CN101269882B - 一种一体化氧化沟及其建造和操作方法 - Google Patents

一种一体化氧化沟及其建造和操作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种一体化氧化沟及其建造和操作方法。它是将一体化氧化沟分隔为相互连通的缺氧区、厌氧区、好氧区,将缺氧区和厌氧区共同设置在一体化氧化沟的一端,好氧区设置在另一端,并在每个区的中部安装隔水墙,使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区和厌氧区安装用于分点进水的进水管,在与厌氧区连通的好氧区一侧的循环流道内安装曝气装置,在好氧区排水的一侧壁上建造用于泥水分离和排水的泥水分离装置;开启曝气装置,并将污水依次经缺氧区、厌氧区、好氧区、泥水分离装置,这样即可实现污水的脱氮、脱磷、脱碳处理。本发明结构较为简单,成本较低,占地面积小,污水处理效果好,特别是能同时且高效地脱氮除磷。

Description

一种一体化氧化沟及其建造和操作方法
技术领域
本发明涉及一种采用一体化氧化沟及其建造和操作方法,属于污水处理领域。
背景技术
随着我国小城镇迅速发展,目前,我国城镇污水处理厂建设速度很快,所采用的污水处理技术,多已摆脱传统的活性污泥法而引进发达国家污水处理技术,如SBR、CASS、UNITANK、MSBR、ICEAS、Carrousel氧化沟等,但这些技术要求的自动化程度很高,并且对进口设备、仪表依赖性较大。然而,我国大多数城镇由于历史的原因排水体制均为合流制(即雨水、污水合流排入水体),污水进水浓度不高、计算机网络技术和信息处理、反馈设施相对落后,使得污水处理效果不佳,且占地面积较大,造成了投资的浪费。
近年来,为了解决上述难题,一体化氧化沟技术得以迅速发展。一体化氧化沟又称合建式氧化沟(Integral Combined Oxidation Ditches)。它是集曝气、沉淀及泥水分离为一体,具有流程短、造价低、连续稳定运行、去除有机物效率高、管理方便、占地面积少,污泥量少且易处理等优点,但其脱氮除磷效果不佳。
现有的一体化氧化沟均采用传统A2/O工艺脱氮、除磷工艺(如中国专利200510032647.3公开的同时厌氧好氧一体化氧化沟)。传统的A2/O脱氮除磷工艺把厌氧区放在工艺的前部,缺氧区置后,这种作法降低了反硝化速率。不仅如此,在实际运行过程中还有下列缺点:由于排泥周期的不协调,而影响整体处理效果;反硝化碳源不足;回流污泥将部分硝酸盐带入厌氧区,使聚磷菌释磷受到抑制,从而影响除磷效果。综上所述,由于受脱氮、除磷双重功能要求,其运行条件存在矛盾,在实际运行中传统A2/O工艺很难达到同时且高效地脱氮除磷,合理协调程度不太理想。
发明内容
本发明要解决的问题是:提供一种结构较为简单,成本较低,占地面积小,污水处理效果好,特别是能同时且高效地脱氮除磷的一体化氧化沟及其建造和操作方法,以克服现有技术的不足。
本发明的一体化氧化沟的建造和操作方法是这样的:它包括一体化氧化沟,将一体化氧化沟分隔为相互连通的缺氧区、厌氧区、好氧区,将缺氧区和厌氧区共同设置在一体化氧化沟内的一端,好氧区设置在另一端,并在每个区的中部设置隔水墙,使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区和厌氧区安装用于分点进水的进水管,在与厌氧区连通的好氧区一侧的循环流道内安装曝气装置,在好氧区排水的一侧壁上建造用于泥水分离和排水的泥水分离装置;开启曝气装置,并将污水依次经缺氧区、厌氧区、好氧区、泥水分离装置,这样即可实现污水的脱氮、脱磷、脱碳处理。
本发明的一体化氧化沟是这样构成的:它包括一体化氧化沟1,一体化氧化沟1内的一端分隔为缺氧区2和厌氧区3,其另一端设置为好氧区4,缺氧区2、厌氧区3和好氧区4之间相互连通,在缺氧区2、厌氧区3和好氧区4中部均设有隔水墙5,在缺氧区2和厌氧区3的外侧均设有进水管6,在与厌氧区3连通的好氧区4一侧的流道内设有曝气装置7,在好氧区4排水一侧的侧壁上设有泥水分离装置8。
上述的一体化氧化沟中,所述的泥水分离装置8的构成包括沟内过滤槽9、消能导流装置10、沟外沉淀器11、排水堰12、出水堰13、出水渠25;在好氧区4排水的一侧壁内侧设置沟内过滤槽9,在沟内过滤槽9内底部设置消能导流装置10,在沟内过滤槽9的外侧壁上连接沟外沉淀器11,在沟外沉淀器11的外侧壁上连接出水渠25,沟内过滤槽9通过设在其侧壁上部的排水堰12与沟外沉淀器11连通,沟外沉淀器11通过设在其侧壁上部的出水堰13与出水渠25连通。
前述的一体化氧化沟中,在好氧区4的隔水墙5两端设有内弧面相对的弧形导流墙14,在导流墙14的墙体上开有导流窗15。
前述的一体化氧化沟中,所述的曝气装置7的构成包括浮体16、吸气管17、负压进气室18、射流筒19、电机20、轴流式叶轮21、调节手轮24、防水管26;浮体16固定在流道内的混合液面上,在浮体16上固定电机20和调节手轮24,调节手轮24套接在吸气管17置于混合液面上的一端,吸气管17的另一端没入混合液,并与设于混合液内的负压进气室18连通,在负压进气室18的出口连接斜向下方向设置的射流筒19,在负压进气室18和射流筒19内部相交处设有轴流式叶轮21,轴流式叶轮21的电源接口与电机20通过设在防水管26内的电线连接,且调节手轮24通过螺杆与防水管26连接。
前述的一体化氧化沟中,在进水管6上设有阀门22。
前述的一体化氧化沟中,在缺氧区2和厌氧区3内均设有潜水搅拌机23。
由于采用了上述的技术方案,本发明不依赖计算机网络和信息处理、反馈设施,与现有技术比较,结构较为简单,操作管理方便,并且节约了投资和处理成本。另外,本发明的区域构造使其能实现倒置A2/O一体化氧化沟工艺,从而具有下列优点:优先满足微生物脱氮的碳源要求,反硝化容量充分,系统脱氮能力得到显著加强,并且通过取消初沉池的时间,改善了活性污泥的沉降性能,提高了活性污泥浓度,为硝化和反硝化同步进行提供了有利条件,脱氮的效率得以进一步提高;避免了回流污泥中携带的硝酸盐对厌氧区的不利影响,进一步强化系统综合脱碳、脱氮、脱磷的功能;聚磷菌厌氧释磷后,直接进入生化效率较高的好氧环境,其在厌氧条件下形成的吸磷动力可以更充分的利用,并且参与循环的微生物全部经历了完整的厌氧至好氧的过程,显著提高了系统的脱磷能力;延长了非曝气历时,将传统的A2/O工艺的污泥回流系统与混合液内循环系统合二为一,流程简捷,占地面积较小,便于施工管理,节省了基建投资与运行费用。此外,本发明两根进水管的设置使其可采用按比例分点进水方式,为缺氧池反硝化提供碳源,同时部分污水直接进入厌氧区,增强厌氧压抑状态,聚磷菌的过度吸磷动力又得到加强。再就是,本发明的泥水分离装置采用沟内污泥层过滤加上沟外沉淀的方法,具有出水的水质好、耐冲负荷的能力较强、污泥回流状况较好的优点;在弧形导流墙上开导流窗的结构,消除了低压区,大幅度提高悬浮液流能量,防止污泥沉积;曝气装置具有曝气和推流双重功用,且效果较好,并具有便于维护和安装、噪音较小的优点。
综上所述,本发明不仅将倒置A2/O脱氮除磷同时高效、合理协调的优势与一体化氧化沟运行的优点集约组合,使其占地面积大幅减小,节约了投资成本,还研制出高效配套的曝气、泥水分离、整流设施,从整体上提高了污水的处理效果和效率。
本发明的出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标,具体是:当进水的PH值为7.09,BOD5、COD、SS、NH3-N、TN、TP的浓度值依次为182.12mg/L、343mg/L、143mg/L、57.66mg/L、76.86mg/L、5.45mg/L时;出水的PH值为7.03,BOD5、COD、SS、NH3-N、TN、TP的浓度值依次为9.72mg/L、27.86mg/L、5.87mg/L、5.90mg/L、14.40mg/L、0.53mg/L;相比正置A2/O一体化氧化沟工况,NH3-N、TN、TP的去除效率分别提高8.69%、9.94%、8.29%。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明所使用的倒置A2/O工艺流程图;
图3是本发明的泥水分离装置的结构示意图;
图4是本发明的弧形导流墙的结构示意图;
图5是本发明的曝气装置的结构示意图;
附图的标记为:1-一体化氧化沟,2-缺氧区,3-厌氧区,4-好氧区,5-隔水墙,6-进水管,7-曝气装置,8-泥水分离装置,9-沟内过滤槽,10-消能导流装置,11-沟外沉淀器,12-排水堰,13-出水堰,14-弧形导流墙,15-导流窗,16-浮体,17-吸气管,18-负压进气室,19-射流筒,20-电机,21-轴流式叶轮,22-阀门,23-潜水搅拌机,24-调节手轮,25-出水渠,26-防水管。
具体实施方法:
本发明的实施例1:本一体化氧化沟的建造方法是:它包括现有用于污水处理的一体化氧化沟,将一体化氧化沟分隔为相互连通的缺氧区、厌氧区、好氧区,将缺氧区和厌氧区共同设置在一体化氧化沟内的一端,好氧区设置在另一端,并在每个区的中部安装隔水墙(隔水墙可采用不锈钢板等现有市售的防水板材制作,或者是采用现场砌筑的砖墙来达到同样的目的),使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区和厌氧区安装用于分点进水的进水管,在与厌氧区连通的好氧区一侧的循环流道内安装曝气装置(曝气装置可采用现有市售用于污水处理的曝气机成品,其数量可根据好氧区的大小确定),在好氧区排水的那一侧的侧壁上建造用于泥水分离和排水的泥水分离装置(泥水分离装置可采用现有市售的成品)。
本一体化氧化沟的操作方法是如图2所示,空心箭头表示进水和出水的流向,实心箭头表示在本一体化氧化沟内混合液的流向,带虚线的箭头表示活性污泥的流向,虚线表示泥水分离装置沟内和沟外的分隔处,开启曝气装置,并将污水依次经缺氧区、厌氧区、好氧区、泥水分离装置,这样即可实现污水的脱氮、脱磷、脱碳处理。
采用上述本一体化氧化沟建造和操作方法的一体化氧化沟的结构如图1所示,它包括现有用于污水处理的一体化氧化沟1,将一体化氧化沟1内的一端分隔为缺氧区2和厌氧区3,将其另一端设置为好氧区4,将缺氧区2、厌氧区3和好氧区4之间相互连通,在缺氧区2、厌氧区3和好氧区4中部均安装一块或多块隔水墙5,使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区2和厌氧区3的外侧均安装上进水管6,进水管6的数量可以是一根或一根以上,通常只需安装一根,在与厌氧区3连通的好氧区4一侧的流道内安装曝气装置7,曝气装置7的数量可以是一个或一个以上,在好氧区4排水的一侧的侧壁上安装泥水分离装置8。
本一体化氧化沟在使用时,先从进水管6引入一定量的污水进入缺氧区2,在反硝化作用下脱氮,再进入厌氧区3释磷,然后进入好氧区4进行脱碳、脱磷和氨化处理,最终通过泥水分离装置8过滤和沉淀后排出。一部分污水直接从厌氧区3上的进水管6引入,为厌氧区3的生物除磷提供碳源,减轻了好氧区4的负荷。混合液的内回流和来自于泥水分离装置8的污泥回流,提高了缺氧区2的生物脱氮能力。
本发明的实施例2:本一体化氧化沟的建造方法是:它包括现有用于污水处理的一体化氧化沟,将一体化氧化沟分隔为相互连通的缺氧区、厌氧区、好氧区,将缺氧区和厌氧区共同设置在一体化氧化沟内的一端,好氧区设置在另一端,并在每个区的中部安装隔水墙(隔水墙可采用不锈钢板等现有市售的防水板材制作,或者是采用现场砌筑的砖墙来达到同样的目的),使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区和厌氧区安装用于分点进水的进水管,在与厌氧区连通的好氧区一侧的循环流道内安装曝气装置(曝气装置可采用现有市售用于污水处理的曝气机成品,其数量可根据好氧区的大小确定),在好氧区排水的那一侧的侧壁上建造用于泥水分离和排水的泥水分离装置(泥水分离装置可采用现有市售的成品)。
本一体化氧化沟的操作方法是如图2所示,空心箭头表示进水和出水的流向,实心箭头表示在本一体化氧化沟内混合液的流向,带虚线的箭头表示活性污泥的流向,虚线表示泥水分离装置沟内和沟外的分隔处,开启曝气装置,并将污水依次经缺氧区、厌氧区、好氧区、泥水分离装置,这样即可实现污水的脱氮、脱磷、脱碳处理。
采用上述本一体化氧化沟建造和操作方法的一体化氧化沟的结构如图1所示,它包括现有用于污水处理的一体化氧化沟1,将一体化氧化沟1内的一端分隔为缺氧区2和厌氧区3,将其另一端设置为好氧区4,将缺氧区2、厌氧区3和好氧区4之间相互连通,在缺氧区2、厌氧区3和好氧区4中部均安装一块或多块隔水墙5,使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区2和厌氧区3的外侧均安装上进水管6,进水管6的数量可以是一根或一根以上,通常只需安装一根,在与厌氧区3连通的好氧区4一侧的流道内安装曝气装置7,曝气装置7的数量可以是一个或一个以上,在好氧区4排水的一侧的侧壁上安装泥水分离装置8。为了增强泥水分离效果,提高出水质量,所述的泥水分离装置8的构成可制作成如图3所示的结构,包括沟内过滤槽9、消能导流装置10、沟外沉淀器11、排水堰12、出水堰13、出水渠25;在好氧区4排水的一侧壁的内侧安装沟内过滤槽9,沟内过滤槽9是上下朝向的通槽,在沟内过滤槽9内底部安装消能导流装置10,消能导流装置10可制作成由平行排列且倾斜的平板构成,较好的是用平行排列的折板构成(即一块折板有一条边与另一块的一条边平行),在沟内过滤槽9的外侧壁上连接沟外沉淀器11,沟外沉淀器11可以制成常规沉淀池的结构,在沟外沉淀器11的外侧壁上连接出水渠25,出水渠25可以制成常规水渠的结构,它可以使污泥的沉淀更加充分,沟内过滤槽9通过安装在其侧壁上部的排水堰12与沟外沉淀器11连通,沟外沉淀器11通过安装在其侧壁上部的出水堰13与出水渠25连通,排水堰12和出水堰13可以制成现有的三角堰的结构,这样即可实现沟内过滤,沟外沉淀。为了消除了低压区,大幅度提高悬浮液流能量,防止污泥沉积,可在好氧区4的隔水墙5两端各安装一块弧形导流墙14(如图4所示),并使两块弧形导流墙14的内弧面相对,在导流墙14的墙体上开设导流窗15,较好的是将导流窗15开在墙体的底部,导流窗15的形状可以制作成矩形、菱形、圆形或椭圆形。为了增强对好氧区供氧和推流的能力,所述的曝气装置7的构成可制作成如图5所示的结构,包括浮体16、吸气管17、负压进气室18、射流筒19、电机20、轴流式叶轮21、调节手轮24、防水管26;将浮体16固定在流道内的混合液面上,浮体16可制作成圆环形浮体,可在浮体16上固定电机20和调节手轮24,且将一个调节手轮24套接在吸气管17置于混合液面上的一端,调节手轮24可制成圆盘形,调节手轮24和吸气管17可采用螺接的方式,将吸气管17的另一端没入混合液,并将其与安装在混合液内的负压进气室18连通,负压进气室18是一个采用现有市售的防水材料制成的任意形状的密闭空间,在负压进气室18的出口连接一个射流筒19,射流筒19是一个采用现有市售的防水材料制成的筒形结构体,并将射流筒19斜向下方向安装,在负压进气室18和射流筒19内部相交处安装轴流式叶轮21,可将轴流式叶轮21的电源接口与电机20通过安装在防水管26内的电线连接,可再将一个调节手轮24通过螺杆与防水管26连接(即可将螺杆的一端焊接在防水管26的管身上,其另一端与调节手轮24螺接),调节手轮24的安装,能方便地调节射流筒19入射角度,此外由于电机5安装在混合液面上,电机5可采用现有市售的普通电机成品,相比现有采用潜水电机的曝气装置,降低了成本。为了方便调节缺氧区2和厌氧区3的进水量,可在进水管6上安装上阀门22,用以实现缺氧区2和厌氧区3的分点进水方式。为了提高缺氧区2和厌氧区3的工作效率,并防止污泥在其内部大量沉淀,可在缺氧区2和厌氧区3内各安装一台潜水搅拌机23。
本一体化氧化沟在使用时,先从进水管6引入一定量的污水进入缺氧区2,在反硝化作用下脱氮,再进入厌氧区3释磷,然后进入好氧区4进行脱碳、脱磷和氨化处理,最终通过泥水分离装置8过滤和沉淀后从出水渠25排出。一部分污水直接从厌氧区3上的进水管6引入,为厌氧区3的生物除磷提供碳源,减轻了好氧区4的负荷。混合液的内回流和来自于泥水分离装置8的污泥回流,提高了缺氧区2的生物脱氮能力。

Claims (1)

1.一种一体化氧化沟的建造方法,它包括一体化氧化沟,其特征在于:将一体化氧化沟分隔为相互连通的缺氧区、厌氧区、好氧区,将缺氧区和厌氧区共同设置在一体化氧化沟内的一端,好氧区设置在另一端,并在每个区的中部设置隔水墙,使每个区形成一个单独的环形流道,在缺氧区和厌氧区安装用于分点进水的进水管,在与厌氧区连通的好氧区一侧的循环流道内安装曝气装置,在好氧区排水的一侧壁上建造用于泥水分离和排水的泥水分离装置;开启曝气装置,并将污水依次经缺氧区、厌氧区、好氧区、泥水分离装置,这样即可实现污水的脱氮、脱磷、脱碳处理。
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