CN104944577B - 一种污水活性初沉水解池及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种污水活性初沉水解池，其具体为在辐流式或竖流式初沉池中接近污泥沉积处设置搅拌机，在排泥管的出口处设置固液分离器，固液分离器的发酵液回流管反向连接所述初沉池。本发明所述的污水活性初沉水解池，通过提高初沉处理后污水中的挥发性有机酸浓度，为后序步骤中的聚磷菌及反硝化菌提供优质碳源，可降低污水中的氮、磷的浓度，使处理后的污水更易于达到一级A标准，而且本发明的活性初沉水解池既可应用于旧厂改造，也可应用于新厂的建设，具有广阔的应用前景。

Description

一种污水活性初沉水解池及其应用

技术领域

本发明属于污水的预处理领域，具体涉及一种污水活性初沉水解池。

背景技术

目前，国家对污水厂的排放标准日益严格，许多污水处理厂都要求执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。由于我国大部分地区城市污水处理厂进水碳源不足，总氮和总磷的含量较高，而且污水中的有机物大部分是非溶解性或不易被降解的有机物，因此聚磷菌及反硝化菌不能有效地去除污水中的氮磷，因此污水的脱氮除磷效果很难达到一级A标准。为解决污水进水碳源不足的问题，大部分污水厂均不设置初沉池，或者从初沉池超越，污水直接进入生化反应池，用以避免碳源流失。

但即便污水直接进入生化反应池，还是无法解决碳源不足的问题，脱氮除磷效果不够稳定。而且对于许多进水中SS较高或含大量无机颗粒的污水而言，由于不设初沉池，SS及大量无机颗粒不能有效地去除，增加了生化反应池的负荷，造成无机颗粒在生化反应池堆积，影响厌氧、缺氧搅拌，而且还会增加好氧池曝气阻力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有技术中进水污水中碳含量低，污水中氮、磷无法被有效地去除的缺陷，本发明提供一种活性初沉水解池。

(二)技术方案

本发明所述的活性初沉水解池为在传统的辐流式或竖流式初沉池设置搅拌机，在排泥管的出口处设置固液分离器，且所述固液分离器的发酵液回流管反向连接至所述初沉池。本发明在初沉池内设置搅拌机，可使进水与池底的悬浮污泥充分接触，悬浮污泥经水解发酵，将其中的大分子难降解有机物转化为易降解的挥发性脂肪酸，提高处理后污水中的VFA(挥发性有机酸)浓度。在排泥口的出口处设置固液分离器，可去除污泥和砂等不可溶的无机物，同时，发酵液和可溶性有机物回流至初沉池，发酵液继续对后续的污水进行处理，可溶性有机物随出水进入下一步处理设施，提高了出水中可溶性碳VFA的浓度，易于被聚磷菌及反硝化菌利用，从而为后续的厌氧释磷及反硝化反应提供优质的碳源。

本发明中，所述搅拌叶所在平面为竖直平面，所述搅拌叶所在平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°～50°。搅拌叶所在平面为竖直平面，可实现对悬浮污泥的有效搅拌，同时不引起池底污泥的混浊，搅拌机的搅拌叶所在平面与圆池径向方向有30～50°的夹角，可扩大搅拌面积，实现对悬浮污泥的充分搅拌。

本发明中，所述搅拌机的搅拌叶底部距污泥沉积处的距离为0.5～1.5m。搅拌机若距离污泥太远，无法对悬浮污泥起到良好的搅拌效果，若太近，易将不溶性污泥搅起，引起池水的整体浑浊，无法实现不溶物的沉淀，0.5～1.5m的距离可避免以上情况的发生。

本发明中，在所述污水入口处设置导流筒，所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m。设置导流筒可实现进水从初沉池的下部流向上部，从而实现不溶物的充分沉降和进水与池底污泥的充分接触。搅拌机若与导流筒的距离太近会影响进水的流动方向，不能实现不溶物充分的沉降，因此搅拌机的设置应避让导流筒的出口，搅拌机距导流筒4～6米可消除对进水流向的影响。

本发明中，所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内进行均匀安装。可实现对池底悬浮污泥地充分搅拌。

本发明中，所述固液分离器的发酵液回流管与所述初沉池之间连接有回流泵。回流泵可将从固液分离器中流出的活性污泥等可溶性物质回流至初沉池。

本发明中，所述固液分离器为离心分离式。

本发明中，所述初沉池为竖流式初沉池，所述初沉池的池底设有上部开口的锥形泥斗，所述泥斗的坡度为50～60°，沿所述泥斗的坡向设置排泥管，所述排泥管的出口连接所述固液分离器；所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽，所述集水槽内设有出水口，所述固液分离器的发酵液回流管反向连接至所述初沉池，其水平位置位于所述泥斗上部开口与所述集水槽之间；所述导流筒的出口下方设有反射挡板，所述搅拌机的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°～50°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处0.5～1.5m；所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m；所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内均匀安装。

本发明中，所述初沉池为辐流式初沉池，所述初沉池的池底中心设有入水口，所述入水口连接所述导流筒，所述导流筒的下部设有4～8个出水口，所述池底设有吸泥机，所述吸泥机的出口连接所述固液分离器，所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽，所述集水槽内设有出水口，所述固液分离器的发酵液回流管反向连接所述初沉池，其水平位置位于所出水槽之下；所述搅拌机的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°～50°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处0.5～1.5m；所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m；所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内均匀安装。

本发明中，所述初沉池上表面还设有走道桥，所述搅拌机悬挂于所述走道桥上。

本发明所述的活性初沉水解池在处理污水中的方法，其步骤如下，

1)污泥的预培养：不断地向初沉池中通入污水，至其中的污泥量达到3000mg/L，污泥龄达到5～10d；

2)废水的处理：调节所述搅拌机的功率密度为2～3w/m³，向池中通入污水，控制污泥的浓度为5000～7000mg/L，控制污水的水力停留时间为3-4小时，处理完成的污水通过出水口进入下一步的处理设备。

3)污泥的分离

当初沉池中的污泥积累到一定量时，将污泥由排泥口排出，在固液分离器的作用下，不溶性的无机物排出，可溶性的有机物和发酵液回流到初沉池。

(三)有益效果

1)活性初沉水解池可以实现初沉池的功能，将大量SS截留在沉淀池内，避免进入生化反应池，增加生化反应负荷，避免反应池内无机颗粒的沉积，从而浪费厌氧缺氧反应池搅拌及好氧曝气的能耗。

2)活性初沉水解池通过合理控制排泥时间，可保证池内足够的污泥停留时间，使池底高浓度污泥水解发酵，产生大量VFA(挥发性脂肪酸)，强化厌氧释磷的效果。

3)池中设置搅拌机，使进水与池底悬浮污泥充分混合，将进水中的大分子有机物与池底厌氧水解菌的作用下，发生水解酸化，转化为VFA，使出水中VFA含量增加，为后续生化反应提供充足优质碳源。

4)排出的污泥经过固液分离装置的处理，发酵液再重回活性初沉水解池内，污泥则经过压缩，直接排出厂外。一方面降低污泥处理负荷。另一方面，将废物充分利用，节能环保。

5)适于原污水厂进行改造，将原空置初沉池进行改造，充分挖掘了污水及初沉污泥中的优质碳源(挥发性有机酸)，可被反硝化菌及聚磷菌所利用，以提高脱氮及除磷效果。

附图说明

图1是竖流式活性初沉水解池剖面图

图2是辐流式活性初沉水解池平面图

图3是辐流式活性初沉水解池剖面图

图中，1是入水口，2是走道桥，3是中心导流筒，4是变频搅拌机，5是集水槽，6是出水口，7是旋转单管吸泥机，8是排泥管，9是固液分离器，10是发酵液回流泵，11是泥渣管，12是发酵液回流管，13是泥位计，14是污泥浓度计，15是导流筒出流孔，16是泥斗，17是底坡，18是导流筒喇叭口，19是反射挡板。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本实施例涉及一种圆形竖流式污水活性初沉水解池，其具体结构如图1：

所述初沉池为圆形竖流式初沉池，所述初沉池的池底设有上部开口的锥形泥斗16，沿所述泥斗的坡向设置排泥管8，所述排泥管8的出口连接所述固液分离器9；所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽5，所述集水槽内设有出水口6，所述固液分离器9的发酵液回流管12反向连接至所述初沉池，其水平位置位于所述泥斗16与所述集水槽5之间；所述导流筒3的出口下方设有反射挡板19，所述搅拌机4的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处1m；所述搅拌机距所述导流筒3出口的水平距离为4m；所述搅拌机按功率密度2w/m³在池内均匀安装。

所述锥形泥斗的坡度为50°。

所述导流筒3的直径为1～2m，末端设有喇叭口18。

所述喇叭口18距所述泥斗底部的距离为2～3m。

所述固液分离器上设有的发酵液回流管和泥渣管11，所述固液分离器与初沉池之间连接有发酵液回流泵10。

所述初沉池上表面还设有走道桥2，所述搅拌机4悬挂于所述走道桥2上，竖流式初沉池中还设有污泥浓度计(未标出)。

实施例2

本实施例涉及一种圆形辐流式污水活性初沉水解池，其俯视图如图2，其切面图如图3：

所述初沉池为圆形辐流式初沉池，所述初沉池的池底中心设有入水口1，所述入水口1上设有中心导流筒3，所述池底为以入水口为中心向上开口的锥体，所述池底设有旋转单管吸泥机7，所述吸泥机的出口连接所述固液分离器9，所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽5，所述集水槽内设有出水口6，所述固液分离器9的发酵液回流管12反向连接所述初沉池，其水平位置位于所述出水槽5之下。所述搅拌机4的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为50°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处1.5m；所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为6m；所述搅拌机按功率密度3w/m³在池内均匀安装。

所述导流筒3的直径为1～2m，导流筒靠近下部开有出流孔15，进水由出流孔流入初沉池内。

所述固液分离器上设有的发酵液回流管与初沉池之间连接有发酵液回流泵10。

所述初沉池上表面还设有走道桥2，所述搅拌机4悬挂于所述走道桥2上。

所述初沉池内设置泥位计13和污泥浓度计14，泥位计和污泥浓度计伸入水面下1m。

实施例3

本实施例涉及运用实施例1所述的污水活性初沉水解池处理污水的应用，所述污水取自开封东区污水厂，其具体操作如下：

1)污泥的预培养：不断地向初沉池通入污水，至其中的污泥达到3000mg/L；

2)废水的处理：调节所述搅拌机的功率密度为2-3W/m³，向池中不断地通入污水，控制污水的水力停留时间为3-4小时，处理完成的污水通过出水口进入下一步的处理设备；在处理的过程中，随着污泥的积累，污泥自动从排泥口排出，运用固液分离器对排出的污泥进行处理，不溶物排出，发酵液回流至初沉池，对废水进行循环处理。

后序步骤采用AAO处理工艺。处理前污水：BOD₅≤80mg/L；CODcr≤250mg/L；SS≤120mg/L；TN≤45mg/L；NH₃-N≤35mg/L；TP≤5mg/L。

最终出水水质为：

BOD₅≤6mg/L；CODcr≤40mg/L；SS≤7mg/L；TN≤12mg/L；NH₃-N≤0.5mg/L；TP≤0.5mg/L。

出水可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

实施例4

本实施例涉及运用实施例2所述的污水活性初沉水解池处理污水的工艺，所述污水取自某污水厂，其具体操作如下：

1)污泥的预培养：不断地向初沉池中通入污水，至其中的污泥达到3000mg/L；

2)废水的处理：调节所述搅拌机的功率密度为2-3W/m³，向池中不断地通入污水，控制污水的水力停留时间为3～4小时，处理完成的污水通过出水口通入下一步的污水处理设备；在处理的过程中，控制所述污泥的浓度为5000～7000mg/L。

3)污泥的抽吸：当泥位计达到4m时，需对污泥进行进行抽吸，其具体操作为停止搅拌机1小时后，旋转池底单管吸泥装置，对污泥进行抽吸。

后序步骤采用AAO处理工艺。处理前污水：BOD₅≤100mg/L；CODcr≤280mg/L；SS≤120mg/L；TN≤45mg/L；NH₃-N≤30mg/L；TP≤4mg/L。

最终出水水质为：

BOD₅≤7mg/L；CODcr≤45mg/L；SS≤8mg/L；TN≤11mg/L；NH₃-N≤0.5mg/L；TP≤0.5mg/L。

出水可达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

对比例1

同实施例3相比，其区别在于，不采用实施例3中使用的初沉水解池，采用没有设置搅拌机和固液分离器的传统竖流式初沉池对污水进行初沉处理，对污水处理过程中其他处理参数相同，最终污水出水中BOD₅≤10mg/L；CODcr≤50mg/L；SS≤8mg/L；TN≤19mg/L；NH₃-N≤0.5mg/L；TP≤0.8mg/L。TN超标，不能达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种污水活性初沉水解池，其特征在于，在辐流式或竖流式初沉池中设置搅拌机，在排泥管的出口处设置固液分离器，所述固液分离器的发酵液回流管反向连接至所述初沉池；

所述搅拌机的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30～50°；

所述搅拌机的搅拌叶底部距污泥沉积处0.5～1.5m；

在所述初沉池的污水入口处设置导流筒，所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m。

2.根据权利要求1所述的活性初沉水解池，其特征在于，所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内均匀安装。

3.根据权利要求1所述的活性初沉水解池，其特征在于，所述固液分离器的发酵液回流管与所述初沉池之间连接有回流泵。

4.根据权利要求1～3任一项所述的活性初沉水解池，其特征在于，所述初沉池为竖流式初沉池，所述初沉池的池底设有上部开口的锥形泥斗，所述泥斗的坡度为50～60°，沿所述泥斗的坡向设置排泥管，所述排泥管的出口连接所述固液分离器；所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽，所述集水槽内设有出水口，所述固液分离器的发酵液回流管反向连接至所述初沉池，其水平位置位于所述泥斗上部开口与所述集水槽之间；所述导流筒的出口下方设有反射挡板，所述搅拌机的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°～50°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处0.5～1.5m；所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m；所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内均匀安装。

5.根据权利要求1～3任一项所述的活性初沉水解池，其特征在于，所述初沉池为辐流式初沉池，所述初沉池的池底中心设有入水口，所述入水口连接所述导流筒，所述导流筒的下部设有4～8个出水口，所述池底设有吸泥机，所述吸泥机的出口连接所述固液分离器，所述初沉池的上部沿所述初沉池池壁的水平方向设有集水槽，所述集水槽内设有出水口，所述固液分离器的发酵液回流管反向连接所述初沉池，其水平位置位于所出水槽之下；所述搅拌机的搅拌叶所在平面为竖直平面，所述竖直平面与所述初沉池直径方向的夹角为30°～50°，所述搅拌叶底部距所述污泥沉积处0.5～1.5m；所述搅拌机距所述导流筒出口的水平距离为4m～6m；所述搅拌机按功率密度2～3w/m³在池内均匀安装。

6.运用权利要求1～5任一项所述活性初沉水解池处理污水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)污泥的预培养：不断地向初沉池中通入污水，至其中的污泥量达到3000mg/L，污泥龄达到5～10d；

2)废水的处理：调节所述搅拌机的功率密度为2～3w/m3，向池中通入污水，控制污泥的浓度为5000～7000mg/L，控制污水的水力停留时间为3-4小时，处理完成的污水通过出水口进入下一步的处理设备。