氧化沟基本原理：
氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭式环行沟渠而得名，它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延迟曝气系统。
（活性污泥法是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。活性污泥法是向废水中连续通入空气，经一定时间后因好氧性微生物繁殖而形成的污泥状絮凝物。其上栖息着以菌胶团为主的微生物，具有很强的吸附与氧化有机物的能力。） 生物脱氮除磷机理
1、生物脱氮机理
污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮，即，将3NH 转化为 N NO --2和N NO --3。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，即，将N NO --2（经反亚硝化）
和N NO --3（经反硝化）还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。水中含氮物质大量减少，降低出水的潜在危险性，达到从废水中脱氮的目的。
○
1硝化——短程硝化：
O H HNO O NH 22235.1+→+
硝化——全程硝化（亚硝化+硝化）：
O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌
3225.0HNO HNO O −−→−+硝酸菌
○
2反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+
反硝化——厌氧氨氧化脱氮：
O H N HNO NH 22232+→+
][35.122233H O H N HNO NH ++→+
反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：
O H S N SO H NH 2242342++→+
废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分。主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮。硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮。其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌，以无机碳化合物为碳源，从+4NH 或
-2NO 的氧化反应中获取能量。其中硝化的最佳温度在纯培养中为
25-35 ℃，在土壤中为30-40 ℃，最佳pH 值偏碱性。反硝化作用是反硝化菌（大多数是异养型兼性厌氧菌，DO<0.5 mg/L ）在缺氧的条件下，以硝酸盐氮为电子受体，以有机物为电子供体进行厌氧呼吸，将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ，同时降解有机物。
2、生物除磷原理
磷在自然界以2 种状态存在：可溶态或颗粒态。所谓的除磷就
氧化沟工艺流程图
是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。废水在生物处理中，在厌氧条件下，聚磷菌的生长受到抑制，为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐，同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量，称该过程为磷的释放。进入好氧环境后，活力得到充分恢复，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，从而完成聚磷的过程。将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除，即可达到除磷的目的。
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1厌氧释放磷的过程 聚磷菌在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP ，利用ATP 以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB 。与此同时释放出-34PO 于环境中。
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2好氧吸磷过程 聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB 和外源基质，产生质子驱动力将体外的-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸，将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐（异染颗粒）。
氧化沟主要设计参数：
水力停留时间：10-40天
污泥龄：一般10-30天
有机负荷：0.05-0.15kgBOD 5/(kgMLSS.d)
活性污泥浓度：2000-6000mg/l
工艺控制：
氧化沟工艺（现在一般为改良型）是集有机物降解、脱氮、除磷3种功能于一体的生物处理技术。因此该工艺的运行控制应同时满足各项功能的要求，针对这些特性，在氧化沟工艺长期运行控制经验基础上，得出以下几个控制方法： 1.对曝气系统（DO）溶解氧的控制
在氧化沟脱氮除磷工艺中，由于生物除磷本身并不需要消耗氧气，故实际供氧量只需考虑以下2个部分：脱氮需氧量、硝化需氧量。在实际运行控制中，各段曝气量一般是根据在线DO仪和便携式DO仪的监控值。通过调整曝气机开启台数和频率实现控制。经长期的运行实践可得出各区DO的控制范围：一般保持缺氧区DO为0.3～0.7mg/l，好氧区DO控制在2.0～3.2mg/l；若太低会抑制硝化作用，太高则会使DO随回流污泥进入厌氧区，影响聚磷菌的释磷，而且会使聚磷菌在好氧区消耗过多的有机物，从而影响对磷的吸收。从实际的运行效果来看，氧化沟的除磷效果始终能保持较高的水平，得益于对氧
化沟各区内DO的有效控制，尤其是好氧区。当混合液进入二沉池完成泥水分离后，充足的DO保证了聚磷菌能将磷牢牢的聚积于体内而不释放于水中，最终确保了良好的除磷效果。
2.对MLSS（混合液悬浮固体）的控制
影响氧化沟中MLSS值的因素很多。MLSS取决于曝气系统的供氧能力和二沉池的泥水分离能力。从降解有机物的角度来看，MLSS值应尽量高一些，但MLSS值太高时，要求混合液的DO值也就越高。在
同样的供氧能力时，维持较高的DO需要较大的空气量，一般的曝气系统难以达到要求，而且要求二沉池有较强的泥水分离能力，一般二沉池的表面积相对较小，难以提供充足的泥水分离能力。因此，应根据实际情况，确定一个最大的MLSS值，以其作为运行控制的基础。氧化沟由于是延时曝气系统，一般的MLSS维持在3000~5000mg/l。然而由于进水水质的关系，就我国的实际管网进水浓度而言，氧化沟工艺的污水处理厂MLSS常常只能达到3000mg/l左右，进水有机物溶度高可达到3000mg/l以上，进水有机物溶度低就在3000mg/l以下。
3.对泥龄和排泥的控制
对于生物脱氮除磷工艺而言，泥龄是个重要的设计和运行参数，生物的脱氮过程一般需要较长的泥龄，以满足世代时间较长的硝化菌生长繁殖的需要；而生物除磷是通过排除富磷的剩余污泥来实现，
一般将泥龄控制在3.5～7d，故为了保证系统的除磷效果，就不得不维持较高的污泥排放量，系统的泥龄也不得不相应的降低。显然，硝化菌和聚磷菌在泥龄上存在着矛盾，在污水处理工艺设计和运行中，一般将泥龄控制在一个较窄的范围内，以兼顾脱氮和除磷的需要。基于此，为取得良好的脱氮除磷效果，一般氧化沟体统的泥龄采用（16～20d）以保持较高的MLSS。在排泥控制过程中，除了用泥龄核算排泥量外，还需保持系统中稳定的MLSS和MLVSS（混合液挥发性悬浮固体），一般通过排泥是MLSS维持在3000~5000mg/l,。在实际运行中，按上述范围进行操作，均能获得稳定、优良的出水水质。
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