含(han)量為其干污泥(ni)量的(de)4%，為異(yi)養菌體質量的(de)11%，但當(dang)污泥(ni)齡超過(guo)15d時污泥(ni)中最大含(han)磷量明顯下降，反而達不到最大除磷效果。因此，一(yi)味(wei)延長污泥(ni)齡（例(li)如20d、25d、30d）是沒有(you)必要(yao)的(de)，宜在8~15d范圍內選(xuan)用。同時，高硝酸鹽(yan)濃(nong)度和低基(ji)質濃(nong)度不利于除磷過(guo)程。

影響(xiang)Carrousel氧化(hua)溝(gou)脫氮(dan)的(de)(de)主要因素是DO、硝酸鹽(yan)濃(nong)度及(ji)(ji)碳源濃(nong)度。研究表(biao)明，氧化(hua)溝(gou)內存(cun)在溶解(jie)氧濃(nong)度梯度即(ji)好(hao)氧區(qu)DO達(da)(da)到3~3.5mg/L，缺氧區(qu)DO達(da)(da)到0~0.5mg/L是發(fa)生硝化(hua)反應(ying)及(ji)(ji)反硝化(hua)反應(ying)的(de)(de)前(qian)提條件。同時，充足的(de)(de)碳源及(ji)(ji)較高(gao)的(de)(de)C/N比有利(li)于脫氮(dan)的(de)(de)完成[7]。

4. Carrousel氧(yang)化溝存(cun)在(zai)的問題及解決方法

盡管Carrousel氧(yang)化溝具(ju)有(you)出水水質好、抗沖擊負荷(he)能力強(qiang)、除磷脫氮效率高、污泥易穩定、能耗省、便于自動化控制等優(you)點。但(dan)是，在實際的(de)運行過程中，仍存在一(yi)系列的(de)問(wen)題。

4.1 污泥膨脹問題
當(dang)廢水(shui)中的碳水(shui)化(hua)合物(wu)較(jiao)多，N、P含量(liang)不(bu)平衡，pH值(zhi)偏低(di)(di)，氧化(hua)溝中污(wu)(wu)泥負(fu)荷(he)過高，溶解氧濃度不(bu)足(zu)，排泥不(bu)暢等易引發絲狀(zhuang)菌性(xing)污(wu)(wu)泥膨(peng)脹(zhang)(zhang)(zhang)；非絲狀(zhuang)菌性(xing)污(wu)(wu)泥膨(peng)脹(zhang)(zhang)(zhang)主要發生在廢水(shui)水(shui)溫較(jiao)低(di)(di)而(er)污(wu)(wu)泥負(fu)荷(he)較(jiao)高時(shi)。微生物(wu)的負(fu)荷(he)高，細菌吸取了大(da)量(liang)營養物(wu)質，由于溫度低(di)(di)，代謝速(su)度較(jiao)慢，積貯起大(da)量(liang)高粘性(xing)的多糖類物(wu)質，使活(huo)性(xing)污(wu)(wu)泥的表面附(fu)著水(shui)大(da)大(da)增加，SVI值(zhi)很高，形成(cheng)污(wu)(wu)泥膨(peng)脹(zhang)(zhang)(zhang)。

針(zhen)對污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)的起因，可(ke)(ke)(ke)采取(qu)不(bu)同對策：由(you)缺氧、水(shui)(shui)(shui)溫(wen)高造(zao)成的，可(ke)(ke)(ke)加大曝氣量(liang)或降低(di)進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)量(liang)以(yi)減輕負(fu)荷，或適當降低(di)MLSS（控(kong)制污泥(ni)(ni)回流量(liang)），使需氧量(liang)減少；如污泥(ni)(ni)負(fu)荷過(guo)高，可(ke)(ke)(ke)提高MLSS，以(yi)調(diao)整負(fu)荷，必要時可(ke)(ke)(ke)停(ting)止進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)，悶(men)曝一段(duan)時間；可(ke)(ke)(ke)通過(guo)投(tou)加氮肥、磷肥，調(diao)整混合液中(zhong)的營養物質平(ping)衡(heng)（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過(guo)低(di)，可(ke)(ke)(ke)投(tou)加石(shi)灰調(diao)節；漂白粉和(he)液氯（按干污泥(ni)(ni)的0.3%~0.6%投(tou)加），能抑制絲狀(zhuang)菌繁(fan)殖(zhi)，控(kong)制結合水(shui)(shui)(shui)性污泥(ni)(ni)膨(peng)脹(zhang)[11]。

4.2 泡沫問題

由于進水中帶有大量油脂，處理系統不能完全有效地將其除去，部分油脂富集于污泥中，經轉刷充氧攪拌，產生大量泡沫；泥齡偏長，污泥老化，也易產生泡沫。用表面噴淋水或除沫劑去除泡沫，常用除沫劑有機油、煤油、硅油，投量為0.5~1.5mg/L。通過增加曝氣池污泥濃度或適當減小曝氣量，也能有效控制泡沫產生。當廢水中含表面活性物質較多時，易預先用泡沫分離法或其他方法去除。另外也可考慮增設一套除油裝置。但最重要的是要加強水源管理，減少含油過高廢水及其它有毒廢水的進入[12]。
4.3 污泥上(shang)浮問題(ti)

當(dang)廢(fei)水(shui)中含(han)油(you)量(liang)過(guo)大，整(zheng)個系統泥質變(bian)輕，在操作過(guo)程中不(bu)能(neng)很好控制其在二(er)沉(chen)(chen)池的停留(liu)時間(jian)，易造成缺(que)氧(yang)，產(chan)生腐化污泥上浮(fu)(fu)；當(dang)曝氣時間(jian)過(guo)長，在池中發生高(gao)度(du)硝(xiao)(xiao)化作用，使(shi)(shi)硝(xiao)(xiao)酸鹽濃度(du)高(gao)，在二(er)沉(chen)(chen)池易發生反(fan)硝(xiao)(xiao)化作用，產(chan)生氮氣，使(shi)(shi)污泥上浮(fu)(fu)；另(ling)外(wai)，廢(fei)水(shui)中含(han)油(you)量(liang)過(guo)大，污泥可能(neng)挾油(you)上浮(fu)(fu)。

發生污(wu)泥(ni)(ni)上(shang)浮后(hou)應暫停進水，打碎或(huo)清除污(wu)泥(ni)(ni)，判(pan)明原因，調整操作(zuo)。污(wu)泥(ni)(ni)沉(chen)降性(xing)差(cha)，可投加混凝劑或(huo)惰(duo)性(xing)物質，改(gai)善沉(chen)淀性(xing)；如(ru)進水負荷大(da)(da)(da)(da)應減小(xiao)進水量(liang)(liang)(liang)或(huo)加大(da)(da)(da)(da)回流(liu)量(liang)(liang)(liang)；如(ru)污(wu)泥(ni)(ni)顆(ke)粒細(xi)小(xiao)可降低曝(pu)氣機轉速；如(ru)發現反硝化(hua)，應減小(xiao)曝(pu)氣量(liang)(liang)(liang)，增大(da)(da)(da)(da)回流(liu)或(huo)排泥(ni)(ni)量(liang)(liang)(liang)；如(ru)發現污(wu)泥(ni)(ni)腐化(hua)，應加大(da)(da)(da)(da)曝(pu)氣量(liang)(liang)(liang)，清除積泥(ni)(ni)，并設法改(gai)善池內(nei)水力條件(jian)[12]。

4.4 流(liu)速(su)不均及(ji)污泥沉積問題

在(zai)Carrousel氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)(gou)中，為(wei)(wei)了(le)(le)獲得其獨特(te)的(de)(de)(de)混合和(he)處理(li)效果(guo)(guo)，混合液(ye)必須以(yi)一(yi)定的(de)(de)(de)流(liu)速(su)在(zai)溝(gou)(gou)內循環流(liu)動。一(yi)般認為(wei)(wei)，最低(di)流(liu)速(su)應為(wei)(wei)0.15m/s，不發生沉積的(de)(de)(de)平(ping)均流(liu)速(su)應達(da)到0.3~0.5m/s。氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)(gou)的(de)(de)(de)曝(pu)氣(qi)設備(bei)一(yi)般為(wei)(wei)曝(pu)氣(qi)轉(zhuan)刷和(he)曝(pu)氣(qi)轉(zhuan)盤(pan)，轉(zhuan)刷的(de)(de)(de)浸沒深度為(wei)(wei)250~300mm，轉(zhuan)盤(pan)的(de)(de)(de)浸沒深度為(wei)(wei)480~ 530mm。與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)(gou)水(shui)深（3.0~3.6m）相比，轉(zhuan)刷只(zhi)占了(le)(le)水(shui)深的(de)(de)(de)1/10~1/12，轉(zhuan)盤(pan)也只(zhi)占了(le)(le)1/6~1/7，因此造成氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)(gou)上部流(liu)速(su)較大（約為(wei)(wei)0.8~1.2m，甚至更大），而底部流(liu)速(su)很小（特(te)別(bie)是(shi)在(zai)水(shui)深的(de)(de)(de)2/3或3/4以(yi)下，混合液(ye)幾乎沒有(you)流(liu)速(su)），致使(shi)溝(gou)(gou)底大量(liang)積泥(ni)（有(you)時積泥(ni)厚度達(da)1.0m），大大減少了(le)(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)(gou)的(de)(de)(de)有(you)效容積，降低(di)了(le)(le)處理(li)效果(guo)(guo)，影響了(le)(le)出水(shui)水(shui)質(zhi)。

加(jia)裝(zhuang)上(shang)、下游(you)導流(liu)板(ban)是改善流(liu)速(su)分布、提高(gao)充氧(yang)能(neng)力(li)的有效(xiao)方(fang)(fang)法(fa)和最方(fang)(fang)便的措施(shi)。上(shang)游(you)導流(liu)板(ban)安裝(zhuang)在距轉盤（轉刷）軸(zhou)(zhou)心4.0處（上(shang)游(you)），導流(liu)板(ban)高(gao)度為水深的1/5~1/6，并(bing)垂(chui)直(zhi)于水面安裝(zhuang)；下游(you)導流(liu)板(ban)安裝(zhuang)在距轉盤（轉刷）軸(zhou)(zhou)心3.0m處。導流(liu)板(ban)的材料可以(yi)用金屬或玻(bo)璃(li)鋼，但以(yi)玻(bo)璃(li)鋼為佳。導流(liu)板(ban)與其(qi)他改善措施(shi)相比，不僅不會增加(jia)動力(li)消耗和運轉成本，而且還能(neng)夠(gou)較大幅度地提高(gao)充氧(yang)能(neng)力(li)和理(li)論動力(li)效(xiao)率[13]。

另(ling)外(wai)，通過在曝氣機(ji)上(shang)游設置水(shui)下推動器也(ye)可以對(dui)曝氣轉刷(shua)底部(bu)低(di)(di)速區的(de)(de)混(hun)合(he)液循環流動起到(dao)積(ji)極推動作(zuo)用(yong)，從(cong)而(er)解決(jue)氧化溝底部(bu)流速低(di)(di)、污泥沉積(ji)的(de)(de)問題。設置水(shui)下推動器專門用(yong)于(yu)推動混(hun)合(he)液可以使(shi)氧化溝的(de)(de)運行方式更加(jia)靈活，這(zhe)對(dui)于(yu)節約能(neng)源(yuan)、提(ti)高效率具有十分重要的(de)(de)意義[14]。

5. Carrousel氧化溝的發展

由于污水處理標準中(zhong)對除磷脫氮的(de)要求越(yue)來越(yue)嚴格，Carrousel氧化溝也(ye)得到了進一步的(de)發展(zhan)。目(mu)前(qian)，研究及應用較多的(de)包括以下兩種類(lei)型：微孔曝氣型Carrousel 2000系統(tong)、Carrousel 3000系統(tong)。

5.1 微孔曝(pu)氣型Carrousel 2000系(xi)統

微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)型Carrousel 2000系統(tong)采用(yong)(yong)微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)（供氧(yang)(yang)設備為鼓風(feng)機(ji)），微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)器可(ke)產(chan)生(sheng)大(da)(da)量(liang)直徑為1mm左右的(de)微(wei)(wei)小氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)，這大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)了(le)(le)氣(qi)(qi)(qi)泡(pao)的(de)表(biao)面積(ji)(ji)，使得(de)在池(chi)(chi)容積(ji)(ji)一定的(de)情(qing)況下氧(yang)(yang)轉(zhuan)(zhuan)移總量(liang)增大(da)(da)（如池(chi)(chi)深增加則(ze)(ze)其傳質效率(lv)將更高(gao)）。根據(ju)目前鼓風(feng)機(ji)生(sheng)產(chan)廠家的(de)技術能力，池(chi)(chi)的(de)有效水(shui)(shui)深最(zui)大(da)(da)可(ke)達8m，因(yin)此可(ke)根據(ju)不同的(de)工藝(yi)要求(qiu)選(xuan)取合適的(de)水(shui)(shui)深。傳統(tong)氧(yang)(yang)化溝的(de)推(tui)流(liu)是(shi)利(li)用(yong)(yong)轉(zhuan)(zhuan)刷(shua)、轉(zhuan)(zhuan)碟或倒傘型表(biao)曝(pu)機(ji)實現的(de)，其設備利(li)用(yong)(yong)率(lv)低、動力消(xiao)(xiao)耗大(da)(da)。微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)氣(qi)(qi)(qi)型Carrousel 2000系統(tong)則(ze)(ze)采用(yong)(yong)了(le)(le)水(shui)(shui)下推(tui)流(liu)的(de)方式，即把潛水(shui)(shui)推(tui)進器葉輪產(chan)生(sheng)的(de)推(tui)動力直接作用(yong)(yong)于水(shui)(shui)體(ti)，在起推(tui)流(liu)作用(yong)(yong)的(de)同時又可(ke)有效防止污(wu)泥(ni)的(de)沉(chen)降。因(yin)而(er)，采用(yong)(yong)潛水(shui)(shui)推(tui)進器既降低了(le)(le)動力消(xiao)(xiao)耗，又使泥(ni)水(shui)(shui)得(de)到了(le)(le)充分地混合。

從水力特性(xing)來(lai)(lai)看，微孔曝氣(qi)(qi)型Carrousel 2000系統為環狀折(zhe)流池型，兼有(you)推流式(shi)(shi)和完(wan)(wan)全(quan)混合式(shi)(shi)的(de)(de)(de)流態。就整個氧化溝(gou)來(lai)(lai)看，可認為氧化溝(gou)是一個完(wan)(wan)全(quan)混合曝氣(qi)(qi)池，其(qi)濃度(du)變化系數極小(xiao)甚至(zhi)可以忽略不(bu)計，進水將迅(xun)速(su)得到(dao)稀釋(shi)，因此它具有(you)很強的(de)(de)(de)抗(kang)沖(chong)擊(ji)負荷能力。但對于氧化溝(gou)中的(de)(de)(de)某一段則具有(you)某些推流式(shi)(shi)的(de)(de)(de)特征，即在曝氣(qi)(qi)器下游(you)附近地段DO濃度(du)較高，但隨著與曝氣(qi)(qi)器距離的(de)(de)(de)不(bu)斷增(zeng)加則DO濃度(du)不(bu)斷降低（出現缺氧區(qu)）。這(zhe)種構造(zao)方式(shi)(shi)使缺氧區(qu)和好氧區(qu)存在于一個構筑物(wu)內，充分利用了其(qi)水力特性(xing)，達到(dao)了高效生物(wu)脫(tuo)氮(dan)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)型Carrousel 2000系統盡管(guan)具有充氧(yang)能力強、除(chu)磷脫(tuo)氮效果(guo)好(hao)、占地面(mian)積少和(he)能耗低等優點，但同時它也存(cun)在(zai)微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)設備(bei)維修(xiu)(xiu)的(de)問(wen)題。目前，國內微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)器(qi)的(de)使用壽命為4~5年(nian)，好(hao)的(de)可(ke)達8~10年(nian)，但與進口微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)器(qi)相比(bi)還有一(yi)定的(de)差距。曝(pu)氣(qi)(qi)器(qi)的(de)維修(xiu)(xiu)不像表曝(pu)設備(bei)那樣方便，它需(xu)要干池才能檢(jian)修(xiu)(xiu)，也就(jiu)是說一(yi)旦微(wei)孔曝(pu)氣(qi)(qi)器(qi)出現(xian)問(wen)題需(xu)采用平行兩組或三組來(lai)解決問(wen)題，或者采用提升裝置等來(lai)解決，這也將會給生(sheng)產和(he)管(guan)理帶來(lai)極(ji)大的(de)不便[15 16]。

5.2 Carrousel 3000系(xi)統

Carrousel 3000系(xi)統是(shi)在Carrousel 2000系(xi)統前再(zai)加上一(yi)個生(sheng)物選擇區(qu)。該(gai)生(sheng)物選擇區(qu)是(shi)利用高(gao)有(you)機負荷篩選菌種，抑制絲狀菌的(de)增長，提高(gao)各污染物的(de)去(qu)除率(lv)，其后(hou)的(de)工藝原(yuan)理同Carrousel 2000系(xi)統。

Carrousel 3000系(xi)統(tong)的(de)較大提高表現(xian)在(zai)：一是(shi)增加了(le)(le)池(chi)(chi)深，可(ke)達(da)7.5~8m，同心圓(yuan)式，池(chi)(chi)壁共用(yong)，減(jian)少了(le)(le)占地面積，降(jiang)低造價同時提高了(le)(le)耐低溫(wen)能(neng)力（可(ke)達(da)7℃）；二是(shi)曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)設(she)備的(de)巧妙(miao)設(she)計，表曝(pu)(pu)(pu)機下安裝導(dao)流(liu)筒，抽吸缺氧(yang)的(de)混合液，采用(yong)水下推進器(qi)(qi)解決(jue)流(liu)速問(wen)題(ti)；三(san)是(shi)使用(yong)了(le)(le)先(xian)進的(de)曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)控制器(qi)(qi)QUTE（它采用(yong)一種多(duo)變量控制模式）。四(si)是(shi)采用(yong)一體化設(she)計，從中心開(kai)始，包括以下環狀連續工藝(yi)單元(yuan)：進水井和用(yong)于回流(liu)活性污(wu)泥的(de)分水器(qi)(qi)；分別由四(si)部分組成的(de)選擇池(chi)(chi)和厭氧(yang)池(chi)(chi)。這(zhe)之(zhi)外是(shi)有三(san)個曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)器(qi)(qi)和一個預反(fan)硝化池(chi)(chi)的(de)Carrousel 2000系(xi)統(tong)（如(ru)圖2 所示）。五(wu)是(shi)圓(yuan)形一體化的(de)設(she)計使得氧(yang)化溝不需額(e)外的(de)管(guan)線，即可(ke)實(shi)現(xian)回流(liu)污(wu)泥在(zai)不同工藝(yi)單元(yuan)間的(de)分配[17]。

6. 結論

Carrousel氧(yang)化(hua)溝由(you)于(yu)具有良好的(de)出磷脫(tuo)氮能力、抗沖擊負荷能力和(he)(he)運(yun)行管理(li)方便等優點(dian)，已經(jing)得(de)到(dao)了廣泛的(de)應用(yong)。但(dan)由(you)于(yu)科技的(de)發展和(he)(he)社會的(de)進(jin)步，該工(gong)藝(yi)必將(jiang)得(de)到(dao)進(jin)一步的(de)提高(gao)。作(zuo)者認為：Carrousel氧(yang)化(hua)溝的(de)未來研究方向將(jiang)主要體(ti)現在(zai)以下幾方面。

1 結(jie)合生(sheng)(sheng)(sheng)物膜法，研究(jiu)和開發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)物模型Carrousel氧(yang)化溝(gou)。這(zhe)樣不僅可以(yi)提(ti)高單位反應器的微生(sheng)(sheng)(sheng)物總(zong)量，從而提(ti)高有(you)機(ji)負荷，而且生(sheng)(sheng)(sheng)物膜本身具(ju)有(you)的內置A/O系(xi)統強化了脫(tuo)氮效果[18]。

2 不斷提(ti)高(gao)Carrousel氧化溝中微(wei)(wei)生物的活(huo)性。例如在氧化溝中投(tou)加EM專一菌種、投(tou)入鐵鹽使微(wei)(wei)生物馴化成(cheng)(cheng)生物鐵、投(tou)入活(huo)性炭增強菌膠團的形成(cheng)(cheng)并提(ti)高(gao)耐毒(du)性沖擊等。

3 提高Carrousel氧(yang)化溝設備性(xing)能和監控(kong)技術(shu)(shu)。提高表曝機、水下推進器的(de)性(xing)能，減少維修工作量；利(li)用DO、ORP等多目標(biao)監控(kong)技術(shu)(shu)及變頻技術(shu)(shu)是今后Carrousel氧(yang)化溝科(ke)學運(yun)行的(de)必由之路(lu)。

4 提高Carrousel氧化溝的耐寒、耐毒性能，減少占地面積和工程造價。膜理論的應用、深池水力條件和工藝性能的研究為降低工程造價、提高耐寒耐毒性能等提供了可能的方向。
 
 
 

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