CN102001790B - 上流式氧化沟有机废水处理的方法 - Google Patents

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Abstract

一种上流式氧化沟有机废水处理的方法，采用了有机废水在氧化沟内经跌水曝气充氧、在向上流的流化态运行条件下与污泥层反应的方法来脱除废水中的有机污染物及氨氮；以跌水曝气池和池底带有布水器的隔室为主要设备串联组成多级处理单元。用本发明的方法处理有机废水，被处理的废水在氧化沟各隔室内均匀地向上流动，从而使氧化沟各隔室内的污泥层都呈流化态状态，提高了上流式氧化沟废水中的污染物扩散至活性污泥的传质速度和氧化沟内的污泥浓度，使上流式氧化沟的容积负荷大、反应速度快、反应深度大和耐负荷冲击能力强，投资要比卡鲁塞尔氧化沟节约40％，能耗则仅为卡鲁塞尔氧化沟的15％。

Description

上流式氧化沟有机废水处理的方法
技术领域
本发明涉及有机废水处理技术领域，特别是上流式氧化沟有机废水处理的方法。
背景技术
氧化沟污水处理工艺是20世纪60年代初由荷兰卫生工程研究所(TNO)的帕斯维尔(Psveer)博士首先研究开发的。自20世纪60年代起，氧化沟有机废水生物处理技术已在欧洲、大洋洲、北美洲和南非等的多个国家得到了迅速的推广和应用。美国环境保护局(USEPA)曾对氧化沟有机废水处理系统与其他二级有机废水生物处理系统进行过全面的研究和比较，结果表明其在出水水质、运行可靠性、基建投资费用和运行费用等方面都比其他方法具有一定的优越性，被评为处理效果可靠、基建费用低而运行费用又较省的有机废水处理方法。
经过半个世纪改进和发展，目前国外已研究开发了卡鲁塞尔氧化沟(Carrousel)、奥贝尔氧化沟(Orbal)、双沟式氧化沟(Double Ditch，即D型)、三沟式氧化沟(Triple Ditch，即T型)、导管式氧化沟、船型氧化沟(BOTA)及侧沟式氧化沟等多种氧化沟形式，目前还没有看到有关上流式氧化沟的报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能耗低、有机污染物去除率高、反应深度大、反应速度快、容积负荷高、且能耗、初投资和运行费用低的上流式氧化沟有机废水处理的方法。
本发明以如下技术方案解决上述技术问题：
本发明采用了有机废水在氧化沟内经跌水曝气充氧、在向上流的流化态运行条件下与污泥层反应的方法来脱除废水中的有机污染物及氨氮；以跌水曝气池和池底带有布水器的上流式隔室为主要设备串联组成多组多级处理单元循环处理。
氧化沟出水隔室内废水的上流速度应控制在0.5m/hr以下，氧化沟其余各上流式隔室内废水的上流速度为0.5～15m/h，容积负荷0.2～5.0kgCOD/m3·d。
本发明的上流式氧化沟有机废水处理方法所用的设备结构是：
氧化沟内设置一系列垂直挡水板构成多个跌水曝气室、上流式隔室和一个上流式出水隔室，每一个跌水曝气室和紧跟在其后的一个上流式隔室组成一个废水处理单元，跌水曝气室和上流式隔室底部有管道相通，所有隔室的底部管道上均设有布水器；最后一级跌水曝气池后方有出水隔室池；第一级跌水曝气池的上方有用于供出水隔室的部分出水重新进入本池的回流泵。
上流式氧化沟有由跌水曝气室、上流式隔室组成的3-8组、及由最后一级跌水曝气池和出水隔室池组成的一组有机废水处理单元。
本发明的上流式氧化沟有机废水处理的方法，被处理的废水在氧化沟各隔室内均匀地向上流动，从而使氧化沟各隔室内的污泥层都呈流化态状态，使上流式氧化沟废水中的污染物扩散至活性污泥的传质速度快、氧化沟内污泥浓度高，因此，氧化沟容积负荷大、反应速度快、反应深度大和耐负荷冲击能力强，投资要比卡鲁塞尔氧化沟节约40％，能耗则仅为卡鲁塞尔氧化沟的15％。
附图说明
图1是本发明上流式氧化沟有机废水处理的方法所用设备结构与运行原理的平面示意图。图中的氧化沟内有三组由跌水曝气池和与上流式隔室组成的废水处理单元，以及一组由跌水曝气池和出水隔室组成的废水处理单元。
图2是图1的A-A剖面图。
图3是图1的B-B剖面图。
图中序号为：1-布水器  2-跌水曝气室  3-回流泵  4-污泥区  5-回流口  6-进水管  7-出水隔室  8-排水口  9-上流式隔室  10-出水堰。
具体实施方式
本发明的技术是在氧化沟内设置一系列垂直挡水板构成多个跌水曝气室2(包括21、22、23和24)、多个上流式隔室9(包括91、92、93)和一个出水隔室7，跌水曝气室和隔室底部有管道相通，隔室底部管道上设有布水器1；每个隔室的前方都有一个跌水曝气池2(包括21、22、23和24)。废水处理设备运行时，氧化沟各隔室内的有机废水均呈上流的方式流动，从而使氧化沟各隔室内的污泥层都呈流化态状态，使废水中的有机污染物与污泥充分接触，加快传质速度、提高生物化学反应速度。为保证小粒径的污泥不会被带出氧化沟、以保证出水含悬浮物浓度SS达到规定的处理要求及保持氧化沟内有较高的污泥浓度，氧化沟出水隔室内污水的上流速度应控制在0.5m/hr以下。氧化沟其余各上流式隔室内废水的上流速度为0.5～15m/h，容积负荷0.2～5.0kgCOD/m3·d。
当含有机污染物的废水从进水管6进入第一级跌水曝气池21跌水曝气后，从池底经布水器1均匀进入第一级上流式隔室91，并向上流经反应区即污泥区4，使污泥床4呈流化态同时进行生化反应脱除废水中的有机污染物及氨氮；当废水水面到达本隔室的出水水面时，即落入第二级跌水曝气池22跌水曝气，再从第二级上流式隔室92底部的布水器均匀进入第二级上流式隔室；在第二级上流式隔室92内使污泥床呈流化状态，同时进行生化反应脱除废水中的有机污染物及氨氮；当废水水面到达第二级上流式隔室的出水水面时，即落入第三级跌水曝气池23跌水曝气、继而在第三级上流式隔室93内继续进行生化反应脱除废水中的有机污染物及氨氮；如此循环进行多级多次脱除废水中的有机污染物、氨氮。当废水经三至八级跌水曝气和上流式隔室反应后，通过回流口5进入最后一级跌水曝气池24，经池底部的布水器均匀进入出水隔室7，并向上流经污泥区的污泥悬浮层4进行生化反应和沉淀后，一部分达到处理要求的废水经出水堰10从排水口8排出上流式氧化沟，另一部分达到处理要求的废水则经回流泵3回流至第一级跌水曝气池21继续脱除废水中的有机污染物及氨氮。
经长期研究、试验、设计和实际运行，总结出能满足上流式氧化沟各隔室有效容积要求的以下公式：
Vn＝QCn/qn
式中：Vn-上流式氧化沟各隔室的有效容积
Q-废水的进水流量(m3/d)
Cn-各隔室废水进水的有机物浓度(kgBOD5/m3)
qn-各隔室的容积负荷(kgBOD5/m3·d)
对于生活污水，上式中的各隔室容积负荷qn可在0.2～4.0kgCOD/m3·d的范围内选择，氧化沟推荐采用4个隔室。
当使用上流式氧化沟处理有机废水或城市污水时，氧化沟各隔室内的污泥浓度可达10g/L以上，而且各隔室的污泥层都呈流化态状态，提高了上流式氧化沟废水中的污染物扩散至活性污泥的传质速度和氧化沟内的污泥浓度，因此上流式氧化沟的容积负荷大、反应速度快、反应深度大、耐负荷冲击能力强。用上流式氧化沟有机废水处理工艺处理城市污水在进水COD＝320mg/L、BOD5＝160mg/L、上流式氧化沟容积负荷为2.0kgCOD/m3·d时，出水COD＝42mg/L、BOD5＝7mg/L，而投资仅为卡鲁塞尔氧化沟的70％，能耗则为卡鲁塞尔氧化沟的30％。
上流式氧化沟有机废水处理方法同时具有膨胀颗粒污泥床、厌氧折流板反应器、氧化沟和多级好氧硝化、缺氧反硝化的工作特色，能很好地去除废水中的有机污染物和氨氮。与卡鲁塞尔氧化沟、间歇式活性污泥法及多级厌氧好氧有机废水处理工艺相比，上流式氧化沟有机废水处理方法不仅去除COD、BOD5的效果好、容积负荷大，而且脱氮效果也很好，当上流式氧化沟有机废水处理单元多于4组时，脱氮效果更好。
以下为申请人的一个成功的试验例：
深圳市某科技园生活污水排放量约为400m3/d，由于生活污水直接排入河流，因此需对排放污水进行处理。下表所列为深圳市该科技园上流式氧化沟的工艺设计参数和运行参数。我们根据低浓度生活污水厌氧—缺氧处理的特点进行了上流式氧化沟的启动，启动时间约为6个月。反应池经启动后一直运行良好，反应池各隔室内充满了污泥，在反应池运行10个月后，测得反应池出水COD浓度为44mg/L，BOD5浓度为9mg/L，COD去除率为91％，BOD5去除率为97％，SS去除率为96％，COD容积负荷为0.38kgCOD/m3·d，BOD5容积负荷为0.22kgBOD5/m3·d目前我们正在将此工艺应用于另外一些污水处理量更大的住宅小区污水处理站。
深圳市某科技园400m3/d上流式氧化沟污水处理站设计运行数据

Claims (4)

1.一种上流式氧化沟有机废水处理的方法，其特征是本上流式氧化沟有机废水处理的方法采用了有机废水在氧化沟内经跌水曝气充氧、在向上流的流化态运行条件下与污泥层反应的方法来脱除废水中的有机污染物、氨氮；以跌水曝气室和池底带有布水器的上流式隔室为主要设备串联组成多组多级处理单元循环处理。
2.如权利要求1所述的上流式氧化沟有机废水处理的方法，其特征是氧化沟出水隔室内废水的上流速度应控制在0.5m/hr以下，氧化沟其余各上流式隔室内废水的上流速度为0.5～15m/h，容积负荷0.2～5.0kgCOD/m3·d。
3.如权利要求1所述的上流式氧化沟有机废水处理的方法，其特征是所用的设备结构是：
氧化沟内设置一系列垂直挡水板构成多个跌水曝气室、上流式隔室和一个上流式出水隔室，每一个跌水曝气室和紧跟在其后的一个上流式隔室组成一个废水处理单元，跌水曝气室和上流式隔室底部有管道相通，所有隔室的底部管道上均设有布水器；最后一级跌水曝气室后方有出水隔室池；第一级跌水曝气室的上方有用于供出水隔室的部分出水重新进入本池的回流泵。
4.如权利要求3所述的上流式氧化沟有机废水处理的方法，其特征是上流式氧化沟中有3-8组由跌水曝气室、上流式隔室组成、以及一组由跌水曝气室和出水隔室组成的污水处理单元。
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