CN110510741A - 一种内循环式污水处理氧化沟 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种内循环式污水处理氧化沟，属于污水处理技术领域，特别是涉及一种内循环式污水处理氧化沟。解决了现有氧化沟氮磷的去除效果差、出水排放标准低的问题，有效提高化学需氧量的去除效率。它包括厌氧区、缺氧区、好氧区和内循环控制闸门，所述厌氧区与缺氧区相连，连接处设置有进水口，所述缺氧区与好氧区相连，连接处设置有循环通道和回流通道，所述回流通道上设置有内循环控制闸门。它主要用于污水的处理。

Description

一种内循环式污水处理氧化沟

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别是涉及一种内循环式污水处理氧化沟。

背景技术

传统氧化沟工艺不存在回流液返回到缺氧段，无法使硝化液内回流至缺氧段，进行反硝化反应。而针对多数氧化沟运行中在厌氧段已将大部分有机物化学需氧量去除的现象，即使硝化液内回流至缺氧段，碳源已不足以支持有效的反硝化。在实际运行中实测的数据表明，缺氧段已将有机物化学需氧量降至接近出水要求水质，水中有机物化学需氧量值偏低，但总氮偏高，碳源无法满足反硝化反应的需求，且缺氧段溶解氧偏高，致使总氮去除量甚微。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种内循环式污水处理氧化沟。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种内循环式污水处理氧化沟，它包括厌氧区、缺氧区、好氧区和内循环控制闸门，所述厌氧区与缺氧区相连，连接处设置有进水口，所述缺氧区与好氧区相连，连接处设置有循环通道和回流通道，所述回流通道上设置有内循环控制闸门，所述厌氧区上开设有原水入口，所述厌氧区内设置有导流墙，所述导流墙沿氧化沟宽度方向设置在原水入口和进水口之间，所述缺氧区沿长度方向设有进水点，原水分为两路，一路通过原水入口进入厌氧区，另一路通过进水点进入缺氧区，所述缺氧区内沿长度方向中心线设置第一分隔墙，所述缺氧区与好氧区沿长度方向连接处为第二分隔墙，所述好氧区采用圆角池型，所述好氧区内沿长度方向中心线设置有与好氧区池型相同的第三分隔墙，所述第一分隔墙、第二分隔墙和第三分隔墙外侧均设置有内循环弯道，所述内循环弯道为圆弧形且在宽度方向上偏心设置，所述好氧区沿氧化沟长度方向等距设置有多个曝气管路，所述曝气管路与鼓风机相连，通过调控曝气管路阀门的开启度及鼓风机的曝气量，使好氧区内溶解氧浓度指标递减，所述好氧区末端设置有出水口。

更进一步的，所述导流墙数量为多个。

更进一步的，所述进水点沿缺氧区长度方向设置多个。

更进一步的，所述进水点分别设置在缺氧区首端、沿长度方向1/5和2/5处，进水比例范围为20％-50％。

更进一步的，所述好氧区沿长度方向1/4-3/4位置设置亲和性组合填料。

更进一步的，所述亲和性组合填料包括悬浮球和聚氨酯。

更进一步的，所述多个曝气管路沿好氧区长度方向间隔25％距离设置，溶解氧按3mg/L、2.5mg/L、2mg/L、1mg/L浓度指标递减。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：解决了现有氧化沟氮磷的去除效果差、出水排放标准低的问题，有效提高化学需氧量的去除效率。本发明改变了硝化液的回流方式，在缺氧区和好氧区之间墙体上开洞，设置内循环控制阀门，使氧化沟好氧区末端的硝化液返回至缺氧区的起始位置，形成反向回流，为反硝化反应提供氮源，调节内回流水量可控范围为100％～200％；调控进水位置，将有机负荷进行合理分配，采用架设管线方式，增加泵体功能，将原水引入缺氧区，使缺氧区有较充足的碳源供反硝化之需，确保缺氧段碳源充足，既降低了出水总氮，同时此过程能够去除有机物化学需氧量，降低好氧能耗；改变氧化沟曝气方式，合理控制曝气量，沿池长方向进行溶解氧梯度控制，使供氧量即满足好氧反应需求又不增加缺氧段溶解氧，满足反硝化菌优质生存环境；增加优质亲和性组合填料，提高好氧系统内微生物菌群数量，稳定控制出水化学需氧量指标，可在不增加好氧池容积的前提下增加微生物浓度3000～5000mg/l，达到稳定好氧反应效果的目的。本发明通过简单的结构在未加入任何药剂的前提下，通过工艺控制手段，更好的降低出水总氮指标，出水达到准Ⅳ类标准，达到出水排放标准。

附图说明

图1为本发明所述的一种内循环式污水处理氧化沟结构示意图

1-厌氧区，2-缺氧区，3-好氧区，4-内循环控制闸门，5-原水入口，6-进水口，7-导流墙，8-第一分隔墙，9-第二分隔墙，10-第三分隔墙，11-进水点，12-出水口

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地阐述。

参见图1说明本实施方式，一种内循环式污水处理氧化沟，它包括厌氧区1、缺氧区2、好氧区3和内循环控制闸门4，所述厌氧区1与缺氧区2相连，连接处设置有进水口6，所述缺氧区2与好氧区3相连，连接处设置有循环通道和回流通道，所述回流通道上设置有内循环控制闸门4，所述厌氧区上开设有原水入口5，所述厌氧区1内设置有导流墙7，所述导流墙7沿氧化沟宽度方向设置在原水入口5和进水口6之间，所述缺氧区2沿长度方向设有进水点11，原水分为两路，一路通过原水入口5进入厌氧区1，另一路通过进水点11进入缺氧区2，所述缺氧区2内沿长度方向中心线设置第一分隔墙8，所述缺氧区2与好氧区3沿长度方向连接处为第二分隔墙9，所述好氧区3采用圆角池型，所述好氧区3内沿长度方向中心线设置有与好氧区3池型相同的第三分隔墙10，所述第一分隔墙8、第二分隔墙9和第三分隔墙10外侧均设置有内循环弯道，所述内循环弯道为圆弧形且在宽度方向上偏心设置，所述好氧区3沿氧化沟长度方向等距设置有多个曝气管路，所述曝气管路与鼓风机相连，通过调控曝气管路阀门的开启度及鼓风机的曝气量，使好氧区3内溶解氧浓度指标递减，所述好氧区3末端设置有出水口12。

水体中总氮去除机理为：总氮包括有机氮、氨氮、硝态氮。有机氮在有氧条件下经过氨化菌的作用生成氨氮，氨氮在有氧条件下经过氨化菌的作用生成硝态氮，硝态氮在厌氧条件下经过反硝化菌的作用在碳源充足的情况下生成氮气，释放到大气中，变为无色无味无毒的气体排出。水体中总磷去除机理为：水体除磷主要有生物除磷和化学除磷两大类。城市污水采用生物除磷为主，必要时辅以化学除磷作为补充，以确保出水磷浓度满足排放标准的要求，并尽可能地减少加药量，降低处理成本。化学除磷主要是向污水中投加药剂，使药剂与水中溶解性磷酸盐形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离使磷从污水中除去。化学除磷的优点是工艺简单，除加药设备外不需要增加其它设施，因此特别适用于旧厂改造。其缺点是药剂消耗量大，剩余污泥量增加，浓度降低，体积增大，使污泥处理的难度增加，同时还要消耗水中碱度，影响氨氮硝化。生物除磷是污水中的聚磷菌在厌氧条件下，受到压抑而释放出体内的磷酸盐，产生能量用以吸收快速降解有机物，同时产生三磷酸腺苷，并利用三磷酸腺苷将污水中的脂肪酸等有机物摄入细胞，以聚β羟丁酸的形式储存起来。当这些聚磷菌进入好氧条件下时就降解体内储存的聚β羟丁酸产生能量，用于细胞的合成和吸磷，形成高浓度的含磷污泥，随剩余污泥一起排出系统，从而达到除磷的目的。生物除磷的优点在于不增加剩余污泥量，处理成本较低。缺点是为了避免剩余污泥中磷的再次释放，对污泥处理工艺的选择有一定的限制。生物除磷工艺的前提条件是聚磷菌必须在厌氧条件下受到抑制，而后进入好氧阶段才能增大磷的吸收量。因此，污水除磷的处理工艺必须在曝气池前设置厌氧段。生物除磷并非厌氧时间越长越好，同时在运行管理中要避免pH的冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，这主要是由于pH降低时，会导致细胞结构和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷的快速释放。

本实施例原水通过原水入口5进入厌氧区1，经过导流墙7均匀分配后通过进水口6进入缺氧区2，同时原水通过进水点11进入缺氧区2，使缺氧区有较充足的碳源供反硝化之需，降低出水总氮，去除有机物化学需氧量，缺氧区2内的水在第一分隔墙8和内循环弯道的作用下，在缺氧区2内进行循环，然后通过循环通道进入好氧区3，沿池长方向进行溶解氧梯度控制，使供氧量即满足好氧反应需求又不增加缺氧段溶解氧，满足反硝化菌优质生存环境，在缺氧区和好氧区之间墙体上开洞，设置内循环控制阀门，使氧化沟好氧区末端的硝化液返回至缺氧区的起始位置，为反硝化反应提供氮源，在第二分隔墙9、第三分隔墙10、内循环弯道和内循环控制阀门的作用下，水在氧化沟内进行循环，充分反应并满足排放标准后通过出水口12排出。

本实施例所述导流墙7数量为多个，保证厌氧区1内水能够均匀分配，所述进水点11沿缺氧区2长度方向设置多个，所述进水点11分别设置在缺氧区2首端、沿长度方向1/5和2/5处，进水比例范围为20％-50％，确保缺氧区2碳源充足，所述好氧区3沿长度方向1/4-3/4位置设置亲和性组合填料，所述亲和性组合填料包括悬浮球和聚氨酯，可在不增加好氧区3容积的前提下增加微生物浓度3000～5000mg/l，达到稳定好氧反应效果的目的，多个曝气管路沿好氧区3长度方向间隔25％距离设置，溶解氧按3mg/L、2.5mg/L、2mg/L、1mg/L浓度指标递减，通过调控曝气管路阀门开启度及鼓风机曝气量，使好氧区3内溶解氧浓度指标递减。

溶解氧对化学需氧量去除的影响：有机物是通过微生物的吸附和降解作用去除的，碳的去除途径较多，微生物正常生长代谢及反硝化脱氮过程、生物除磷过程都对碳源有需求，根据厌氧区1、缺氧区2、好氧区3对化学需氧量去除比例的测定，化学需氧量主要去除发生在厌氧区1，厌氧区1平均去除比例为75.71％，其中最高能达到92.71％；缺氧区2平均化学需氧量去除比例为13.22％，好氧区3的平均化学需氧量去除比例仅占到11.07％。化学需氧量的去除主要集中在厌氧区1，当进水与回流污泥在厌氧区1混合后，化学需氧量快速降低，这是由于以下几个方面造成的：1.原水进入厌氧反区1被回流污泥稀释；2.活性污泥较强的吸附作用会快速吸收污水中的有机物而使液相中溶解性有机物迅速下降；3.从二沉池回流到厌氧区1的污泥处于内源呼吸期，进水与污泥回流混合后，厌氧区1相当于作为一个高负荷混合区，化学需氧量快速降解，微生物在厌氧区1大量繁殖；4.回流污泥携带的硝酸氮在厌氧区1反硝化会消耗化学需氧量；5.聚磷菌吸收挥发性脂肪酸等形式有机物转化为细胞内含物PHA。根据监测结果，厌氧区1出水化学需氧量平均为62.74mg/L，缺氧区2出水化学需氧量平均为33.11mg/L，因此在好氧区3的化学需氧量污泥负荷很低，好氧区3无需保持较高的溶解氧。综上，单纯考虑有机物的去除效果，好氧区3平均溶解氧浓度为1mg/L时，即好氧末端溶解氧为2mg/L,去污能力没有受到影响，系统为了降低能耗，完全可以采取相对较低的曝气量。

溶解氧对脱氮性能的影响：溶解氧对生物脱氮中硝化反应和反硝化反应都有重要的影响，因为硝化过程需要充足的供氧，若供氧不足，则硝化难以完成，进而影响进一步反硝化反应的进行，但是溶解氧浓度不宜过高，否则溶解氧会随着内回流进入缺氧区2，破坏缺氧环境影响反硝化效果。改变溶解氧浓度的过程中，氨氮的总体去除率变化不大，出水氨氮浓度保持在1mg/L以下，已经远远低于地表水准Ⅳ中规定的3mg/L。原因是进水氨氮负荷偏低，进行良好的硝化反应对溶解氧的需求不高。此外，根据测定氨氮在不同区域的去除比例，氨氮的去除主要发生在厌氧区1，其比例在40.2％～62.28％之间变化；缺氧区2承担的氨氮去除比例随着溶解氧浓度的降低由50.98％降到了20％以下，缺氧区2平均出水氨氮浓度为2.05mg/L；好氧区3仅仅承担了20％～30％的比例。以上结果表明，厌氧区1受进水和回流污泥中携带的溶解氧影响，已经有大部分氨氮发生了硝化反应；而因内回流会携带部分溶解氧进入缺氧区2，因此一部分氨氮在缺氧区2被去除，而且随着好氧区3溶解氧的降低，进入缺氧区2的溶解氧减少，因此缺氧区2的氨氮去除率下降，但是缺氧区2平均出水氨氮仍然能稳定的达到地表水准Ⅳ类的要求；到了最后阶段的好氧区3，仅仅承担一小部分氨氮，所以即使平均DO为1mg/L时，氨氮浓度仍保持小于0.8mg/L的水平。

溶解氧对总磷的去除：好氧区3平均溶解氧由3mg/L降到1mg/L时，随着溶解氧的降低，总磷平均去除率由62.21％、71.71％提高到76.03％，出水总磷浓度也有0.87mg/L，0.74mg/L降到0.4mg/L。从总磷在不同区域的去除比例可以看出，随着溶解氧降低，总磷在厌氧区的去除比例上升。总磷去除率随着溶解氧降低而升高的原因是出水中带入二沉池的溶解氧低，回流到厌氧池的污泥在二沉池底部可能发生了释磷作用，所以在厌氧区有更多的磷被吸收，提高了磷的去除率。

以上对本发明所提供的一种内循环式污水处理氧化沟，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：它包括厌氧区(1)、缺氧区(2)、好氧区(3)和内循环控制闸门(4)，所述厌氧区(1)与缺氧区(2)相连，连接处设置有进水口(6)，所述缺氧区(2)与好氧区(3)相连，连接处设置有循环通道和回流通道，所述回流通道上设置有内循环控制闸门(4)，所述厌氧区上开设有原水入口(5)，所述厌氧区(1)内设置有导流墙(7)，所述导流墙(7)沿氧化沟宽度方向设置在原水入口(5)和进水口(6)之间，所述缺氧区(2)沿长度方向设有进水点(11)，原水分为两路，一路通过原水入口(5)进入厌氧区(1)，另一路通过进水点(11)进入缺氧区(2)，所述缺氧区(2)内沿长度方向中心线设置第一分隔墙(8)，所述缺氧区(2)与好氧区(3)沿长度方向连接处为第二分隔墙(9)，所述好氧区(3)采用圆角池型，所述好氧区(3)内沿长度方向中心线设置有与好氧区(3)池型相同的第三分隔墙(10)，所述第一分隔墙(8)、第二分隔墙(9)和第三分隔墙(10)外侧均设置有内循环弯道，所述内循环弯道为圆弧形且在宽度方向上偏心设置，所述好氧区(3)沿氧化沟长度方向等距设置有多个曝气管路，所述曝气管路与鼓风机相连，通过调控曝气管路阀门的开启度及鼓风机的曝气量，使好氧区(3)内溶解氧浓度指标递减，所述好氧区(3)末端设置有出水口(12)。

2.根据权利要求1所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述导流墙(7)数量为多个。

3.根据权利要求1所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述进水点(11)沿缺氧区(2)长度方向设置多个。

4.根据权利要求3所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述进水点(11)分别设置在缺氧区(2)首端、沿长度方向1/5和2/5处，进水比例范围为20％-50％。

5.根据权利要求1所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述好氧区(3)沿长度方向1/4-3/4位置设置亲和性组合填料。

6.根据权利要求5所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述亲和性组合填料包括悬浮球和聚氨酯。

7.根据权利要求1所述的一种内循环式污水处理氧化沟，其特征在于：所述多个曝气管路沿好氧区(3)长度方向间隔25％距离设置，溶解氧按3mg/L、2.5mg/L、2mg/L、1mg/L浓度指标递减。