CN104492128B

CN104492128B - 一种复合功能初沉池、含有该初沉池的系统及其应用

Info

Publication number: CN104492128B
Application number: CN201410778596.8A
Authority: CN
Inventors: 李星文; 袁琳; 张玉峰; 周丽颖; 刘俊红; 王旭; 仲崇川
Original assignee: ZIGUANG ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd; Thunip Holdings Co Ltd
Current assignee: KAIFENG PUHUA ZIGUANG WATER INDUSTRY Co.,Ltd.; Thunip Holdings Co Ltd
Priority date: 2014-12-15
Filing date: 2014-12-15
Publication date: 2016-02-24
Anticipated expiration: 2034-12-15
Also published as: CN104492128A

Abstract

本发明涉及一种复合功能初沉池，所述复合功能初沉池为圆形，池底坡度0.01-0.02，池底中心连接进水管，复合功能初沉池的底部安装有潜水推流器；池壁上设置有回流污泥管。本发明通过对初沉池结构改造和处理流程调整，使得初沉池可以按普通沉淀、水解酸化、厌氧释磷和缺氧反硝化方式运行，适应水温水质变化，提高有机物和氮磷处理效果。本发明提出的系统可以缩小污水厂整体池容、减低运行能耗。生物池缺氧、厌氧段可充分混合，使得泥水混合物SS浓度在池内各点基本一致。采用变池容方式建设，根据水质条件和运行需要确定总体生物处理运行池容，达到最小池容运行，当不需要进行生物处理时，按能耗较低的初沉或水解方式运行，节省电耗。

Description

一种复合功能初沉池、含有该初沉池的系统及其应用

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种用沉淀方法去除污水中颗粒的设备及其应用。

背景技术

初沉池是城镇污水处理厂的常规处理工序，设置在格栅、沉砂等预处理过程之后，主要目的是去除水中大颗粒的污染物。初沉池对水质有一定调质效果，缓解水质变化带来的冲击。

初沉池可以采用平流、竖流、幅流等多种形式，沉淀时间0.5-2.0小时，表面水力负荷1.5-4.5m³/m²h，同时需要设置排泥撇渣设施。

近年来，在城镇污水处理厂设计中，初沉池设计与应用存在很多争议：

(1)很多水厂采用低负荷延时曝气工艺，生物处理池较大，认为可以省略初沉池；

(2)初沉池在沉淀颗粒物同时，部分附着其上的有机物随之沉淀，对脱氮除磷要求较高的水厂，加剧了碳源不足的问题，很多水厂因此放弃初沉池；

(3)在不设置初沉池的污水厂，也存在进入生物池无机物过多，污泥中有机成分低，生物池处理效率差等问题。

由此可见，如果仅有沉淀功能，初沉池设置与否都存在一定问题，对后续处理工艺有影响。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是改进原有初沉池的结构，提出一种复合功能初沉池，在保留沉淀功能的同时，强化水质调节功能，增加生物处理功能，使沉淀池具备复合功能。同时改进污水处理系统，采用变容积脱氮除磷处理工艺，使得整个污水处理工艺可以根据季节和水质情况灵活调整运行方式。

本发明的另一目的是提出含有所述复合功能初沉池的水处理设备。

本发明的第三个目的是提出所述水处理设备的应用。

(二)技术方案

一种复合功能初沉池，所述复合功能初沉池为圆形，池底坡度0.01-0.02，池底中心连接进水管，所述复合功能初沉池的底部通过支架安装潜水推流器。

所述复合功能初沉池内安装有刮泥机，所述刮泥机旋转桁架和刮泥板等水下构件应适当缩短，避让潜水推流器，刮泥板边缘距离潜水推进器支架0.5-1米；(使刮泥机安装位置不与潜水推流器碰撞)。

所述复合功能初沉池底部设进水管，复合功能初沉池的池壁上部设置出水管；池壁上设回流污泥管，复合功能初沉池底部设排泥管。

复合功能初沉池底部设进水管，进水经进水中心管从顶部溢流进入池内，出水经集水渠汇集，由池壁上部出水管排出。池壁中间高度处设回流污泥管，回流污泥直接进入池内。复合功能初沉池底部设排泥管，由刮泥板刮至泥斗的污泥经排泥管排出。

潜水推流器安装位置尽可能贴近池壁，具体安装数量与角度根据池容大小经水力计算得到，潜水推流器应推动池内水体缓慢流动，形成环流，流速0.1-0.3m/s。例如，所述复合功能初沉池的底部通过支架安装3-10台潜水推流器。

其中，沉淀池底部的潜水推流器安装支架和池壁之间用素混凝土填充，素混凝土与池底之间的角度为50-60°。

含有本发明所述的复合功能初沉池的污水处理系统，还包括预处理单元、厌(缺)氧池、过渡池、好氧池、二沉池，

所述厌(缺)氧池、过渡池、好氧池顺次连接构成一个整体的池格，厌(缺)氧池、过渡池、好氧池之间以隔板隔开；所述预处理单元通过进水管连接复合功能初沉池，所述复合功能初沉池通过出水管连接厌(缺)氧池，所述好氧池通过出水管道连接二沉池，好氧池出水端设有内回流管连接厌(缺)氧池和过渡池，内回流管上设置有内回流泵，内回流污泥可以选择进入厌(缺)氧池或过渡池，内回流比100-200％，内回流量通过内回流泵调节。

所述二沉池底部污泥通过外回流污泥管与厌(缺)氧池和复合功能初沉池连接，外回流比50-200％，进入厌(缺)氧池和复合功能初沉池的外回流污泥量通过阀门和外回流泵流量调节调节；所述二沉池上部设置有出水管道。

其中，厌氧、缺氧和好氧池的设置方式可采用水处理中常规的做法，之间以隔板隔开，联通方式是底部联通或上部溢流联通，可通过底部联通孔和上部过水孔联通。

其中，厌(缺)氧池安装潜水搅拌器，好氧池安装底部曝气装置，过渡池既安装潜水搅拌器，也安装底部曝气装置。

其中，所述二沉池底部还设置有污泥排放管道。

应用本发明所述系统进行污水处理的方法，复合功能初沉池为以下四种运行模式中的一种：

(1)普通沉淀模式

夏季，当水温超过20℃，好氧池即可满足硝化需要，生物池(包括厌(缺)氧池，过渡池、好氧池)池容满足脱氮除磷需要时，复合功能初沉池用作普通沉淀池。复合功能初沉池内的潜水推流器停止运行，刮泥机正常运行；二沉池外回流污泥进入厌(缺)氧池，回流比为进水量的50-100％，厌(缺)氧池用作厌氧释磷。好氧池内回流污泥进入过渡池，回流比100-200％，过渡池曝气设备关闭，潜水搅拌器开启，用作反硝化池；好氧池用作硝化池。

(2)水解沉淀模式运行

当进水含有较多难降解物质，BOD₅/COD小于0.3时，复合沉淀池可以按照水解沉淀池模式运行。

复合功能初沉池用作水解沉淀池，池内的潜水推流器采用低速运行，搅动底部污泥，使底部流速达到0.15-0.25m/S(需要连续运行，维持底部流速)，形成悬浮污泥层，刮泥机正常运行，减少初沉池排泥。二沉池回流污泥进入厌(缺)氧池，回流比为进水量的50-100％，厌(缺)氧池用于厌氧释磷；好氧池内回流污泥进入过渡池，回流比100-200％，过渡池曝气设备关闭，潜水搅拌器开启，用作反硝化池。好氧池用作硝化池。

这种运行模式下，进水难降解有机物可以在复合功能初沉池内发生水解反应，部分长链有机物断链，B/C比增加，为后续生物处理创造较好的条件。

(3)厌氧释磷模式

当碳氮比条件较差，BOD5/TN小于4，反硝化反应需要更大的池容，复合功能初沉池可以用作厌氧释磷，生物处理池中厌(缺)氧池和过渡池都可以用作反硝化池，增强反硝化功能。

复合功能初沉池全部开启底部推流搅拌器，搅动底部污泥，刮泥机停止运行。二沉池回流污泥分别进入厌(缺)氧池和复合功能初沉池，回流比为进水量的50-100％，进入复合功能初沉池的回流污泥占总回流污泥的比例为10％-50％；好氧池内回流污泥进入厌(缺)氧池，过渡池停止曝气，开启搅拌器，厌(缺)氧池和过渡池都用作反硝化池。好氧池用作硝化池。

另一种厌氧释磷运行方式：

当进水温度较低，小于15℃，硝化反应需要更大的池容，复合功能初沉池可以用作厌氧释磷，生物处理池中厌(缺)氧池可以用作反硝化池，过渡池和好氧池都用作硝化池，增强硝化功能。

复合功能初沉池全部开启底部推流搅拌器，搅动底部污泥，刮泥机停止运行。二沉池回流污泥分别进入厌(缺)氧池和复合功能初沉池，回流比为进水量的50-100％，进入复合功能初沉池的回流污泥占总回流污泥的比例为10％-50％；好氧池内回流污泥进入厌(缺)氧池，过渡池停止搅拌，开启曝气器，厌(缺)氧池用作反硝化池，过渡池和好氧池都用作硝化池。

(4)缺氧脱氮模式

当冬季气温低(水温4-15℃)，碳源不足，BOD/TN小于4时，硝化和反硝化都需要增加池容时，复合功能初沉池可以用作反硝化池。这样，复合功能初沉池和厌(缺)氧池都作为反硝化池，过渡池和好氧池作为硝化池。

复合功能初沉池底部潜水推流器全部打开，刮泥机停止运行，外回流污泥全部回流到复合初沉池；生物池过渡池和好氧池按好氧方式运行，内回流污泥进入厌(缺)氧池。

进一步地，按照(1)普通沉淀模式运行时，为防止复合初沉池底部潜水推流器附近污泥淤积，需定期开启潜水推流器，频率为每1-2日一次，时间0.5-1h。

其中，按照(2)水解沉淀模式运行时，复合功能初沉池用作水解沉淀池，池内的潜水推流器采用低速运行，搅动底部污泥，使底部流速达到0.15-0.25m/S(需要连续运行，维持底部流速)，形成悬浮污泥层，

其中，按照厌氧释磷模式运行时，调节外回流比，控制复合初沉池内氧化还原电位低于-300mv，按照缺氧脱氮模式运行时，调节外回流比，控制复合初沉池内氧化还原电位在-100～-200mV。

为节省池容，在设计计算时，当设计水温为冬季最冷月温度时，在池容计算时，反硝化区池容应包括复合功能初沉池和生物池厌(缺)氧区，硝化区应包括生物池过渡池和好氧池。当设计水温为夏季温度时，硝化区仅包括生物池好氧池，反硝化区包括过渡池，厌氧释磷区为生物池厌(缺)氧池。复合功能初沉池按一般初沉池设计计算。

进一步地，按照(4)缺氧脱氮模式运行时，复合功能初沉池底部潜水推流器全部打开，刮泥机停止运行，外回流污泥全部回流到复合初沉池，回流比为进水量的50-200％。生物池过渡池和好氧池按好氧方式运行，内回流污泥进入厌(缺)氧池，内回流比为100％。

(三)有益效果

1、通过对初沉池的结构改造和处理流程的调整，使得初沉池可以按多种方式运行，适应污水厂四季水质变化，达到最佳处理效果。

2、缩小污水厂整体池容。污水处理厂需要的生物处理池容与温度有很大关系，冬季需要池容可以到达夏季所需池容的两倍以上，在冬季水温降低时，将初沉池用作生物处理，可以减小污水厂整体池容。

3、减低运行能耗。生物池缺氧、厌氧段要充分混合，需要充分搅拌，使得泥水混合物SS浓度在池内各点基本一致。采用变池容方式建设，根据水质条件和运行需要确定总体生物处理运行池容，可以达到最小池容运行，当不需要进行生物处理时，按能耗较低的初沉或水解方式运行，节省电耗。

附图说明

图1为本发明复合功能初沉池的俯视图。

图2为本发明复合功能初沉池的I-I面剖视图。

图3为运行模式(1)常规沉淀模式的流程图。

图4为运行模式(2)水解酸化模式的流程图。

图5为运行模式(3)厌氧释磷模式的流程图。

图6为运行模式(4)缺氧反硝化模式的流程图。

图中，1进水管，2出水管，3外回流污泥管，4初沉污泥排放管，5剩余污泥排放管，6预处理单元，7复合功能初沉池，8厌(缺)氧池，9过渡池，10好氧池，11二沉池，12潜水推进器，13内回流污泥管，14素混凝土填充，15机械刮泥机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式做进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如无特殊说明，实施例中所使用的手段为本领域公知的技术手段。

实施例1：

某污水处理厂处理规模150000吨/日，原处理工艺为初沉池—生物池—二沉池，生物池分为厌氧和好氧两部分。初沉池水力停留时间(HRT)3.2h，生物池HRT7.5h，出水达到《污水综合排放标准》二级标准。污水处理厂实施提标改造后，要求增加脱氮除磷功能，出水达到一级A标准。受到场地限制，污水处理厂只能扩建一组生物池，生物池HRT为10h。在冬季低温时，仍不能满足脱氮除磷处理要求，因此，对初沉池实施改造，使之具有脱氮除磷功能。

见图1、图2。改造后，圆形的复合初沉池7共四座，每座直径40m，有效容积5000m³，HRT3.2h。池底坡度0.01-0.02，池底中心连接进水管1，进水经进水中心管从顶部溢流进入池内，出水经集水渠汇集，由池壁上部出水管2排出。池壁上、中间高度处，设外回流污泥管3，回流污泥直接进入池内。复合功能初沉池底部设排泥管4，由刮泥板刮至泥斗的污泥经排泥管排出。

每座初沉池安装机械刮泥机15一台，水下部分直径34m，潜水推流器12共6台，单机功率7.5kw。刮泥板边缘距离潜水推进器支架0.5米；使刮泥机安装位置不与潜水推流器碰撞。沉淀池底部的潜水推流器安装支架和池壁之间用素混凝土填充，素混凝土与池底之间的角度为60°。

改造后生物池4座，单座有效容积15651m³，HRT10h。生物池分为好氧池10、过渡池9、厌(缺)氧池8三部分，HRT分别为3.5h、3h和3.5h。好氧池10安装微孔曝气器，厌(缺)氧池8安装潜水推流器，过渡池9同时安装潜水推流器和微孔曝气器。内回流比0-200％，可以回流到厌(缺)氧池，也可以回流到过渡池，回流比可调。二沉池污泥外回流可以回流到复合功能初沉池7和厌(缺)氧池，外回流比0-200％，回流比可调。

预处理单元6出水通过进水管1进入复合功能初沉池7，复合功能初沉池7通过出水管2连接厌(缺)氧池8，好氧池10通过出水管道连接二沉池11，好氧池出水端设有内回流污泥管13连接厌(缺)氧池8和过渡池9，内回流管上设置有内回流泵，内回流污泥可以选择进入厌(缺)氧池或过渡池，内回流比0-200％，内回流量通过内回流泵调节。

二沉池底部通过外回流污泥管3与厌(缺)氧池8和复合功能初沉池7连接，外回流比50-200％，进入厌(缺)氧池和复合功能初沉池的外回流污泥量通过阀门和外回流泵流量调节；二沉池11上部设置有出水管2。二沉池11底部还设置有剩余污泥排放管5。

其中，厌(缺)氧池8安装潜水搅拌器，好氧池10安装底部曝气装置，过渡池9既安装潜水搅拌器，也安装底部曝气装置。

实施例2：普通运行模式

见图3。夏季，当水温达到20℃以上时，进水BOD/TN大于4，BOD/COD大于0.3，水质条件较好时，复合功能初沉池当做普通沉淀池运行。复合初沉池内的潜水推流器停止运行，刮泥机正常运行；污泥外回流点在生物反应池的厌(缺)氧池，回流比为进水量的70-100％，厌(缺)氧池用作厌氧释磷。过渡池微孔曝气器关闭，潜水推流器运行，内回流污泥点在过渡池，内回流比200％，过渡池用作反硝化。好氧池微孔曝气器开启，用作硝化。厌氧释磷、反硝化、硝化的HRT分别为3.5h，3h，3.5h，污泥浓度3.5g/L，满足生物处理要求，出水稳定达到一级A标准。

实施例3水解沉淀池模式运行

见图4。当水温在20℃以上，BOD/COD小于0.3，复合沉淀池按照水解沉淀池模式运行。复合初沉池内的潜水推流器3台运行3台停止，搅动底部污泥，形成悬浮污泥层，刮泥机运行。生物池运行模式与普通运行模式相同。

复合初沉池出水水质趋于稳定，小分子易降解有机物增加，提高B/C到0.3左右，有利于后续生物处理。初沉水解、厌氧释磷、反硝化和硝化的HRT分别为3.2h、3.5h，3h，3.5h。

实施例4厌氧释磷模式运行

见图5。当水温降低到15℃，BOD5/TN为3.5，硝化反应需要更长时间完成，需要增加生物处理容积，增强脱氮除磷效果。复合功能初沉池用作厌氧释磷，厌(缺)氧池用作反硝化池，过渡池和好氧池用作硝化反应，厌氧释磷、反硝化和硝化反应HRT分别为3.2h、3.5h和6.5h，大幅度提高硝化反应时间，增强硝化作用。

复合功能初沉池充分发挥释磷作用。全部开启底部推流搅拌器，搅动底部污泥，刮泥机停止运行。二沉池污泥回流比为70-100％，分别进入复合功能初沉池和厌(缺)氧池，进入复合功能初沉池的污泥占总回流污泥的比例为10-50％。调节进入复合功能初沉池的外回流污泥量，控制复合初沉池内氧化还原电位(ORP)小于-250mv。内回流污泥进入厌(缺)氧池，回流比100-200％，过渡池内潜水搅拌器停止运行，微孔曝气器开启。

延长硝化反应时间后，可以减少温度降低的不利影响，氨氮出水浓度保持在5mg/L以内。在较低温度下，整体生物处理工艺运行良好，满足出水一级A标准。

实施例5缺氧脱氮模式运行

见图6。当冬季水温降低到13-15℃，有时进水中碳源不足，BOD/TN达不到4，反硝化反应速率降低，也需要延长反应时间。这时启动冬季碳源不足运行模式，将复合功能初沉池、厌(缺)氧池用作反硝化反应，过渡池、好氧池用作硝化反应，反硝化反应和硝化反应的HRT分别为6.7h和6.5h，整个系统全部池容用作生物脱氮，最大限度应对温度和水质的不利影响，除磷以化学除磷为主。

复合功能初沉池用作缺氧池。全部打开底部推流器，刮泥机停止运行，外回流污泥全部回流到复合初沉池，回流比为进水量的50-100％，充分进行反硝化反应。内回流污泥进入厌(缺)氧池，回流比100-200％，过渡池内潜水搅拌器停止运行，微孔曝气器开启。

通过对初沉池结构和整个系统的改造，该污水处理厂生物处理池HRT可以在10-13.2h之间调整，硝化反应HRT可以在3.5-6.5h之间调整，反硝化反应HRT可以在3.5-6.7h之间调整，厌氧释磷反应池容可以在0-3.5h之间调整，在不同温度和水质条件下，可以选择不同运行方案，达到最佳处理效果。

Claims

1.一种进行污水处理的方法，其特征在于，

进行污水处理的系统含有预处理单元、复合功能初沉池、厌氧池、过渡池、好氧池、二沉池的污水处理系统，

所述复合功能初沉池为圆形，池底坡度0.01-0.02，池底中心连接进水管，所述复合功能初沉池的底部通过支架安装潜水推流器；所述复合功能初沉池内安装有刮泥机，刮泥板边缘距离潜水推进器支架0.5-1米；所述复合功能初沉池底部设进水管，复合功能初沉池的池壁上部设置出水管；池壁上设回流污泥管，复合功能初沉池底部设排泥管；

所述厌氧池、过渡池、好氧池顺次连接构成一个整体的池格，厌氧池、过渡池、好氧池之间以隔板隔开；所述预处理单元通过进水管连接复合功能初沉池，所述复合功能初沉池通过出水管连接厌氧池，所述好氧池通过出水管道连接二沉池，好氧池出水端设有内回流管连接厌氧池和过渡池，内回流管上设置有内回流泵；所述二沉池底部污泥通过外回流污泥管与厌氧池和复合功能初沉池连接；所述二沉池上部设置有出水管道；

进行污水处理时，复合功能初沉池为以下四种运行模式中的一种：

(1)普通沉淀模式

夏季，复合功能初沉池用作普通沉淀池：复合功能初沉池内的潜水推流器停止运行，刮泥机正常运行；二沉池外回流污泥进入厌氧池，回流比为进水量的50-100％，厌氧池用作厌氧释磷；好氧池内回流污泥进入过渡池，回流比100-200％，过渡池曝气设备关闭，潜水搅拌器开启，用作反硝化池；好氧池用作硝化池；

(2)水解沉淀模式运行

当进水含有较多难降解物质，BOD₅/COD小于0.3时，复合沉淀池按照水解沉淀池模式运行：池内的潜水推流器采用低速运行，搅动底部污泥，使底部流速达到0.15-0.25m/S，形成悬浮污泥层，刮泥机正常运行，减少初沉池排泥；二沉池回流污泥进入厌氧池，回流比为进水量的50-100％，厌氧池用于厌氧释磷；好氧池内回流污泥进入过渡池，回流比100-200％，过渡池曝气设备关闭，潜水搅拌器开启，用作反硝化池，好氧池用作硝化池；

(3)厌氧释磷模式

当碳氮比条件较差，BOD₅/TN小于4，复合功能初沉池用作厌氧释磷，生物处理池中厌氧池和过渡池都用作反硝化池：

复合功能初沉池全部开启底部推流搅拌器，搅动底部污泥，刮泥机停止运行；二沉池回流污泥分别进入厌氧池和复合功能初沉池，回流比为进水量的50-100％，进入复合功能初沉池的回流污泥占总回流污泥的比例为10％-50％；好氧池内回流污泥进入厌氧池，过渡池停止曝气，开启搅拌器，厌氧池和过渡池都用作反硝化池，好氧池用作硝化池；

或：当进水温度低于15℃，复合功能初沉池用作厌氧释磷，生物处理池中厌氧池用作反硝化池，过渡池和好氧池都用作硝化池，增强硝化功能；

复合功能初沉池全部开启底部推流搅拌器，搅动底部污泥，刮泥机停止运行，二沉池回流污泥分别进入厌氧池和复合功能初沉池，回流比为进水量的50-100％，进入复合功能初沉池的回流污泥占总回流污泥的比例为10％-50％；好氧池内回流污泥进入厌氧池，过渡池停止搅拌，开启曝气器，厌氧池用作反硝化池，过渡池和好氧池都用作硝化池；

(4)缺氧脱氮模式

当冬季气温低，BOD/TN小于4时，复合功能初沉池和厌氧池都作为反硝化池，过渡池和好氧池作为硝化池：

复合功能初沉池底部潜水推流器全部打开，刮泥机停止运行，外回流污泥全部回流到复合初沉池；生物池过渡池和好氧池按好氧方式运行，内回流污泥进入厌氧池。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，沉淀池底部的潜水推流器安装支架和池壁之间用素混凝土填充，素混凝土与池底之间的角度为50-60°。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，厌氧池安装潜水搅拌器，好氧池安装底部曝气装置，过渡池既安装潜水搅拌器，也安装底部曝气装置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二沉池底部还设置有污泥排放管道。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照(1)普通沉淀模式运行时，为防止复合初沉池底部潜水推流器附近污泥淤积，需定期开启潜水推流器，频率为每1-2日一次，时间0.5-1h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照(2)水解沉淀模式运行时，复合功能初沉池用作水解沉淀池，池内的潜水推流器采用低速运行，搅动底部污泥，使底部流速达到0.15-0.25m/S，形成悬浮污泥层。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照(3)厌氧释磷模式运行时，调节外回流比，控制复合初沉池内氧化还原电位低于-300mv，按照缺氧脱氮模式运行时，调节外回流比，控制复合初沉池内氧化还原电位在-100～-200mV。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按照(4)缺氧脱氮模式运行时，外回流污泥全部回流到复合初沉池，回流比为进水量的50-200％；生物池过渡池和好氧池按好氧方式运行，内回流污泥进入厌氧池，内回流比为100％。