一、介绍
氧化沟（oxidation ditch）又名连续循环曝气池（Continuous loop reactor），是活性污泥法的一种变形。氧化沟工艺在城市生活污水及工业废水处理领域已经得到广泛应用，并成为当前占主导地位的活性污泥污水处理技术。尤其在我国，污水处理厂的建设以中小型规模为主，各类氧化沟工艺得到普遍应用，其中奥贝尔氧化沟应用较广，DE及T型多沟交替式在中高浓度污水处理厂应用较多，而卡鲁塞尔氧化沟以外贷项目为主。
氧化沟是由荷兰卫生工程研究所在上世纪50年代研制开发的废水生物处理技术，是活性污泥法的一种改型，属延时曝气的一种特殊形式。其基本特征特征是曝气池呈封闭、环状跑道式，池体狭长，池深较浅，在沟槽中设有表面曝气装置。废水和活性污泥以及各种微生物混合在沟渠中作不停地循环流动，完成对废水的硝化与反硝化处理。生物氧化沟兼有完全混合式、推流式和氧化塘的特点。在技术上具有净化程度高、耐冲击、运行稳定可靠、操作简单、运行管理方便、维修简单、投资少、能耗低等特点。氧化沟在空间上形成了好氧区、缺氧区和厌氧区，具有良好的脱氮功能。
最早的氧化沟为20世纪50年代开发的帕斯韦尔（Pasveer）氧化沟，在沟道转弯处采用竖轴表面曝气器，在一侧沟道上设有横轴转刷曝气器，取得曝气与搅拌两个作用，二沉池与之分建；1960年，一种结构更为紧凑的奥贝尔（Orbal）氧化沟在南非被开发和使用，后被Envirex收购，成为美国US Filter公司的一项专利；20世纪60年代荷兰DHV公司开发了使用广泛的Carrousel氧化沟，除了能获得较高的BOD5去除效率，同时还能达到部分脱氮除磷的目的；80年代初，美国开发了将二次沉淀池设置在氧化沟中的合建式氧化沟——BMTS型，并发展成现在所说的一体化氧化沟；此外，还有目前常用的多沟交替式氧化沟（双沟DE、三沟T型）等等，形成了颇为庞大的氧化沟家族。
不论哪种氧化沟，一般来说都具有以下特征：
① 池体狭长，（可达数十米甚至上百米）；池深度较浅，一般在2米左右；
② 曝气装置多采用表面机械曝气器，竖轴、横轴曝气器都可以；
③ 进、出水装置简单；
④ 氧化沟呈完全混合、推流式；沟内的混合液呈推流式快速流动（0.4?0.5m/s），由于流速高，原废水很快就与沟内混合液相混合，因此氧化沟又是完全混合的；
⑤ BOD负荷低，类似于活性污泥法的延时曝气法，处理出水水质良好；
⑥ 对水温、水质和水量的变动有较强的适应性；
⑦ 污泥产率低，剩余污泥产量少；
⑧ 污泥龄长，可达15?30d，为传统活性污泥法的3?6倍；
⑨ 世代时间很长的细菌如硝化细菌能在反应器内得以生存，从而使氧化沟具有脱氮的功能。
二、特点
氧化沟利用连续环式反应池（Cintinuous Loop Reator,简称CLR）作生物反应池，混合液在该反应池中一条闭合曝气渠道进行连续循环，氧化沟通常在延时曝气条件下使用。氧化沟使用一种带方向控制的曝气和搅动装置，向反应池中的物质传递水平速度，从而使被搅动的液体在闭合式渠道中循环。
氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。
氧化沟法由于具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄。因此相比传统活性污泥法，可以省略调节池，初沉池，污泥消化池，有的还可以省略二沉池。氧化沟能保证较好的处理效果，这主要是因为巧妙结合了CLR形式和曝气装置特定的定位布置，是式氧化沟具有独特水力学特征和工作特性：
（1） 氧化沟结合推流和完全混合的特点，有利于克服短流和提高缓冲能力，通常在氧化沟曝气区上游安排入流，在入流点的再上游点安排出流。入流通过曝气区在循环中很好的被混合和分散，混合液再次围绕CLR继续循环。这样，氧化沟在短期内（如一个循环）呈推流状态，而在长期内（如多次循环）又呈混合状态。这两者的结合，即使入流至少经历一个循环而基本杜绝短流，又可以提供很大的稀释倍数而提高了缓冲能力。同时为了防止污泥沉积，必须保证沟内足够的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在沟内的停留时间又较长，这就要求沟内由较大的循环流量（一般是污水进水流量的数倍乃至数十倍），进入沟内污水立即被大量的循环液所混合稀释，因此氧化沟系统具有很强的耐冲击负荷能力，对不易降解的有机物也有较好的处理能力。
（2） 氧化沟具有明显的溶解氧浓度梯度，特别适用于硝化－反硝化生物处理工艺。氧化沟从整体上说又是完全混合的，而液体流动却保持着推流前进，其曝气装置是定位的，因此，混合液在曝气区内溶解氧浓度是上游高，然后沿沟长逐步下降，出现明显的浓度梯度，到下游区溶解氧浓度就很低，基本上处于缺氧状态。氧化沟设计可按要求安排好氧区和缺氧区实现硝化－反硝化工艺，不仅可以利用硝酸盐中的氧满足一定的需氧量，而且可以通过反硝化补充硝化过程中消耗的碱度。这些有利于节省能耗和减少甚至免去硝化过程中需要投加的化学药品数量。
（3）)氧化沟沟内功率密度的不均匀配备，有利于氧的传质，液体混合和污泥絮凝。传统曝气的功率密度一般仅为20－30瓦/米3，平均速度梯度G大于100秒－1。这不仅有利于氧的传递和液体混合，而且有利于充分切割絮凝的污泥颗粒。当混合液经平稳的输送区到达好氧区后期，平均速度梯度G小于30秒－1，污泥仍有再絮凝的机会，因而也能改善污泥的絮凝性能。
（4） 氧化沟的整体功率密度较低，可节约能源。氧化沟的混合液一旦被加速到沟中的平均流速，对于维持循环仅需克服沿程和弯道的水头损失，因而氧化沟可比其他系统以低得多的整体功率密度来维持混合液流动和活性污泥悬浮状态。据国外的一些报道，氧化沟比常规的活性污泥法能耗降低20%－30%。
另外，据国内外统计资料显示，与其他污水生物处理方法相比，氧化沟具有处理流程简单，操作管理方便；出水水质好，工艺可靠性强；基建投资省，运行费用低等特点。
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