CN103803701B - 一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备及操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括一单侧沉淀固液分离器和一立体循环氧化沟，所述固液分离器与立体循环氧化沟之间由固液分离器边壁和立体循环氧化沟边壁隔开但共用一底部；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁之间有间隙，形成一条狭缝；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁均与底部之间留有空隙，使固液分离器和立体循环氧化沟连通，所述立体氧化沟边壁下端设置一水下推流器；所述固液分离器内设置一水下刮泥机。本发明占地面积少、投资省、运行维护简单、出水水质好，特别适用于大规模的生活污水的处理；利用刮泥机、水下推流器及固液分离器同氧化沟间狭缝共同实现污泥回流，提高了污泥回流的强度及效率。

Description

一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备及操作方法
技术领域
本发明属于生物法处理污水的技术领域，主要涉及一种适合于污水处理的立体循环一体化氧化沟设备及其操作方法。
背景技术
氧化沟工艺可以因不同需要灵活改变沟型，并且可以进行单沟或多沟同时运行，为氧化沟的设计提供了充分空间。运行较为节能、耐冲击负荷，且对有机物、总氮、氨氮等污染物拥有较好去除效果，已在众多国家得到了推广应用，但占地面积较大一直是氧化沟难以克服的缺点。
针对氧化沟占地面积大的缺点，二十世纪八十年代末开发的一体化氧化沟（Integraloxidation Ditch简称I.O.D），它将传统氧化沟的曝气净化与混合液的沉淀/分离合并一体，实现了污泥的无泵回流。该技术与传统氧化沟技术相比，省掉了污泥回流系统，也减少了部分占地面积。由中科院生态中心开发的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟（专利申请号：200710176468.6），在一体化氧化沟的基础上，通过进一步改变主沟水流循环方式，利用立体循环沟内部混合液流动形成的压力差，实现污泥的自动无泵回流，进一步降低了氧化沟工艺的占地需求。
但上述专利设备在处理大流量污水时受到一定限制，如果污泥的回流不充分、不及时，会造成氧化沟与固液分离器之间的通道被污泥堵塞，经厌氧消化后产气上浮，大块上浮污泥破碎后其沉降性能差，随水流进入出水口，影响出水水质。因此，在开发适合大规模污水处理的立体循环一体氧化沟时要解决污泥充分、及时回流的问题。
发明内容
本发明的目的之一是优化立体循环一体化氧化沟装置结构，使设备的运行状态更为合理。
本发明的另一目的是通过优化立体循环一体化氧化沟装置的结构加强污泥充分、及时回流，从而使其能够应用于较高设计流量情况，实现装置大型化的可能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括一单侧沉淀固液分离器和一立体循环氧化沟，所述固液分离器与立体循环氧化沟之间由固液分离器边壁和立体循环氧化沟边壁隔开但共用一底部；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁之间有间隙，形成一条狭缝；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁均与底部之间留有空隙，所述狭缝与空隙之间连通，使固液分离器和立体循环氧化沟连通；
固液分离器边壁顶端高于液面，立体氧化沟边壁的顶端沉没于液面以下，立体氧化沟边壁下端设置一水下推流器，其推动水流方向为固液分离器向立体氧化沟方向；
固液分离器内设置一水下刮泥机，刮泥机带动沉降的污泥向狭缝一侧移动，狭缝下端空隙作为混合液循环及污泥回流通道，混合液由狭缝下端进入固液分离器中；污泥由狭缝下端进入立体循环氧化沟；
在为内空箱体的立体循环氧化沟内部设置一横隔板将立体氧化沟分为上、下两沟，所述横隔板纵向与箱体固结，横向与立体循环氧化沟边壁及其对面边壁留有空间作为混合液循环通道；
所述横隔板将立体循环氧化沟分成上、下两沟，其中上、下两沟的体积比在3：2～5：4之间；
立体循环氧化沟上沟且远离固液分离器位置设一曝气转刷，曝气转刷的水平轴位于立体循环氧化沟水平面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下，其轴与电机传动轴固连；
一进水口位于立体循环氧化沟的靠近转刷端的上沟；
所述固液分离器设置出水溢流堰，出水溢流堰为三角堰，出水溢流堰位于固液分离器远离立体氧化沟一端的边壁上端，出水溢流堰外侧设置出水口；
所述固液分离器的高度与立体循环氧化沟等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以及立体循环化氧化沟长度调节。
工作原理：通过立体循环氧化沟的活性污泥的作用，去除生活污水中的有机物，总氮，氨氮和总悬浮固体，通过单侧沉淀固液分离器进行固液分离达到污水净化的作用；通过水下刮泥机、立体氧化沟内混合液的流动及水下推流器运转所形成压力差，共同实现污泥的高效、及时回流。
操作方法及工艺流程：首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟的上沟，通过曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷转动的推动下，沿上下沟循环流动；部分混合液从立体氧化沟与固液分离器之间狭缝的底端进入沉淀固液分离器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥经由水下刮泥机推动向狭缝一侧移动，再通过立体循环氧化沟混合液的流动，及立体氧化沟边壁上设置的水下推流器运转所形成压力差，共同实现污泥的高效回流。
有益效果：1、本发明中利用刮泥机、水下推流器及固液分离器同氧化沟间狭缝共同实现污泥回流，提高了污泥回流的强度及效率。
2、本发明中的固液分离器的长度可随立体循环氧化沟长度增加而增加，提高了立体循环氧化沟与固液分离器处理量的匹配性。
3、本发明占地面积少、投资省、运行维护简单、出水水质好，特别适用于大规模的生活污水的处理。
附图说明
图1为本发明平面示意图
图2为本发明侧剖面示意图
图3为本发明立剖面示意图
其中，Ⅰ.固液分离器Ⅱ.立体循环氧化沟
1.进水口2.曝气转刷3.水下推流器4.狭缝5.水下刮泥机6.出水溢流堰7.出水口8.横隔板9.固液分离器边壁10.立体循环氧化沟边壁11.底部12.空隙
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。如图1、2、3所示，一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括一单侧沉淀固液分离器Ⅰ和一立体循环氧化沟Ⅱ，所述沉淀固液分离器Ⅰ与立体循环氧化沟Ⅱ之间由固液分离器边壁9和立体循环氧化沟边壁10隔开但共用一底部11；所述固液分离器边壁9与立体循环氧化沟边壁10之间有一定间隙，形成一条狭缝4；所述固液分离器边壁9与立体循环氧化沟边壁10均与底部11之间留有空隙12，所述狭缝4与空隙12之间连通，使固液分离器Ⅰ和立体循环氧化沟Ⅱ连通；
固液分离器边壁9顶端高于液面，立体循环氧化沟边壁10的顶端沉没于液面以下，立体氧化沟边壁10下端设置一水下推流器3，其推动水流方向为固液分离器向立体氧化沟方向；
固液分离器Ⅰ内设置一水下刮泥机5，刮泥机由固液分离器顶部设置的一电机传动，刮泥机带动沉降的污泥向狭缝4一侧移动，帮助污泥回流；
狭缝4下端空隙12作为混合液循环及污泥回流通道，混合液由狭缝下端进入固液分离器中；污泥由狭缝下端进入立体循环氧化沟；
在为内空箱体的立体循环氧化沟Ⅱ内部设置一横隔板8将立体氧化沟分为上、下两沟，所述横隔板8纵向与箱体固结，横向与立体循环氧化沟边壁10及其对面边壁留有空间作为混合液循环通道；
所述横隔板8将立体循环氧化沟分成上、下两沟，其中上、下两沟的体积比为3：2；
立体循环氧化沟Ⅱ上沟且远离固液分离器位置设一曝气转刷2，曝气转刷2的水平轴位于立体循环氧化沟水平面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下，其轴与电机传动轴固连；
进水口1位于立体循环氧化沟的靠近曝气转刷端的上沟；
所述固液分离器设置出水溢流堰6，出水溢流堰为三角堰，出水溢流堰位于固液分离器远离立体氧化沟一端的边壁上端，出水溢流堰外侧设置出水口7；
所述固液分离器Ⅰ的高度与立体循环氧化沟Ⅱ等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以及立体循环化氧化沟长度调节。
利用上述的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备对生活污水进行处理，设计量为1000m3/d。
污水主要是生活污水。其水质性质如下：SS：60～150mg/L，CODcr：150～3000mg/L，TN：25～55mg/L，TP：3.0～7.5mg/L。
首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟的上沟，通过曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷转动的推动下，沿上下沟循环流动；部分混合液从立体氧化沟与固液分离器之间狭缝的底端进入沉淀固液分离器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥经由水下刮泥机推动向狭缝一侧移动，再通过立体循环氧化沟混合液的流动，及狭缝在立体氧化沟一侧边壁上设置的水下推流器运转所形成压力差，共同实现污泥的高效回流。
整个运行过程中，保持立体循环氧化沟内活性污泥浓度为2500～4000mg/l，水温为10～30℃，pH为6～9。
处理结果表明：经过本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备处理，在稳定运行期间，出水中CODcr为25～50mg/L，氨氮为1～2mg/L，SS为10～20mg/L，TN为9～20mg/L，TP为0.5～3mg/L左右。
污水处理单位能耗为0.35度。

Claims (6)

1.一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括一单侧沉淀固液分离器和一立体循环氧化沟，其特征是：固液分离器与立体循环氧化沟之间由固液分离器边壁和立体循环氧化沟边壁隔开但共用一底部；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁之间有间隙，形成一条狭缝；所述固液分离器边壁与立体循环氧化沟边壁均与底部之间留有空隙，所述狭缝与空隙之间连通，使固液分离器和立体循环氧化沟连通；
固液分离器边壁顶端高于液面，立体循环氧化沟边壁的顶端沉没于液面以下，立体循环氧化沟边壁下端设置一水下推流器，其推动水流方向为固液分离器向立体循环氧化沟方向；
固液分离器内设置一水下刮泥机，刮泥机带动沉降的污泥向狭缝一侧移动，狭缝下端空隙作为混合液循环及污泥回流通道，混合液由狭缝下端进入固液分离器中；污泥由狭缝下端进入立体循环氧化沟；
在为内空箱体的立体循环氧化沟内部设置一横隔板将立体氧化沟分为上、下两沟，所述横隔板纵向与箱体固定连接，横向与立体循环氧化沟边壁及其对面边壁留有空间作为混合液循环通道；
立体循环氧化沟上沟远离固液分离器位置设一曝气转刷，曝气转刷的水平轴位于立体循环氧化沟水平面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下。
2.根据权利要求1所述的一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，其特征是，所述横隔板将立体循环氧化沟分成上、下两沟，其中上、下两沟的体积比在3：2～5：4之间。
3.根据权利要求1所述的一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，其特征是，所述固液分离器设置出水溢流堰，出水溢流堰为三角堰，出水溢流堰位于固液分离器远离立体氧化沟一端的边壁上。
4.根据权利要求1所述的一种单侧沉淀立体循环一体化氧化沟设备，其特征是，所述固液分离器的高度与立体循环氧化沟等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以及立体循环化氧化沟长度调节。
5.根据权利要求1～4任一项所述设备的操作方法，其特征是：首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟上沟，通过曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷的转动及水下推流器的推动下，沿上下沟循环流动，其中曝气转刷和水下推流器可同时或独立运行，部分混合液由氧化沟与固液分离之间狭缝流入固液分离器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥利用固液分离器底端设置的刮泥板刮向狭缝流回氧化沟内。
6.根据权利要求5所述的操作方法，其特征是，所述固液分离器利用其设置的水下刮泥机、立体氧化沟内混合液的流动及水下推流器运转所形成压力差，共同实现污泥的高效回流。
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