氧化溝工藝因其構(gòu)筑物簡(jiǎn)單和運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，在污水處理工程中被廣泛采用。一體化氧化溝技術(shù)是污水處理一體化技術(shù)在氧化溝工藝領(lǐng)域發(fā)展起來(lái)的一種污水處理新技術(shù)，又稱合建式氧化溝。一體化氧化溝是指充分利用氧化溝較大的容積和水面，在不影響氧化溝正常運(yùn)行的情況下，通過(guò)改進(jìn)氧化溝部分區(qū)域的結(jié)構(gòu)和在溝內(nèi)設(shè)置一定的裝置，使水泥分離過(guò)程在溝內(nèi)完成的氧化溝。
河南濮陽(yáng)市中原區(qū)某污水處理廠擴(kuò)建工程建設(shè)總規(guī)模為4.0萬(wàn)m³/d，采用一體化氧化溝工藝，污水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。
 
1一體化氧化溝特點(diǎn)
一體化氧化溝在普通氧化溝基礎(chǔ)上，將曝氣凈化與固液分離合并形成集曝氣、沉淀、泥水分離和污泥回流功能為一體的新型反應(yīng)器。
一體化氧化溝具有以下幾個(gè)特點(diǎn):①工藝流程短，構(gòu)筑物和設(shè)備少，故投資省、占地少、能耗低;②處理效果穩(wěn)定可靠，其BOD₅，SS的去除率在90%以上，COD的去除率在85%以上，同時(shí)也能較好的脫氮除磷;③運(yùn)行穩(wěn)定、管理方便、設(shè)備故障率低;④污泥無(wú)泵自動(dòng)回流，減少了污泥膨脹的可能，產(chǎn)生的剩余污泥量少，污泥穩(wěn)定，易脫水;⑤固液分離器采用獨(dú)特的固液分離原理，表面負(fù)荷大，能承受較大的水質(zhì)和水量變化，占用面積小。
一體化氧化溝設(shè)計(jì)要點(diǎn)：在氧化溝的設(shè)計(jì)中，要保證渠內(nèi)循環(huán)，水流速度不小于0.3m/s，以維持活性污泥的懸浮狀態(tài)，防止污泥在渠中沉降。
側(cè)溝固液分離器是一種具有獨(dú)特工作原理的高效固液分離設(shè)施，與一般二沉池比較，側(cè)溝固液分離器有效高的表面負(fù)荷，表面負(fù)荷為50m³/(m²•d)左右時(shí)，側(cè)溝出水SS一般穩(wěn)定在20mg/L以下。
只要在側(cè)溝內(nèi)污泥絮凝形成懸浮層，阻擋攔截作用就存在，同時(shí)隨著懸浮層密度增大，重力沉降性能還有所改善。因此，側(cè)溝固液分離器對(duì)污泥沉降性能的變化有較強(qiáng)的承受能力。
分離器宜設(shè)置在氧化溝流態(tài)較好的區(qū)段內(nèi)，若分離器前設(shè)有轉(zhuǎn)刷，則二者之間的距離應(yīng)足以使氣水分離，且二者之間應(yīng)考慮整流措施。分離器不宜設(shè)在水流紊動(dòng)強(qiáng)烈的位置，主溝的流態(tài)越均勻越穩(wěn)定，側(cè)溝的分離效果就越好，并且側(cè)溝應(yīng)離轉(zhuǎn)刷有足夠的距離，以保證氣水充分分離，避免氣泡在側(cè)溝內(nèi)釋放。
 
2　工程實(shí)例
濮陽(yáng)市中原區(qū)現(xiàn)有污水處理廠規(guī)模3.0萬(wàn)m³/d，采用活性污泥處理工藝，處理后水質(zhì)達(dá)到國(guó)家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。隨著基地的發(fā)展，人口的增加，原有污水處理廠已經(jīng)不能滿足基地的污水處理要求，擴(kuò)建基地污水處理廠顯得很迫切。
2.1設(shè)計(jì)污水量
中原區(qū)污水處理廠服務(wù)面積達(dá)到25平方公里，服務(wù)人口大約20.5萬(wàn)，居住區(qū)平均用水量定額取220L/人.d，按80% 生活用水量確定污水量為4.4萬(wàn)m ³/d。據(jù)中原區(qū)提供的資料，工業(yè)廢水排放量占污水處理廠污水排放量的20％左右。結(jié)合污水量、污水處理廠現(xiàn)有場(chǎng)地情況、考慮城鎮(zhèn)化水平的提高，確定中原區(qū)污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為7.0m ³/d，即續(xù)建工程設(shè)計(jì)規(guī)模Q＝4.0m ³/d。
2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
根據(jù)安全環(huán)保監(jiān)理總站對(duì)水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果，污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)范圍：設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：COD：250mg/L，BOD₅：100mg/L，SS：130mg/L， NH₃－N：30 mg/L，PO₄^3—P：4mg/L。
根據(jù)濮陽(yáng)市環(huán)保局要求，污水處理續(xù)建工程出水水質(zhì)執(zhí)行《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978－1996）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)：BOD₅≤20 mg/L，COD_Cr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，NH₃－N≤15 mg/L，PO₄^3--P達(dá)到二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：PO₄^3--P≤1.0 mg/L。
2.3工藝設(shè)計(jì)具體流程
工藝設(shè)計(jì)具體流程如圖所示：

                        工藝流程圖
 
 2.4主要構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)
    （1）粗格柵井。1座，分2格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，平面尺寸：10.0×1.2 m。過(guò)柵流速：v=0.5～1.0m/s；柵條間隙：δ=20mm；柵條總寬：B=1.50m；安裝角度：α=75°；格柵井進(jìn)水管與原有格柵井進(jìn)水管用閘門井連通，既可將兩種工藝獨(dú)立運(yùn)行，同時(shí)，又可滿足利用擴(kuò)建工程處理近期污水量，將原有工藝進(jìn)行改造。
    （2）污水提升間及吸水井。1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與粗格柵井合建。按4.0×10⁴m³/d設(shè)計(jì)，Kz=1.35。內(nèi)設(shè)4臺(tái)污水提升泵，Q =800m³/h；H=16m，N=55kW，3用1備。吸水井平面尺寸：14.0×10.0m，有效容積V=300 m³，有效水深H=2.0m。
    （3）細(xì)格柵渠。1座，分2格，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，，平面尺寸：7.0×1.6m。過(guò)柵流速：v=0.6m/s；柵條間隙：δ=5mm；柵條總寬：B=800mm；安裝角度：α=75°；選用回轉(zhuǎn)式格柵除污機(jī)共2臺(tái)
    （4）旋流沉砂池。2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，與細(xì)格柵渠合建。池子直徑Φ_上=3.65m，Φ_下=1.5m水力停留時(shí)間：t=34s； 每座沉砂池設(shè)有除砂機(jī)1臺(tái)，N=0.75kW，吸砂泵1臺(tái)，Q=5～10m³/h，出口壓力P=0.4Mpa。螺旋式砂水分離器1臺(tái)，處理量為Q=5～12l /s，螺旋直徑260mm，N=0.37kW。
    （5）一體化氧化溝。2座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。平面尺寸：155.×41 m，有效水深4.5m。
厭氧區(qū)有效容積：2740 m³；缺氧區(qū)有效容積：2730 m³；主溝有效容積：22626 m³（含側(cè)溝3900 m³）；厭氧區(qū)水力停留時(shí)間：1.6h；缺氧區(qū)水力停留時(shí)間：1.6h；主溝水力停留時(shí)間：13.6h；主溝MLSS：4000mg/l；側(cè)溝沉淀區(qū)水力負(fù)荷：1.88 m³/ m²·h；污泥內(nèi)回流比：10%～30%；主溝BOD₅容積負(fù)荷F_V=0.159kg BOD₅/ m³；每座厭氧池設(shè)低速潛水推流器2臺(tái)，葉輪直徑1800mm，電機(jī)功率1.5kW，主軸轉(zhuǎn)速42r/min;每座缺氧池設(shè)1臺(tái)低速潛水推流器，葉輪直徑1100mm，電機(jī)功率為3.0kW，主軸轉(zhuǎn)速135r/min;每座一體化氧化溝主溝內(nèi)設(shè)有9m長(zhǎng)轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)5臺(tái)，工作水深為300mm，標(biāo)態(tài)下清水充氧效率為8.22kgO₂/m·時(shí),N=45kW，4用1備，設(shè)有7臺(tái)高速潛水推流器，φ640mm，主軸轉(zhuǎn)速303r/min，N＝7.5kW／臺(tái)，保證溝內(nèi)流速大于0.3m/s。同時(shí)，在側(cè)溝設(shè)有沉降分離組件225組和1臺(tái)行車式刮沫機(jī)，刮沫機(jī)軌距4.5m，行車速度為2m/min，驅(qū)動(dòng)功率為0.55kW。
一體化氧化溝側(cè)溝出水采用穿孔集水管DN200進(jìn)入集水槽，再通過(guò)電動(dòng)回轉(zhuǎn)堰門出水排入出水管。電動(dòng)回轉(zhuǎn)堰門長(zhǎng)度5.0m，堰門最大調(diào)節(jié)高度500mm，電機(jī)功率為0.75kW。
同時(shí)，根據(jù)MLSS測(cè)定結(jié)果，若主溝里MLSS大于4000毫克／升，則打開(kāi)排泥閥將側(cè)溝污泥排到集泥池。
（6） 集泥池，1座，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。有效容積V=144m³。為保證除磷效果，將集泥池污泥回流到厭氧池，回流比為10%～30%。剩余污泥用泵提升至污泥濃縮池， Q＝25m³／小時(shí)，H＝14m，N＝2.2kW，2臺(tái)，1用1備。