1. 前言

氧化(hua)溝（oxidation ditch）又(you)名(ming)連續循環(huan)曝(pu)氣池（Continuous loop reactor），是活性污(wu)泥法(fa)的(de)(de)一(yi)種變形。氧化(hua)溝污(wu)水處(chu)理工(gong)藝是在20世紀(ji)50年代由荷蘭衛生工(gong)程(cheng)研究所研制(zhi)成(cheng)功的(de)(de)。自從1954年在荷蘭的(de)(de)首次投(tou)入使用以來。由于(yu)其(qi)出水水質好、運行(xing)穩定、管理方便等技術特點，已(yi)經在國(guo)內外廣泛的(de)(de)應用于(yu)生活污(wu)水和工(gong)業污(wu)水的(de)(de)治理[1]。

目前(qian)應用較為廣泛的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)類型(xing)包括：帕斯韋爾（Pasveer）氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)、卡魯塞爾（Carrousel）氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou) 、奧爾伯(bo)（Orbal）氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)、T型(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)（三溝(gou)式氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)）、DE型(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)和一體化(hua)(hua)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)。這些氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)由于(yu)在(zai)結(jie)構和運(yun)行(xing)上存在(zai)差(cha)異，因此各具特點[2]。本文將主要介紹(shao)Carrousel氧(yang)(yang)化(hua)(hua)溝(gou)的(de)結(jie)構、機理、存在(zai)的(de)問題及其最新發展(zhan)。

2. Carrousel氧化溝的結構

Carrousel氧化(hua)(hua)溝是(shi)1967年由荷蘭(lan)的(de)DHV公(gong)司(si)開發研制。在(zai)(zai)原Carrousel氧化(hua)(hua)溝的(de)基礎上(shang)DHV公(gong)司(si)和其在(zai)(zai)美國的(de)專(zhuan)利特許公(gong)司(si)EIMCO又發明了(le)Carrousel 2000系統，實(shi)現了(le)更高要求的(de)生物(wu)脫氮和除磷功(gong)能。至今世界上(shang)已有850多座Carrousel氧化(hua)(hua)溝和Carrousel 2000系統正在(zai)(zai)運行(xing)。

 Carrousel氧(yang)化(hua)溝(gou)使用定向(xiang)控制的(de)曝氣(qi)(qi)和攪動裝置，向(xiang)混(hun)合液傳遞水(shui)(shui)(shui)(shui)平速(su)度(du)，從而使被攪動的(de)混(hun)合液在氧(yang)化(hua)溝(gou)閉合渠道內循環流動。因此氧(yang)化(hua)溝(gou)具有(you)(you)特(te)殊的(de)水(shui)(shui)(shui)(shui)力學流態，既(ji)有(you)(you)完全(quan)混(hun)合式(shi)(shi)反(fan)應器的(de)特(te)點(dian)，又有(you)(you)推流式(shi)(shi)反(fan)應器的(de)特(te)點(dian)，溝(gou)內存在明顯的(de)溶解氧(yang)濃度(du)梯(ti)(ti)度(du)。氧(yang)化(hua)溝(gou)斷(duan)面(mian)(mian)為(wei)矩形(xing)(xing)或(huo)梯(ti)(ti)形(xing)(xing)，平面(mian)(mian)形(xing)(xing)狀多為(wei)橢(tuo)圓形(xing)(xing)，溝(gou)內水(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)一(yi)般為(wei)2.5～4.5ｍ，寬深(shen)比為(wei)2:1，亦(yi)有(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)深(shen)達7m的(de)，溝(gou)中(zhong)水(shui)(shui)(shui)(shui)流平均速(su)度(du)為(wei)0.3m/s。氧(yang)化(hua)溝(gou)曝氣(qi)(qi)混(hun)合設備有(you)(you)表面(mian)(mian)曝氣(qi)(qi)機、曝氣(qi)(qi)轉刷或(huo)轉盤、射流曝氣(qi)(qi)器、導管式(shi)(shi)曝氣(qi)(qi)器和提升管式(shi)(shi)曝氣(qi)(qi)機等，近年來配合使用的(de)還有(you)(you)水(shui)(shui)(shui)(shui)下推動器[4~6]。

3. Carrousel氧化溝的機理

3.1 Carrousel氧化溝處理污水的原理

最(zui)初的(de)(de)普通(tong)Carrousel氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)的(de)(de)工藝(yi)中(zhong)污水直(zhi)接與(yu)回流(liu)污泥(ni)一(yi)(yi)起進入氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)系(xi)統。表面曝(pu)氣機(ji)使混(hun)合液中(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)氧(yang)(yang)DO的(de)(de)濃(nong)度增加(jia)到(dao)大約2～3mg/L。在這種(zhong)充(chong)分摻氧(yang)(yang)的(de)(de)條件下(xia)，微生物得到(dao)足夠的(de)(de)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)氧(yang)(yang)來去(qu)除BOD；同(tong)時，氨也被(bei)氧(yang)(yang)化(hua)成(cheng)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)和亞硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)，此時，混(hun)合液處于(yu)(yu)有氧(yang)(yang)狀(zhuang)態(tai)(tai)。在曝(pu)氣機(ji)下(xia)游，水流(liu)由曝(pu)氣區的(de)(de)湍流(liu)狀(zhuang)態(tai)(tai)變成(cheng)之后的(de)(de)平(ping)流(liu)狀(zhuang)態(tai)(tai)，水流(liu)維(wei)持在最(zui)小流(liu)速，保證活性(xing)污泥(ni)處于(yu)(yu)懸浮狀(zhuang)態(tai)(tai)（平(ping)均流(liu)速>0.3m/s）。微生物的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)過程(cheng)消(xiao)耗了(le)水中(zhong)溶(rong)(rong)解(jie)(jie)(jie)氧(yang)(yang)，直(zhi)到(dao)DO值降(jiang)為零，混(hun)合液呈缺氧(yang)(yang)狀(zhuang)態(tai)(tai)。經過缺氧(yang)(yang)區的(de)(de)反硝(xiao)化(hua)作(zuo)用，混(hun)合液進入有氧(yang)(yang)區，完成(cheng)一(yi)(yi)次循環。該系(xi)統中(zhong)，BOD降(jiang)解(jie)(jie)(jie)是一(yi)(yi)個連續(xu)過程(cheng)，硝(xiao)化(hua)作(zuo)用和反硝(xiao)化(hua)作(zuo)用發生在同(tong)一(yi)(yi)池中(zhong)。由于(yu)(yu)結(jie)構的(de)(de)限制(zhi)，這種(zhong)氧(yang)(yang)化(hua)溝(gou)(gou)雖然可(ke)以有效的(de)(de)去(qu)處BOD，但除磷脫氮的(de)(de)能力有限[7]。

為了取得更好的(de)(de)(de)除磷(lin)(lin)脫氮(dan)的(de)(de)(de)效果，Carrousel 2000系統(tong)在普(pu)通Carrousel氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溝前(qian)增加(jia)了一個厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)和(he)(he)絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)（又稱(cheng)前(qian)反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)區(qu)）。全部回(hui)流(liu)污(wu)(wu)泥和(he)(he)10-30%的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水進(jin)(jin)入厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)，可將回(hui)流(liu)污(wu)(wu)泥中的(de)(de)(de)殘留硝(xiao)(xiao)酸氮(dan)在缺氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)和(he)(he)10-30%碳源(yuan)條(tiao)(tiao)件(jian)下完(wan)成(cheng)(cheng)反硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)，為以后的(de)(de)(de)絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)池創造絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)條(tiao)(tiao)件(jian)。同(tong)時，厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)中的(de)(de)(de)兼性(xing)(xing)細菌將可溶性(xing)(xing)BOD轉化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)VFA，聚(ju)(ju)磷(lin)(lin)菌獲得VFA將其同(tong)化(hua)(hua)成(cheng)(cheng)PHB，所需能(neng)量來(lai)源(yuan)于(yu)聚(ju)(ju)磷(lin)(lin)的(de)(de)(de)水解(jie)并導致磷(lin)(lin)酸鹽的(de)(de)(de)釋(shi)放(fang)。厭氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)出水進(jin)(jin)入內(nei)部安裝有攪拌器的(de)(de)(de)絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)，所謂絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)就(jiu)是池內(nei)混合(he)液既無(wu)分子氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)，也無(wu)化(hua)(hua)合(he)物氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)（硝(xiao)(xiao)酸根），在此(ci)絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)環境下，70-90%的(de)(de)(de)污(wu)(wu)水可提供足夠的(de)(de)(de)碳源(yuan)，使聚(ju)(ju)磷(lin)(lin)菌能(neng)充分釋(shi)磷(lin)(lin)。絕(jue)氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)后接(jie)普(pu)通Carrousel氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溝系統(tong)，進(jin)(jin)一步完(wan)成(cheng)(cheng)去除BOD、脫氮(dan)和(he)(he)除磷(lin)(lin)。最后，混合(he)液在氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)溝富氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)區(qu)排出，在富氧(yang)(yang)(yang)(yang)(yang)環境下聚(ju)(ju)磷(lin)(lin)菌過量吸磷(lin)(lin)，將磷(lin)(lin)從水中轉移到污(wu)(wu)泥中，隨剩余污(wu)(wu)泥排出系統(tong)。這(zhe)樣，在Carrousel 2000系統(tong)內(nei)，較(jiao)好的(de)(de)(de)同(tong)時完(wan)成(cheng)(cheng)了去除BOD、COD和(he)(he)脫氮(dan)除磷(lin)(lin)[8]。

綜合(he)采用該工藝(yi)的(de)(de)昆明第一污(wu)水(shui)廠(chang)[9]、長沙市(shi)第二污(wu)水(shui)凈化中心[10]及漯河市(shi)污(wu)水(shui)處理廠(chang)的(de)(de)運行效果可見：經過Carrousel 2000系統處理后(hou)，BOD、COD、SS的(de)(de)去(qu)除率均(jun)達(da)(da)到了(le)90%以上，TN的(de)(de)去(qu)除率達(da)(da)到了(le)80%，TP的(de)(de)去(qu)除率也達(da)(da)到了(le)90%。

3.2 Carrousel氧化溝除磷脫氮的影響(xiang)因素

影(ying)響(xiang)Carrousel氧化溝除(chu)磷(lin)的因素主要是污(wu)泥(ni)齡、硝(xiao)酸鹽(yan)(yan)濃(nong)度及基質濃(nong)度。研究表明，當(dang)總污(wu)泥(ni)齡為(wei)8~10d時活性污(wu)泥(ni)中(zhong)的最大磷(lin)含量(liang)為(wei)其干污(wu)泥(ni)量(liang)的4%，為(wei)異養菌體(ti)質量(liang)的11%，但當(dang)污(wu)泥(ni)齡超過15d時污(wu)泥(ni)中(zhong)最大含磷(lin)量(liang)明顯下降，反(fan)而(er)達不(bu)到最大除(chu)磷(lin)效(xiao)果。因此，一味延長污(wu)泥(ni)齡（例如20d、25d、30d）是沒有必要的，宜在8~15d范(fan)圍內選(xuan)用。同(tong)時，高(gao)硝(xiao)酸鹽(yan)(yan)濃(nong)度和低基質濃(nong)度不(bu)利于除(chu)磷(lin)過程。

影響Carrousel氧(yang)(yang)化溝脫氮的(de)主要因素(su)是DO、硝酸鹽濃(nong)度(du)及碳源濃(nong)度(du)。研究(jiu)表明，氧(yang)(yang)化溝內存在溶解氧(yang)(yang)濃(nong)度(du)梯度(du)即好氧(yang)(yang)區(qu)DO達到3~3.5mg/L，缺(que)氧(yang)(yang)區(qu)DO達到0~0.5mg/L是發(fa)生硝化反應及反硝化反應的(de)前提條件。同(tong)時，充足(zu)的(de)碳源及較高的(de)C/N比有利于脫氮的(de)完成[7]。

4. Carrousel氧化(hua)溝存(cun)在的問題及(ji)解決方(fang)法

盡管Carrousel氧化(hua)溝具有出(chu)水水質好、抗(kang)沖擊負荷能力強(qiang)、除磷脫(tuo)氮(dan)效率高、污泥易穩(wen)定、能耗省、便于自(zi)動化(hua)控制等(deng)優點。但是，在實際的運行(xing)過程中，仍存在一系列的問(wen)題。

4.1 污泥膨脹問題

當廢水(shui)中的(de)(de)(de)碳(tan)水(shui)化合物較(jiao)(jiao)(jiao)多，N、P含量不平衡(heng)，pH值(zhi)(zhi)偏低(di)，氧化溝中污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)負荷(he)過高(gao)，溶解氧濃度不足(zu)，排泥(ni)(ni)(ni)(ni)不暢等易引發絲(si)狀菌(jun)性(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)膨脹；非(fei)絲(si)狀菌(jun)性(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)膨脹主要發生(sheng)(sheng)在廢水(shui)水(shui)溫較(jiao)(jiao)(jiao)低(di)而污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)負荷(he)較(jiao)(jiao)(jiao)高(gao)時(shi)。微生(sheng)(sheng)物的(de)(de)(de)負荷(he)高(gao)，細菌(jun)吸取了(le)大量營(ying)養物質，由于溫度低(di)，代謝速度較(jiao)(jiao)(jiao)慢，積貯起大量高(gao)粘性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)多糖類物質，使活性(xing)(xing)(xing)污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)的(de)(de)(de)表(biao)面附著(zhu)水(shui)大大增加，SVI值(zhi)(zhi)很(hen)高(gao)，形成污(wu)(wu)(wu)泥(ni)(ni)(ni)(ni)膨脹。

針對(dui)污(wu)泥膨脹的(de)起因，可(ke)(ke)(ke)采取(qu)不同對(dui)策：由缺氧(yang)、水(shui)溫高(gao)造成的(de)，可(ke)(ke)(ke)加(jia)(jia)(jia)大曝氣(qi)量或降低(di)(di)進(jin)水(shui)量以減(jian)輕負荷，或適當降低(di)(di)MLSS（控制污(wu)泥回(hui)流量），使(shi)需氧(yang)量減(jian)少；如(ru)污(wu)泥負荷過高(gao)，可(ke)(ke)(ke)提高(gao)MLSS，以調整(zheng)負荷，必要時(shi)可(ke)(ke)(ke)停(ting)止進(jin)水(shui)，悶曝一(yi)段時(shi)間；可(ke)(ke)(ke)通過投(tou)加(jia)(jia)(jia)氮肥、磷肥，調整(zheng)混合(he)液(ye)中(zhong)的(de)營養(yang)物質平(ping)衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值過低(di)(di)，可(ke)(ke)(ke)投(tou)加(jia)(jia)(jia)石(shi)灰調節(jie)；漂白粉和(he)液(ye)氯（按干(gan)污(wu)泥的(de)0.3%~0.6%投(tou)加(jia)(jia)(jia)），能(neng)抑制絲(si)狀菌(jun)繁殖，控制結合(he)水(shui)性污(wu)泥膨脹[11]。

4.2 泡沫問(wen)題

由(you)于(yu)進(jin)水(shui)中帶有大量油(you)脂，處理系(xi)統不能(neng)完全有效地將其(qi)(qi)除(chu)去(qu)，部分油(you)脂富集(ji)于(yu)污(wu)泥中，經轉刷充(chong)氧攪拌，產(chan)(chan)生(sheng)大量泡(pao)沫(mo)(mo)；泥齡偏長，污(wu)泥老化，也(ye)易產(chan)(chan)生(sheng)泡(pao)沫(mo)(mo)。用表(biao)面噴(pen)淋水(shui)或(huo)(huo)除(chu)沫(mo)(mo)劑去(qu)除(chu)泡(pao)沫(mo)(mo)，常用除(chu)沫(mo)(mo)劑有機(ji)油(you)、煤油(you)、硅(gui)油(you)，投量為(wei)0.5~1.5mg/L。通過(guo)增加曝(pu)氣(qi)池(chi)污(wu)泥濃(nong)度(du)或(huo)(huo)適當減小曝(pu)氣(qi)量，也(ye)能(neng)有效控制泡(pao)沫(mo)(mo)產(chan)(chan)生(sheng)。當廢水(shui)中含表(biao)面活性物(wu)質較(jiao)多時，易預先用泡(pao)沫(mo)(mo)分離法(fa)或(huo)(huo)其(qi)(qi)他(ta)方(fang)法(fa)去(qu)除(chu)。另外(wai)也(ye)可考慮增設一套除(chu)油(you)裝(zhuang)置。但最重要的是(shi)要加強水(shui)源管理，減少(shao)含油(you)過(guo)高廢水(shui)及其(qi)(qi)它有毒廢水(shui)的進(jin)入[12]。

4.3 污泥上浮(fu)問題

當(dang)廢水(shui)中(zhong)含油量過(guo)(guo)大，整個(ge)系統泥質變(bian)輕，在操(cao)作(zuo)過(guo)(guo)程中(zhong)不能很好控制其(qi)在二沉(chen)池的停(ting)留時間(jian)，易(yi)造成缺氧，產生腐化污(wu)泥上(shang)浮；當(dang)曝氣時間(jian)過(guo)(guo)長，在池中(zhong)發生高度硝化作(zuo)用，使硝酸(suan)鹽濃(nong)度高，在二沉(chen)池易(yi)發生反硝化作(zuo)用，產生氮氣，使污(wu)泥上(shang)浮；另外，廢水(shui)中(zhong)含油量過(guo)(guo)大，污(wu)泥可能挾油上(shang)浮。

發(fa)生污(wu)(wu)(wu)泥上浮后(hou)應暫停(ting)進(jin)水(shui)(shui)(shui)，打碎或清除(chu)污(wu)(wu)(wu)泥，判明原因(yin)，調(diao)整操作(zuo)。污(wu)(wu)(wu)泥沉降性(xing)(xing)差，可投加混凝劑或惰性(xing)(xing)物質(zhi)，改善(shan)沉淀(dian)性(xing)(xing)；如(ru)進(jin)水(shui)(shui)(shui)負荷大(da)應減小(xiao)進(jin)水(shui)(shui)(shui)量(liang)或加大(da)回(hui)流量(liang)；如(ru)污(wu)(wu)(wu)泥顆粒細小(xiao)可降低曝氣機轉速(su)；如(ru)發(fa)現反硝(xiao)化(hua)，應減小(xiao)曝氣量(liang)，增大(da)回(hui)流或排泥量(liang)；如(ru)發(fa)現污(wu)(wu)(wu)泥腐化(hua)，應加大(da)曝氣量(liang)，清除(chu)積(ji)泥，并設法改善(shan)池內水(shui)(shui)(shui)力條件[12]。

4.4 流(liu)速不(bu)均及污(wu)泥沉積問題

在Carrousel氧化(hua)溝(gou)(gou)中，為(wei)了獲得(de)其(qi)獨特的(de)混合(he)和處理效(xiao)(xiao)果(guo)，混合(he)液必須以一定的(de)流(liu)(liu)(liu)速(su)在溝(gou)(gou)內(nei)循環流(liu)(liu)(liu)動。一般認為(wei)，最低(di)(di)流(liu)(liu)(liu)速(su)應為(wei)0.15m/s，不發生沉積(ji)的(de)平均流(liu)(liu)(liu)速(su)應達到0.3~0.5m/s。氧化(hua)溝(gou)(gou)的(de)曝(pu)氣(qi)設備一般為(wei)曝(pu)氣(qi)轉刷(shua)和曝(pu)氣(qi)轉盤，轉刷(shua)的(de)浸(jin)沒深度(du)為(wei)250~300mm，轉盤的(de)浸(jin)沒深度(du)為(wei)480~ 530mm。與氧化(hua)溝(gou)(gou)水深（3.0~3.6m）相比，轉刷(shua)只占(zhan)(zhan)了水深的(de)1/10~1/12，轉盤也(ye)只占(zhan)(zhan)了1/6~1/7，因此造成(cheng)氧化(hua)溝(gou)(gou)上部流(liu)(liu)(liu)速(su)較(jiao)大（約為(wei)0.8~1.2m，甚至(zhi)更大），而底(di)部流(liu)(liu)(liu)速(su)很小(xiao)（特別是在水深的(de)2/3或3/4以下(xia)，混合(he)液幾乎沒有(you)流(liu)(liu)(liu)速(su)），致(zhi)使溝(gou)(gou)底(di)大量積(ji)泥（有(you)時積(ji)泥厚度(du)達1.0m），大大減少了氧化(hua)溝(gou)(gou)的(de)有(you)效(xiao)(xiao)容積(ji)，降低(di)(di)了處理效(xiao)(xiao)果(guo)，影響了出(chu)水水質。

加(jia)裝(zhuang)上、下(xia)(xia)游(you)導(dao)(dao)(dao)流(liu)板是改善(shan)流(liu)速分布、提高充(chong)氧能力的(de)有(you)效方(fang)(fang)法和最方(fang)(fang)便的(de)措(cuo)施。上游(you)導(dao)(dao)(dao)流(liu)板安(an)裝(zhuang)在距(ju)轉(zhuan)(zhuan)盤（轉(zhuan)(zhuan)刷(shua)）軸(zhou)心4.0m處(chu)（上游(you)），導(dao)(dao)(dao)流(liu)板高度(du)為(wei)水深(shen)的(de)1/5~1/6，并垂直于(yu)水面安(an)裝(zhuang)；下(xia)(xia)游(you)導(dao)(dao)(dao)流(liu)板安(an)裝(zhuang)在距(ju)轉(zhuan)(zhuan)盤（轉(zhuan)(zhuan)刷(shua)）軸(zhou)心3.0m處(chu)。導(dao)(dao)(dao)流(liu)板的(de)材料可以(yi)用(yong)金(jin)屬或玻(bo)璃鋼，但(dan)以(yi)玻(bo)璃鋼為(wei)佳。導(dao)(dao)(dao)流(liu)板與其(qi)他改善(shan)措(cuo)施相(xiang)比，不僅不會增加(jia)動力消耗和運轉(zhuan)(zhuan)成本，而且還能夠較大幅度(du)地提高充(chong)氧能力和理論(lun)動力效率[13]。

另外，通過在(zai)曝氣機上游設(she)置水(shui)下推動(dong)(dong)器(qi)也可(ke)(ke)以(yi)對曝氣轉刷底部(bu)低(di)速區(qu)的(de)混(hun)合液循環流動(dong)(dong)起到積(ji)(ji)極推動(dong)(dong)作(zuo)用，從而解(jie)決(jue)氧化溝(gou)底部(bu)流速低(di)、污泥沉積(ji)(ji)的(de)問題(ti)。設(she)置水(shui)下推動(dong)(dong)器(qi)專門用于推動(dong)(dong)混(hun)合液可(ke)(ke)以(yi)使氧化溝(gou)的(de)運行方式更加(jia)靈活，這對于節(jie)約能源、提高(gao)效率具有十分(fen)重要的(de)意(yi)義[14]。

5. Carrousel氧化溝(gou)的發展

由于(yu)污(wu)水處理標準中對(dui)除(chu)磷脫(tuo)氮(dan)的要求越來越嚴格，Carrousel氧化(hua)溝(gou)也(ye)得(de)到了進一步的發展。目(mu)前，研究及應用較多的包括以下兩種(zhong)類(lei)型：微孔曝氣型Carrousel 2000系統(tong)、Carrousel 3000系統(tong)。

5.1 微孔曝氣型(xing)Carrousel 2000系(xi)統

微孔曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)型(xing)Carrousel 2000系統采(cai)(cai)用微孔曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)（供氧設備為鼓風(feng)(feng)機），微孔曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)器可(ke)產(chan)生(sheng)大(da)(da)(da)量直徑為1mm左(zuo)右的(de)(de)(de)微小氣(qi)泡，這大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)提高了氣(qi)泡的(de)(de)(de)表面積，使得在(zai)池(chi)(chi)容積一定的(de)(de)(de)情況下(xia)(xia)氧轉(zhuan)移(yi)總(zong)量增(zeng)大(da)(da)(da)（如池(chi)(chi)深增(zeng)加(jia)則(ze)其傳質效(xiao)(xiao)率將更(geng)高）。根據目前鼓風(feng)(feng)機生(sheng)產(chan)廠家的(de)(de)(de)技術能力(li)，池(chi)(chi)的(de)(de)(de)有效(xiao)(xiao)水深最(zui)大(da)(da)(da)可(ke)達8m，因(yin)(yin)此可(ke)根據不(bu)同的(de)(de)(de)工藝要(yao)求選取合(he)適的(de)(de)(de)水深。傳統氧化溝的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)流(liu)是(shi)利(li)用轉(zhuan)刷、轉(zhuan)碟或倒傘型(xing)表曝(pu)(pu)(pu)機實現(xian)的(de)(de)(de)，其設備利(li)用率低(di)、動力(li)消(xiao)耗大(da)(da)(da)。微孔曝(pu)(pu)(pu)氣(qi)型(xing)Carrousel 2000系統則(ze)采(cai)(cai)用了水下(xia)(xia)推(tui)(tui)(tui)流(liu)的(de)(de)(de)方式(shi)，即(ji)把潛(qian)水推(tui)(tui)(tui)進器葉輪產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)推(tui)(tui)(tui)動力(li)直接作(zuo)用于水體(ti)，在(zai)起推(tui)(tui)(tui)流(liu)作(zuo)用的(de)(de)(de)同時又可(ke)有效(xiao)(xiao)防止污泥的(de)(de)(de)沉降。因(yin)(yin)而，采(cai)(cai)用潛(qian)水推(tui)(tui)(tui)進器既降低(di)了動力(li)消(xiao)耗，又使泥水得到了充分地混合(he)。

從水力(li)特(te)(te)性來(lai)看，微孔曝(pu)(pu)氣型Carrousel 2000系(xi)統(tong)為環(huan)狀折(zhe)流(liu)(liu)池型，兼有(you)推(tui)流(liu)(liu)式(shi)(shi)和完全混(hun)合式(shi)(shi)的(de)(de)(de)流(liu)(liu)態。就整個氧(yang)化(hua)溝(gou)來(lai)看，可認(ren)為氧(yang)化(hua)溝(gou)是一個完全混(hun)合曝(pu)(pu)氣池，其濃度(du)變化(hua)系(xi)數(shu)極小(xiao)甚至可以忽略不計(ji)，進水將迅速得到稀(xi)釋(shi)，因此它具(ju)有(you)很強(qiang)的(de)(de)(de)抗(kang)沖擊負荷能力(li)。但對于(yu)氧(yang)化(hua)溝(gou)中的(de)(de)(de)某一段則具(ju)有(you)某些推(tui)流(liu)(liu)式(shi)(shi)的(de)(de)(de)特(te)(te)征，即在(zai)曝(pu)(pu)氣器下游附(fu)近地段DO濃度(du)較(jiao)高，但隨著與曝(pu)(pu)氣器距離的(de)(de)(de)不斷(duan)增(zeng)加(jia)則DO濃度(du)不斷(duan)降低(di)（出(chu)現缺氧(yang)區）。這種構造方(fang)式(shi)(shi)使缺氧(yang)區和好氧(yang)區存在(zai)于(yu)一個構筑物(wu)(wu)內，充分(fen)利用(yong)了其水力(li)特(te)(te)性，達到了高效生(sheng)物(wu)(wu)脫氮的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。

微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)型Carrousel 2000系統(tong)盡管具有充氧(yang)能力強、除磷脫氮效果好、占地面積少和能耗低等(deng)優點，但同時(shi)它也(ye)存在微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)設(she)備維修(xiu)的問題。目前，國內微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)器(qi)的使(shi)用(yong)壽命為4~5年，好的可(ke)達8~10年，但與進口微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)器(qi)相比(bi)還有一定的差距。曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)器(qi)的維修(xiu)不像表(biao)曝(pu)(pu)設(she)備那樣方(fang)便(bian)，它需(xu)要干(gan)池才能檢(jian)修(xiu)，也(ye)就是說一旦微(wei)(wei)孔(kong)曝(pu)(pu)氣(qi)(qi)器(qi)出現問題需(xu)采用(yong)平行(xing)兩組或三(san)組來(lai)解(jie)決(jue)問題，或者采用(yong)提升裝(zhuang)置等(deng)來(lai)解(jie)決(jue)，這也(ye)將會(hui)給生產和管理帶來(lai)極大(da)的不便(bian)[15 16]。

5.2 Carrousel 3000系統

Carrousel 3000系統(tong)是在(zai)Carrousel 2000系統(tong)前再加(jia)上(shang)一(yi)個(ge)生物選擇(ze)區。該(gai)生物選擇(ze)區是利用高有(you)機(ji)負荷篩選菌種，抑制(zhi)絲狀菌的增長，提高各污染物的去除率，其后的工藝原理同(tong)Carrousel 2000系統(tong)。

Carrousel 3000系(xi)統的(de)(de)較大提(ti)(ti)高表(biao)現(xian)(xian)在：一是(shi)增(zeng)加(jia)了(le)池(chi)深，可(ke)(ke)達(da)7.5~8m，同心(xin)圓式，池(chi)壁共用(yong)(yong)，減少了(le)占地面積，降(jiang)低造價同時提(ti)(ti)高了(le)耐低溫能力（可(ke)(ke)達(da)7℃）；二是(shi)曝氣(qi)設備的(de)(de)巧妙設計，表(biao)曝機下(xia)(xia)安裝導流(liu)(liu)筒，抽吸缺氧的(de)(de)混合(he)液，采(cai)用(yong)(yong)水下(xia)(xia)推進(jin)器(qi)解決流(liu)(liu)速(su)問題；三(san)是(shi)使(shi)用(yong)(yong)了(le)先進(jin)的(de)(de)曝氣(qi)控制器(qi)QUTE（它(ta)采(cai)用(yong)(yong)一種多變量控制模式）。四是(shi)采(cai)用(yong)(yong)一體(ti)化(hua)(hua)設計，從中心(xin)開始(shi)，包括以(yi)下(xia)(xia)環狀(zhuang)連(lian)續工藝(yi)單元(yuan)：進(jin)水井(jing)和(he)用(yong)(yong)于回(hui)流(liu)(liu)活(huo)性污泥的(de)(de)分(fen)水器(qi)；分(fen)別由四部(bu)分(fen)組(zu)成(cheng)的(de)(de)選擇池(chi)和(he)厭氧池(chi)。這(zhe)之外是(shi)有三(san)個曝氣(qi)器(qi)和(he)一個預反硝(xiao)化(hua)(hua)池(chi)的(de)(de)Carrousel 2000系(xi)統（如圖2 所示）。五是(shi)圓形一體(ti)化(hua)(hua)的(de)(de)設計使(shi)得(de)氧化(hua)(hua)溝不需額外的(de)(de)管線(xian)，即可(ke)(ke)實現(xian)(xian)回(hui)流(liu)(liu)污泥在不同工藝(yi)單元(yuan)間的(de)(de)分(fen)配[17]。

6. 結論

Carrousel氧化溝(gou)由于具有(you)良(liang)好的(de)出磷脫氮能(neng)力(li)、抗(kang)沖擊負荷(he)能(neng)力(li)和(he)運(yun)行管(guan)理(li)方(fang)(fang)便等優(you)點，已經(jing)得到(dao)了(le)廣泛的(de)應用。但(dan)由于科技(ji)的(de)發(fa)展(zhan)和(he)社會的(de)進(jin)步，該工藝必將(jiang)得到(dao)進(jin)一(yi)步的(de)提(ti)高。作者認為(wei)：Carrousel氧化溝(gou)的(de)未(wei)來研(yan)究方(fang)(fang)向將(jiang)主要體(ti)現在以下幾方(fang)(fang)面(mian)。

1 結合生(sheng)物(wu)膜法，研究和開(kai)發生(sheng)物(wu)模型Carrousel氧化溝。這樣不僅可以提(ti)高單位反(fan)應器的微生(sheng)物(wu)總量，從而提(ti)高有機(ji)負(fu)荷，而且(qie)生(sheng)物(wu)膜本身具有的內(nei)置A/O系(xi)統強化了脫氮(dan)效果[18]。

2 不(bu)斷(duan)提高(gao)Carrousel氧化(hua)溝(gou)中微(wei)生物的(de)活(huo)性(xing)。例如在氧化(hua)溝(gou)中投加EM專一菌(jun)種、投入(ru)鐵(tie)(tie)鹽使微(wei)生物馴化(hua)成生物鐵(tie)(tie)、投入(ru)活(huo)性(xing)炭增強菌(jun)膠團(tuan)的(de)形成并提高(gao)耐毒性(xing)沖擊等。

3 提(ti)(ti)高Carrousel氧化溝設備性能(neng)和監(jian)控技術(shu)(shu)。提(ti)(ti)高表曝機、水下推進(jin)器(qi)的性能(neng)，減少維修工作(zuo)量；利用DO、ORP等多目標監(jian)控技術(shu)(shu)及變頻技術(shu)(shu)是今(jin)后Carrousel氧化溝科學運行的必(bi)由之路。

4 提(ti)高Carrousel氧化溝的耐(nai)(nai)寒、耐(nai)(nai)毒(du)性(xing)能(neng)，減(jian)少占地面積和工程造價(jia)。膜(mo)理(li)論的應用、深池水力(li)條件(jian)和工藝性(xing)能(neng)的研究(jiu)為降低工程造價(jia)、提(ti)高耐(nai)(nai)寒耐(nai)(nai)毒(du)性(xing)能(neng)等提(ti)供了可能(neng)的方向。

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