CN110078216A - 一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统 - Google Patents

Abstract

一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，涉及污水处理领域，包括二个罐体，二个罐体上均设有可独立控制启闭的进水支管和出水支管，二个罐体均设计为氧化沟形式，并串联组成处理单元，每个罐体的氧化沟内至少设有一个曝气装置；两个罐体分别通过进水支管和出水支管的开、关动作，交替作为曝气生化区和沉淀区使用，如此循环，连续进行污水处理；罐体内实现氧化沟环流工艺结合双罐双周期运行实现A‑O工艺处理，有效解决了农村污水流量不稳定，冲击强度大产生的处理不良问题，且无需加设调节池、初沉池、二沉池等辅助设施，大大减少了土建和设备成本。

Description

一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统

技术领域

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及农村生活污水、城市生活污水、工业污水的提标改造领域，也可应用于河道的应急处理、泵站的应急处理升级改造。

背景技术

农村生活污水主要处理难度在于全天的流量不稳定，通常集中在早中晚，时间不到4小时，排放的污水量占到总排水量的50%-80%，对设备的抗冲击能力要求较高，为此需要配套调节池和泵站，土建成本和设备成本高。

其次，农村雨污不分流，一般需设初沉池，占地面积大，并且农村污水处理过程中需要脱氮除磷，如采用MBR工艺，虽然可以很好的脱氮除磷，但一般膜通量相对较低，容易发生膜污染，膜污染后不容易清洗和更换，维护成本大，况且农村污水处理项目多，各村镇较分散，为减少占地面积，大多数污水处理装置都埋在地下，造成设备维修困难。

应用在污水处理中的氧化沟技术、A-O工艺，通常都是单独运行，在合适的工况条件下能稳定有效地达标处理污水，但针对农村污水流量不稳定、雨污不分流等复杂情况，单一工艺无法保证出水达标，相互结合使用，需要逐一配置调节池、初沉池，二沉池、回流装置等，用常规的设计思路，不仅工艺流程长、设备多、处理效果也无法稳定有效。

另外，处理农村污水时使用的填料，抗冲击性能差，填料膜在雨污冲击下，容易剥落，菌种会被冲走，影响最终的处理效果。

因此，上述农村污水的技术难题一直未能得到有效的解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，占地面积小，设备成本低，运输方便，可有效解决农村污水短时流量大、雨污不分流产生的处理效果不理想问题，主要创新在于结合氧化沟技术与A-O工艺，以双罐交替实现曝气和沉淀工序，连续进行污水处理，既为后期维修提高了便利，抗冲击性强，也无需加设调节池、初沉池、二沉池、污泥回流等其它设施，处理效果稳定有效，结构简单，便于产业化应用。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，包括二个罐体，二个罐体上均设有可独立控制启闭的进水支管和出水支管，其特征在于：

二个罐体均设计为氧化沟形式，并串联组成处理单元，每个罐体的氧化沟内至少设有一个曝气装置；

两个罐体分别通过进水支管和出水支管的开、关动作，交替作为曝气生化区和沉淀区使用，如此循环，连续进行污水处理。

处理过程以二个周期进行，第一周期运行时，第一个罐体的进水支管和第二个罐体的出水支管打开，第一个罐体内的曝气装置启动，第一个罐体的出水支管和第二个罐体的进水支管关闭，第二个罐体内的曝气装置停用；农村污水进入第一个罐体的氧化沟，在近曝气装置的区域中完成好氧反应，在远离曝气装置的区域完成兼氧、相对厌氧反应，污水在罐体内循环回流，部分污水通过串联管道进入第二个罐体沉淀，污泥沉降于罐体底部，沉降后的清水从第二个罐体的出水支管排出。运行设定时间后，切换周期，进入第二周期，第一个罐体的进水支管和第二个罐体的出水支管关闭，同时停止第一个罐体内的曝气装置，第一个罐体的出水支管和第二个罐体的进水支管打开，第二个罐体内的曝气装置启动；农村污水从第二个罐体进入进行氧化沟方式处理，再从第一个罐体沉淀后流出。

双罐交替两周期完成一个处理过程，局部看，第一周期中打开曝气装置的第一个罐体，为曝气生化区，完成农村污水的氧化沟处理，曝气装置关闭的第二个罐体，为沉淀区，而且在沉淀区中，又发挥了厌氧作用，因此，第二个罐体在第一周期的沉淀阶段，又成为其第二周期的厌氧阶段，进入第二周期后，第二个罐体开始曝气生化处理，二个周期完成了一个A-O工艺。二个罐体的交替运行，实现了A-O工艺与氧化沟工艺相结合，协同提升了农村污水的处理能力，同时无需配设其它辅助设备，节约了占地面积。同时，第一周期中在第二个罐体底部沉积的污泥就成为第二周期中生化处理的活化污泥，也无需额外添加管道和设备用于回流污泥等处理，如此反复循环，发挥了沉降污泥的最大作用。

进一步地，处理过程中每个周期的时间设定可以相同也可以不同，根据白天、晚上的处理实况调节，通常每个周期的时间控制在4-12h之间。

在二个周期的转换过程中，还可以增设一缓冲周期，缓冲周期内，二个罐体的进水支管和出水支管同时关闭，上周期罐体内打开的曝气装置关闭，上周期另一罐体内关闭的曝气装置打开，与二个罐体的进水支管连接的一体化泵站保持打开。设置缓冲周期，有利于让原曝气生化区罐体内的水流降速，确保下周期出水质量稳定有效，同时，原沉淀区罐体内通过曝气将底部活化污泥悬浮水流中，为下周期曝气生化处理作足准备。另外，由于农村污水时断时续的不稳定性，在缓冲周期里，一体化泵站起收集污水，起储水、提升、调节作用，确保下周期的连续进水。缓冲周期的时间控制为30min-1h。

进一步地，两个罐体并排安放，可分布在地上、半埋或全埋于地下，以适应不同农村实况需要。

本系统中，作为氧化沟形式的两个罐体可以根据需要设计成二沟及以上的形式，总体以完成上述运行方案为目的。考虑到农村方便应用，最优的选择是将两个罐体的结构设计如下：

罐体内被隔板分开，于长度方向形成二个氧化沟沟道，二个氧化沟沟道首尾水连通；二个罐体的首端、对应二个氧化沟沟道处分别设有一个进水支管和一个出水支管连接系统进水管和出水管，系统进水管连接一体化泵站，二个罐体的末端通过联通管串接；二个氧化沟沟道内至少设有一个曝气装置。

优化的罐体氧化沟内的曝气装置设计二个，一个置于对应进水支管的氧化沟沟道的前部，另一个置于对应出水支管的氧化沟沟道的后部。通过曝气装置充氧，随着氧气浓度在氧化沟内的变化，发生好氧、兼氧以及相对的厌氧反应。一般情况下，只需开启对应进水支管氧化沟前部的曝气装置，若罐中污水的氨氮含量较高，出水氨氮不合格，则需要同时开启二个曝气装置。

进一步地，曝气装置选择转碟表面曝气机、倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机的一种或组合。沟道内靠近表面曝气机的水流速度大，活性污泥被打碎，远离表面曝气机的水流速度小，活性污泥凝聚，污泥上的菌群团反复凝聚打碎，提高了活性污泥的凝絮性能。

为进一步地提升处理效能，每个罐体的氧化沟内设有悬浮球形填料和/或方块填料和/或内置海绵填料的中空球形填料，填料在氧化沟中的体积容量为15%-30%。于沟道内流动的填料，由于不断受到转碟等表面曝气机的冲击，容易驯化出一种抗冲击、不易剥落的膜附着在填料表面，生命力强，非常适宜于短时流量很大、冲击力强的不稳定的农村污水处理，尤其是对于受到暴雨冲击后的农村污水处理，菌群不易被冲走，易于恢复生态作用。这些流动填料于氧化沟内形成了MBBR流化床效果，实现了活性污泥法、接触氧化法、活性污泥与接触氧化（填料表面膜）的共存工艺，强化了污水处理能力。

进一步地，罐体内的隔板为截面至少有一组对称的波峰和波谷的板体，波谷处更利于集聚悬浮填料。最优选，隔板为截面为S形的板体或Z字形板体或波浪形板体。

进一步地，每个罐体内的氧化沟内可以增设推流器，以帮助完成水流的循环流动。

进一步地，罐体材质为中空缠绕PP，保温效果良好。

进一步地，每个罐体的进水支管上设有电磁/电动阀，连通出水支管的氧化沟出水装置采用可调节电动出水堰，调节范围为5cm-30cm之间。曝气装置的开启与转向、进水支管上电磁/电动阀的启闭、连通出水支管的氧化沟的可调节电动出水堰的启闭及高度，均可通过PLC控制台由程序设定自动运行。

本发明的有益效果是：

1．把罐体设计成氧化沟形式，在罐体内实现了氧化沟环流，有效的解决了农村污水短时间内流量大，冲击强度大的问题，无需加设调节池和泵站，并且农村污水雨污不分流的问题也可以通过本发明的氧化沟罐体一次性解决，无需再加设初沉池，大大减少了土建和设备成本。

2．以双罐串接双周期运行，交替实现曝气和沉淀工序，连续进行污水处理，又实现了A-O处理工艺，上周期沉降的污泥于下周期成为氧化沟工艺的活性污泥，足够的活性污泥有效提升了处理效能，无需配套二沉池，省掉了污泥排出装置和回流装置，整个系统布局巧妙合理，结构简单，处理效果稳定有效，便于产业化应用。

3．罐体氧化沟内添加流动填料，抗冲击性强，同时又实现了活性污泥法、接触氧化法、活性污泥与接触氧化（填料表面膜）的共存工艺，强化了污水处理能力。

附图说明

图1为实施例1的主视图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的俯视图。

图4为实施例2的主视图。

图5为图4的左视图。

图6为图4的俯视图。

图7为实施例3的主视图。

图8为图7的左视图。

图9为图7的俯视图。

图10为实施例4的主视图。

图11为图10的左视图。

图12为图10的俯视图。

图13为实施例5的示意图。

图14为实施例6的示意图。

图15为实施例7的示意图。

具体实施方式

实施例1:如图1、2、3所示，运行时以二个周期进行，设定白天的每个周期时间控制在4h，晚上的每个周期时间控制在8h。第一氧化沟罐体1、第二氧化沟罐体2，两个罐体材质均为中空缠绕PP，第一氧化沟罐体1、第二氧化沟罐体2上均设有可独立控制启闭的第一进水支管1.1、第二进水支管1.2和第一出水支管2.1、第二出水支管2.2，第一氧化沟罐体1、第二氧化沟罐体2并排安放，半埋于地下，第一氧化沟罐体1、第二氧化沟罐体2内被均隔板3分开，于长度方向形成二个氧化沟沟道，二个氧化沟沟道首尾水连通；第一进水支管1.1、第二进水支管1.2连接系统进水管4，第一出水支管2.1、第二出水支管2.2连接系统出水管5，第一氧化沟罐体1、第二氧化沟罐体2的末端通过联通管6串接；每个罐体的二个氧化沟沟道各设有一个转碟表面曝气机7；一个置于对应进水支管的氧化沟沟道的前部，另一个置于对应出水支管的氧化沟沟道的后部。

第一周期运行时，第一氧化沟罐体1的第一进水支管1.1和第二氧化沟罐体2的第二出水支管2.2打开，第一氧化沟罐体1内的转碟表面曝气机7启动，第一氧化沟罐体1的第一出水支管1.1和第二氧化沟罐体2的第二进水支管2.1关闭，第二氧化沟罐体2内的转碟表面曝气机7停用；农村污水进入第一氧化沟罐体1的氧化沟，在近曝气装置的区域中完成好氧反应，在远离曝气装置的区域完成兼氧、相对厌氧反应，污水在罐体内循环回流，部分污水通过串联管道进入第二氧化沟罐体2沉淀，污泥沉降于罐体底部，沉降后的清水从第二氧化沟罐体2的第二出水支管2.2排出。运行设定时间后，切换周期，进入第二周期，第一氧化沟罐体1的第一进水支管1.1和第二氧化沟罐体2的第二出水支管2.2关闭，同时停止第一氧化沟罐体1内的转碟表面曝气机7，第一氧化沟罐体1的第一出水支管1.1和第二氧化沟罐体2的第二进水支管2.1打开，第二氧化沟罐体2内的转碟表面曝气机7启动；农村污水从第二氧化沟罐体2进入进行氧化沟方式处理，再从第一氧化沟罐体1沉淀后流出。每个罐体的氧化沟内设有悬浮球形填料，悬浮球形填料在氧化沟中的体积容量为15%-30%。

第一、第二进水支管1.1、2.1上设有电动阀12，连通第一、第二出水支管2.1、2.2的氧化沟出水装置采用可调节电动出水堰8，调节范围为5cm-30cm之间。转碟表面曝气器7的开启与转向、第一、第二进水支管1.1、2.1上电动阀12的启闭、连通第一、第二出水支管2.1、2.2的氧化沟的可调节电动出水堰13的启闭及高度，均可通过PLC控制台由程序设定自动运行。

实施例2：如图4、5、6所示，参照实施例1，在此基础上增设一体化泵站9，一体化泵站9连接系统进水管4，从而实现在二个周期的转换过程中，可有一缓冲周期，在缓冲周期内还可实现连续进水，进水存储在一体化泵站9内，在缓冲周期内，第一、第二进水支管1.1、2.1上和第一、第二出水支管2.1、2.2同时关闭，第一氧化沟罐体1内打开的转碟表面曝气器7关闭，第二氧化沟罐体2内关闭的转碟表面曝气器7打开，与第一、第二进水支管1.1、2.1连接的一体化泵站9保持打开。缓冲周期的时间控制为30min-1h。

实施例3：如图7、8、9所示，参照实施例2，其余特征不变，转碟表面曝气器7改为倒伞表面曝气器10设置在隔板3前后两端。

实施例4：如图10、11、12所示，参照实施例2，其余特征不变，转碟表面曝气器7改为转刷表面曝气器11。

上述实施例1~4中，两个罐体还可分布在地上、全埋于地下，以适应不同农村实况需要。

上述实施例1~4中，一般情况下，只需开启对应进水支管氧化沟前部的曝气装置，若罐中污水的氨氮含量较高，出水氨氮不合格，则需要同时开启二个曝气装置。每个罐体内的氧化沟内可以增设推流器，以帮助完成水流的循环流动。

实施例5：如图13所示，参照实施例1或2，罐体隔板3为截面为S形的板体。

实施例6：如图14所示，参照实施例1或2，罐体隔板3为截面为Z字形板体。

实施例7：如图15所示，参照实施例1或2，罐体隔板3为截面为波浪形板体。

所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (17)

1.一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，包括二个罐体，二个罐体上均设有可独立控制启闭的进水支管和出水支管，其特征在于：

二个罐体均设计为氧化沟形式，并串联组成处理单元，每个罐体的氧化沟内至少设有一个曝气装置；

两个罐体分别通过进水支管和出水支管的开、关动作，交替作为曝气生化区和沉淀区使用，如此循环，连续进行污水处理。

2.根据权利要求1所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于处理过程以二个周期进行，第一周期运行时，第一个罐体的进水支管和第二个罐体的出水支管打开，第一个罐体内的曝气装置启动，第一个罐体的出水支管和第二个罐体的进水支管关闭，第二个罐体内的曝气装置停用；运行设定时间后，切换周期，进入第二周期，第一个罐体的进水支管和第二个罐体的出水支管关闭，同时停止第一个罐体内的曝气装置，第一个罐体的出水支管和第二个罐体的进水支管打开，第二个罐体内的曝气装置启动。

3.根据权利要求2所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于每个周期的时间设定相同或不同，控制在4-12h之间。

4.根据权利要求2所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于二个周期的转换过程中，增设一缓冲周期，缓冲周期内，二个罐体的进水支管和出水支管同时关闭，上周期罐体内打开的曝气装置关闭，上周期另一罐体内关闭的曝气装置打开，与二个罐体的进水支管连接的一体化泵站保持打开。

5.根据权利要求4所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于缓冲周期时间控制为30min-1h。

6.根据权利要求1所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于两个罐体并排安放，分布在地上或者半埋、全埋于地下。

7.根据权利要求1所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于罐体内被隔板分开，于长度方向形成二个氧化沟沟道，二个氧化沟沟道首尾水连通；二个罐体的首端、对应二个氧化沟沟道处分别设有一个进水支管和一个出水支管连接系统进水管和出水管，系统进水管连接一体化泵站，二个罐体的末端通过联通管串接；二个氧化沟沟道内至少设有一个曝气装置。

8.根据权利要求7所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于罐体氧化沟内的曝气装置设计二个，一个置于对应进水支管的氧化沟沟道的前部，另一个置于对应出水支管的氧化沟沟道的后部。

9.根据权利要求8所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于曝气装置为转碟表面曝气机、倒伞型表面曝气机、转刷表面曝气机的一种或组合。

10.根据权利要求9所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于每个罐体的氧化沟内设有悬浮球形填料和/或MBBR方块填料和/或内置海绵填料的中空球形填料。

11.根据权利要求10所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于填料在氧化沟中的体积容量为15%-30%。

12.根据权利要求7、8、9、10、11之一所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于罐体内的隔板为截面至少有一组对称的波峰和波谷的板体。

13.根据权利要求12所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于隔板为截面为S形的板体或Z字形板体或波浪形板体。

14.根据权利要求7所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于每个罐体内的氧化沟内增设有推流器。

15.根据权利要求7所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于罐体材质为中空缠绕PP。

16.根据权利要求9所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于每个罐体的进水支管上设有电磁/电动阀，连通出水支管的氧化沟出水装置采用可调节电动出水堰，曝气装置的开启与转向、进水支管上电磁/电动阀的启闭、连通出水支管的氧化沟的可调节电动出水堰的启闭及高度，通过PLC控制台由程序设定自动运行。

17.根据权利要求16所述的一种交替连续运行的双罐式氧化沟集成系统，其特征在于可调节电动出水堰的调节高度范围为5cm-30cm之间。