CN102344222A - 一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺 - Google Patents

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本发明涉及一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺，其特征在于污水首先进入厌氧区，在厌氧区内与预缺氧区输出的污泥进行混合反应，厌氧区输出的混合液进入氧化沟，混合液在氧化沟发生反应后通过氧化沟出流通道进入二进沉池进行泥水分离，二沉池产生的上清液从出水口出水，二沉池产生的一部分污泥回流进入预浓缩池，剩余污泥排出系统外，预浓缩池底部形成的高浓度污泥输送至预缺氧池，在预浓缩池上部形成的上清液通过上清液输送管道送至氧化沟出流通道与氧化沟出流混合后进入二沉池。该工艺不仅能够在系统内维持高污泥浓度，显著提高污染物去除速率，而且可以有效防控氧化沟常见的活性污泥膨胀难题。

Description

一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺
技术领域
本发明属环保技术领域，具体涉及一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺。
背景技术
氧化沟(Oxidation Ditch，OD)为循环混合式曝气池或称循环混合式活性污泥法，最早是由荷兰国立卫生研究所(TND)的A·Pasveer教授发明的。自1954年出现以来，氧化沟技术在国内外得到了广泛的研究与发展。20世纪60年代开始，氧化沟在北美、欧洲、南非等地得到了迅速的推广和应用，而国内也在20世纪80年代开始逐步建造了一批采用氧化沟工艺的污水处理厂。
氧化沟工艺具有操作单元少、耐冲击负荷、污泥产泥率低、适用范围广和良好的脱氮功能等优势，因此得到了迅速的发展。例如1967年出现了Carrousel氧化沟，1970年的Orbal氧化沟，1993年出现的Carrousel2000型氧化沟以及1999年的Carrousel3000型氧化沟等；其水流形式也从常规的水平循环流到近年研究的垂直方向循环流。
氧化沟一般为环形渠道，平面多为椭圆或圆形，总长可达几十米甚至更长，这使得氧化沟具有独特的水力和功能特性。例如氧化沟内的流态是完全混合的，因为污水在沟内做几十甚至上百次的循环，使污水得到完全混合，但是它又具有某些推流的特征，这是因为氧化沟内存在明显的溶解氧梯度，使得硝化反硝化得以完成，甚至存在同时硝化反硝化的情况。
我国目前已建成数百座氧化沟污水处理厂，在实际的建设和运行过程中发现氧化沟存在以下问题。
(1)占地
氧化沟实际上是一种循环延时曝气法，污水在沟中停留时间较长、污泥的有机负荷和容积负荷低，因此氧化沟占地面积较常规活性污泥法大。在污水处理量日益增加，污水排放标准逐渐提高，而土地价格逐年上涨的现实情况下，氧化沟活性污泥法占地面积较大的缺点已成为其更广泛应用的一个主要限制因素，如何减小氧化沟占地面积已成为氧化沟技术应用中亟待解决的问题之一。
(2)活性污泥膨胀
氧化沟活性污泥法污泥沉降性能变差的最直接影响就是出水水质变差，达不到排放标准要求。污泥膨胀指污泥沉降性能变差使二沉池的出水悬浮物浓度升高，水质变差的现象。污泥膨胀有丝状菌污泥膨胀和非丝状细菌污泥膨胀两种类型。前者是在废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，污泥负荷过高，溶解氧不足等情况下发生的膨胀；后者主要发生在水温较低而污泥负荷较高的废水中，微生物吸取大量营养物质又不能及时代谢，积蓄起大量高黏性多糖物质，使得污泥沉降性能恶化。
(3)除磷
传统氧化沟活性污泥法中，由于沟内溶解氧分布不均匀，使沟中产生交替的好氧区和缺氧区，在同一沟中实现有机物和总氮的去除。但由于沟内没有严格的厌氧区，并且好氧和缺氧区的划分也没有明显的界限，因此，传统氧化沟活性污泥法的除磷效果很差。目前主要通过在氧化沟外设置独立的厌氧区强化工艺的除磷能力，但是由于我国污水处理厂进水的CODcr浓度低，反硝化不充分，导致回流污泥中的硝酸盐浓度偏高，影响聚磷菌的释磷过程，限制了系统的生物强化除磷能力。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺，能解决目前氧化沟占地面积偏大，丝状菌引发的活性污泥膨胀和除磷效果不稳定的问题。
为了实现这一目的，本发明的技术方案为：一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺，其特征在于污水首先进入厌氧区，在厌氧区内与预缺氧区输出的污泥进行混合反应，厌氧区输出的混合液进入氧化沟，混合液在氧化沟发生反应后通过氧化沟出流通道进入二进沉池进行泥水分离，二沉池产生的上清液从出水口出水，二沉池产生的一部分污泥回流进入预浓缩池，剩余污泥排出系统外，预浓缩池底部形成的高浓度污泥输送至预缺氧池，在预浓缩池上部形成的上清液通过上清液输送管道送至氧化沟出流通道与氧化沟出流混合后进入二沉池。
本发明是一种建设费用省、运行能耗低、出水水质好的脱氮除磷工艺，能解决目前氧化沟占地面积偏大，丝状菌引发的活性污泥膨胀和除磷效果不稳定的问题，能够对污水处理领域节能减排目标的实现提供技术支撑。本发明的优点在于该工艺不仅能够在系统内维持高污泥浓度，显著提高污染物去除速率，而且可以有效防控氧化沟常见的活性污泥膨胀难题。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明进一步说明。
如图所示，一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟系统，包括厌氧区2，厌氧区2的第一输入端与系统进水端连接，厌氧区2的第二输入端与预缺氧区1的输出端连接，厌氧区2的输出端与氧化沟3的输入端连接，氧化沟3的输出端通过氧化沟出流通道与二沉池4的输入端连接，二沉池4上部设有出水口，二沉池底部设有出泥端，二沉池4的出水口与系统出水端连接，二沉池4的出泥端通过污泥回流管道与预浓缩池的输入端连接，二沉池4的出泥端还通过排泥管道与系统出泥端连通，预浓缩池5的上部设有上清液出液端，该上清液出液端通过上清液输送管连接至氧化沟出流通道，预浓缩池5底部设有污泥输出端，该污泥输出端通过污泥管道与预缺氧区的输入端连接，加药罐6的加药口设置在上清液输送管。
污水首先进入通过进水端进入厌氧区2，在厌氧区2内与预缺氧区1内源反硝化后输出的污泥进行混合反应，厌氧区2输出的混合液进入氧化沟3，混合液在氧化沟3内充分反应后通过氧化沟出流通道进入二沉池4进行泥水分离，二沉池产生的上清液从上部出水口排出系统，二沉池4产生的一部分污泥通过污泥回流管道进入预浓缩池5，另一部分污泥通过排泥管道排出系统外，预浓缩池5底部形成的高浓度污泥通过污泥管道输送至预缺氧区1，预浓缩池5上部形成的上清液通过上清液输送管输送至氧化沟出流通道，与氧化沟3出流混合进入二沉池4，加药罐6的加药口设置在上清液输送管中。
根据本发明的一个实施例，污水处理厂进水经过预处理之后进入厌氧区2，在厌氧区2和预缺氧区1内源反硝化0.5h后的污泥进行混合反应1～2h，在厌氧区2中主要发生厌氧水解过程和聚磷菌释磷过程，聚磷菌利用VFA合成PHB并释放出溶解性正磷酸盐，此时的活性污泥内碳源水平达到最高；厌氧区2出水进入氧化沟3，在氧化沟3的好氧区域中主要发生有机物降解、氨氮硝化和聚磷菌好氧吸磷过程，整个好氧反应停留时间为6～9h，在氧化沟3的缺氧区域中主要发生反硝化和缺氧吸磷过程，缺氧反应停留时间为4～6h；氧化沟3的混合液通过氧化沟出流通道进入二沉池4进行泥水分离，上清液由二沉池4上部的堰口即出水口流出，剩余污泥和回流污泥由二沉池4底部输出；回流污泥通过回流污泥泵输送进入预浓缩池5，在预浓缩池5经过0.5小时的短暂浓缩后，易沉降的高密度菌群位于预浓缩池5的底部，40％的高浓度污泥通过污泥泵输送至预缺氧区1，浓缩污泥的量通过电磁流量计显示并通过输送管道中的阀门调节；预浓缩池5上部聚集了以丝状菌为代表的低密度菌群，60％的低污泥浓度上清液以自流的方式通过上清液输送管自流至氧化沟出流通道，与氧化沟的出流混合后进入二沉池4；通过预浓缩池5的不断筛选，系统中密度较高的絮状菌占据生长优势，有效抑制丝状菌的生长，同时由于预浓缩池5上清液未进入生化反应段，使得生化反应段保持了高污泥浓度，提升了整个工艺的反应速率和抗冲击负荷能力；进入预缺氧区1的高浓度污泥量仅为二沉池4回流污泥量的40％，在保证了回流污泥总量的同时避免了大量硝酸盐进入预缺氧区1，能够在水力停留时间0.5小时内可实现硝酸盐的全部去除，确保进入厌氧区2的污泥中不含有硝酸盐；预浓缩池5的上清液输送管中设有加药口，加药罐6可通过此加药口对预浓缩池5的上清液加药，通常为氯、次氯酸钠、低浓度双氧水和季胺盐等，由于丝状菌和絮状菌在预浓缩池5内实现了分离，因此氧化剂可以有针对性地杀灭丝状菌等影响泥水分离效果的低密度菌种；加药的依据是SVI值和镜检结果，如果SVI值大于200，且镜检发现丝状菌存在，则投加氧化药剂杀灭预浓缩池5上清液中的丝状菌。其中预缺氧区1，厌氧区2，氧化沟3，二沉池4，预浓缩池5和加药罐6各单元的结构及其工作原理均为现有技术，在此不再赘述，本发明的创新在于这些单元的有机组合。

Claims (3)

1.一种具有防控活性污泥膨胀功能的氧化沟工艺，其特征在于污水首先进入厌氧区，在厌氧区内与预缺氧区输出的污泥进行混合反应，厌氧区输出的混合液进入氧化沟，混合液在氧化沟发生反应后通过氧化沟出流通道进入二进沉池进行泥水分离，二沉池产生的上清液从出水口出水，二沉池产生的一部分污泥回流进入预浓缩池，剩余污泥排出系统外，预浓缩池底部形成的高浓度污泥输送至预缺氧池，在预浓缩池上部形成的上清液通过上清液输送管道送至氧化沟出流通道与氧化沟出流混合后进入二沉池。
2.根据权利要求1的氧化沟工艺，其特征在于上清液输送管道中设置加药装置。
3.根据权利要求1或2的氧化沟工艺，其特征在于污水在厌氧区和预缺氧区内源反硝化0.5h后的污泥进行混合反应1～2h，氧化沟包括好氧区域和缺氧区域，混合液在氧化沟的好氧区域中停留时间为6～9h，在氧化沟的缺氧区域中停留时间为4～6h。
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