CN113003878A - 一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置及方法 - Google Patents

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朱宇峰
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罗穆喜
张佳男
王昕泽
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Abstract

本发明公开了一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置及方法，装置包括水解酸化池、进水管、出水渠、沉淀池、污泥渠和污泥泵；水解酸化池上半部设沉淀池，沉淀池上方设出水渠，沉淀池下方与污泥渠相连；进水管与污泥泵设在水解酸化池两端；污泥泵进口端连接于污泥渠，污泥泵出口端连接于水解酸化池。含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法采用上述装置进行，包括如下步骤：含泥污水进入水解酸化池并流入沉淀池，在沉淀池中泥水分离，清液经出水渠排出，污泥排入污泥渠，再经污泥泵将污泥部分回流至水解酸化池。本发明兼具水解酸化功能及固液分离功能，同时具有结构简单、污泥就近回收等特点，进一步地，具有较佳的污水可生物降解性，处理效果良好。

Description

一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置及方法
技术领域
本发明属于环境保护领域中的污水处理技术，具体涉及一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置及方法。
背景技术
传统的污水处理工艺一般采用初沉池作为预处理系统用以去除水中悬浮物和颗粒物质，然而初沉池主要依靠物理作用对污水进行处理，无法改善污水的可生化性，其出水中仍含有大量难降解物质，同时初沉池占地面积较大，空间利用率低。
BOD5和CODcr是污水生物处理过程中常用的两个水质指标，用BOD5/CODcr值评价污水的可生化性是广泛采用的一种最为简易的方法，一般情况下，BOD5/CODcr值越大，说明污水可生物处理性越好。污水处理厂的进水根据来源不同，水质具有巨大差别。工业废水相对于城镇生活污水BOD5/CODcr值更小，当进水COD超标时，BOD5与COD比例明显失调，表明进水CODcr中溶解性不可生物降解COD的含量较高，因此污水可生化性不甚理想，单纯采用传统的初沉池进行污水预处理难以满足要求日益严格的污水排放标准，因此我国一些污水厂开始采用水解酸化池作为与处理工艺。
水解酸化池工艺针对进厂污水中工业污水较多，印染、化工等工业污水中难生物降解物质多，有一定色度的问题，通过厌氧菌、兼氧菌的作用，将污水中的不溶性有机物水解为可溶性物质，将大分子难生物降解的物质转化为易于生物降解的物质(如有机酸类)，改善污水的可生化性，为后续的好氧生物处理创造条件，同时色度物质得到部分有效去除，具有优异效能。
目前，水解酸化池和后续的沉淀池普遍是分开建设，因此占地面积大、运行管理复杂，近年来，土地征地费用也在不断增加，污水厂用地受到极大限制，因此，开发一种将水解酸化池与沉淀池耦合的装置，以及实现高负荷、高效率，同时又结构简单、污泥回收方便，是目前需要进一步研究与解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中水解酸化池和沉淀池分开建设占地面积大、运行管理复杂，并且负荷低、效率低，同时又结构复杂、污泥无法就近回流的问题，提供一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置及方法，该装置兼具污水处理中水解酸化池水解酸化功能及沉淀池固液分离功能，减少占地面积，并且具有高负荷、结构简单、污泥就近回收等特点，该方法通过优化上述装置的参数值，使该装置具有较佳的污水可生物降解性，处理效果良好。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
本发明提供一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其包括一水解酸化池，所述水解酸化池包括若干道平行的流动渠道，所述流动渠道包括中部的直道段和两端的弯道段，相邻的所述流动渠道之间通过所述弯道段首尾连接；
其还包括一进水管、一出水渠、一沉淀池、一污泥渠和一污泥泵；所述流动渠道的直道段的上半部设所述沉淀池，所述沉淀池用于对所述含泥污水进行泥水分离，所述沉淀池的上方设置所述出水渠，用于将泥水分离后的清液排出，所述沉淀池的下方通过一吸泥机与所述污泥渠相连；
所述进水管与所述污泥泵分别设置在所述水解酸化池的两端；
所述污泥泵的进口端通过管道连接于所述污泥渠，所述污泥泵的出口端通过管道连接于所述水解酸化池，用于将部分泥水分离后的污泥回流至所述水解酸化池。
所述沉淀池与所述水解酸化池空间耦合，复合改善污水的可生化性和固液分离的功能。所述水解酸化池采用钢筋混凝土结构，可应用于常规地上式及地埋式污水处理厂。
较佳地，所述水解酸化池通过多组平行的所述流动渠道并列连接，形成以所述污泥渠为中心轴的对称结构。
较佳地，所述水解酸化池的中下部设置潜流推进器。所述潜流推进器使得池内为推流和完全混合的流态。
较佳地，所述沉淀池为平流式沉淀池。
较佳地，所述吸泥机为桁车式吸泥机。所述桁车式吸泥机将所述沉淀池的底部的污泥收集至所述污泥渠。所述沉淀池的上清液通过其上方的所述出水渠排出，所述沉淀池的沉泥则通过其下方的所述桁车式吸泥机排入所述污泥渠。
较佳地，所述污泥渠内嵌于所述水解酸化池内。
所述污泥渠和所述污泥泵内嵌于所述水解酸化池内，通过污泥回流和剩余污泥排放，保证池内适宜的污泥浓度和微生物种群。
较佳地，所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置还包括一超越管，所述超越管设在所述进水管的下游。所述超越管用于在污水进水量超过负荷，或者无法正常运转时，将进入的污水不经过处理，直接排出以保证安全。
本发明还提供一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法，其采用上述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置进行，其包括如下步骤：含泥污水经所述进水管进入所述水解酸化池，经所述流动渠道流入所述沉淀池，含泥污水在所述沉淀池中进行泥水分离，其中清液经所述出水渠排出，污泥排入所述污泥渠，再通过所述污泥泵将污泥部分回流至所述水解酸化池。
较佳地，进入所述水解酸化池的含泥污水的流速为0.3m/s。
较佳地，进入所述水解酸化池的含泥污水的污泥浓度为3～6g/L。
较佳地，所述沉淀池的表面负荷为2.5～4m3/(m2·h)。
较佳地，回流至所述水解酸化池的污泥的浓度为6～12g/L。
本发明的积极进步效果在于：
(1)本发明在传统的水解酸化池基础上，将沉淀池与水解酸化池进行了空间上的耦合，因此除水解酸化池外不需要另外占地，大幅度减少污水厂占地面积，减少污水厂土建投资成本。
(2)本发明在污水的可生化性方面效果佳，同时对水解酸化池出水进行固液分离，保证不同阶段不同菌种的有利生长环境。
(3)本发明通过污泥渠、污泥泵房的集约化设计，实现了污泥的就近回流，减少了操作成本。
(4)本发明的装置运行高效、管理便捷，可以有效降低污水厂污水预处理设施的运行管理成本。
(5)本发明可设置于进水水质波动大、工业废水占比大、水质可生化性较差的污水处理厂，可对污水厂进水进行稳定高效地预处理。
附图说明
图1为本发明实施例1中含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置的中层平面图；
图2为本发明实施例1中含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置的下层平面图；
图3为本发明实施例1中含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置的A-A剖面图；
附图标记：
1-进水管；2-超越管；3-水解酸化池；4-污泥渠；5-污泥泵；6-平流沉淀池；7-出水渠；8-流动渠道；9-潜流推进器；10-桁车式吸泥机。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
如图1～图3所示，本发明的实施例1提供一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其包括水解酸化池3、进水管1、出水渠7、平流沉淀池6、污泥渠4、污泥泵5和超越管2，其中水解酸化池3包括若干道平行的流动渠道8，该流动渠道8包括中部的直道段和两端的弯道段，相邻的流动渠道之间通过弯道段首尾连接，水解酸化池3通过多组平行的流动渠道8并列连接，形成以污泥渠4为中心轴的对称结构。
流动渠道8的直道段的上半部设平流沉淀池6，平流沉淀池6用于对含泥污水进行泥水分离，平流沉淀池6的上方设置出水渠7，该出水渠7用于将泥水分离后的清液排出，平流沉淀池6的下方通过桁车式吸泥机10与污泥渠4相连，桁车式吸泥机10将平流沉淀池6的底部的污泥收集至污泥渠4，平流沉淀池6的上清液则通过其上方的出水渠7排出，水解酸化池3的中下部还设置有潜流推进器9，潜流推进器9使得池内为推流和完全混合的流态。
进水管1与污泥泵5分别设置在水解酸化池3的两端，超越管2设在进水管1的下游。超越管2用于在污水进水量超过负荷，或者无法正常运转时，将进入的污水不经过处理，直接排出以保证安全。污泥泵5的进口端通过管道连接于污泥渠4，污泥泵5的出口端通过管道连接于水解酸化池3，污泥泵5用于将部分泥水分离后的污泥回流至水解酸化池3，剩余部分则排出装置外。
平流沉淀池6与水解酸化池3在空间耦合，复合了改善污水的可生化性和固液分离的功能。同时，污泥渠4和污泥泵5内嵌于水解酸化池3内，通过污泥回流和剩余污泥排放，保证池内适宜的污泥浓度和微生物种群。
其中，水解酸化池3采用钢筋混凝土结构，可应用于常规地上式及地埋式污水处理厂。
具有上述结构的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置可设置于城镇污水处理厂预处理区，对污水厂进水进行稳定高效地预处理。
实施例2
本发明实施例2提供一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法，其采用实施例1中的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置进行，其包括如下步骤：
(1)污水自进水管1进入水解酸化池，经过水解酸化池3中流动渠道8的弯道段和直道段直至充满整个装置，并形成定向的流动方向；
(2)打开潜流推进器9，保持水解酸化池3内的污水处于推流和完全混合的流态；
(3)污水经水解酸化后进入平流沉淀池6，在平流沉淀池6中进行污泥与清液的分离，其中清液经出水渠7排出，污泥则通过桁车式吸泥机10排入至污泥渠4，再通过污泥泵房5将污泥进行回流，将部分污泥重新排至水解酸化池3，另一部分污泥排出装置外。
在该含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法中，进入水解酸化池的含泥污水的流速为0.3m/s；进入水解酸化池的含泥污水的污泥浓度为3～6g/L；沉淀池的表面负荷为2.5～4m3/(m2·h)；回流至水解酸化池的污泥的浓度为6～12g/L。
设两座水解酸化池及沉淀池，单座设计流量Q＝50000m3/d，水解酸化池单池体积20847m3，平流式沉淀池单池体积4342m3。水解酸化池停留时间HRT＝8hr，有效水深H＝8.0m，沉淀池停留时间(平均流量)HRT＝1.0hr，设计进水COD＝500mg/L、BOD＝200mg/L，在该条件下，处理后污水的COD可降低100mg/L，其中包括80mg/L不可生物降解COD，有效提升了污水可生物降解性，处理效果良好。

Claims (9)

1.一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其包括一水解酸化池，所述水解酸化池包括若干道平行的流动渠道，所述流动渠道包括中部的直道段和两端的弯道段，相邻的所述流动渠道之间通过所述弯道段首尾连接，
其特征在于，其还包括一进水管、一出水渠、一沉淀池、一污泥渠和一污泥泵；
所述流动渠道的直道段的上半部设所述沉淀池，所述沉淀池用于对所述含泥污水进行泥水分离，所述沉淀池的上方设置所述出水渠，用于将泥水分离后的清液排出，所述沉淀池的下方通过一吸泥机与所述污泥渠相连；
所述进水管与所述污泥泵分别设置在所述水解酸化池的两端；
所述污泥泵的进口端通过管道连接于所述污泥渠，所述污泥泵的出口端通过管道连接于所述水解酸化池，用于将部分泥水分离后的污泥回流至所述水解酸化池。
2.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述水解酸化池通过多组平行的所述流动渠道并列连接，形成以所述污泥渠为中心轴的对称结构。
3.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述水解酸化池的中下部设置潜流推进器。
4.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述沉淀池为平流式沉淀池。
5.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述吸泥机为桁车式吸泥机。
6.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述污泥渠内嵌于所述水解酸化池内。
7.如权利要求1所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置，其特征在于，所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置还包括一超越管，所述超越管设在所述进水管的下游。
8.一种含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法，其特征在于，其采用如权利要求1～7中任一项所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合装置进行，其包括如下步骤：含泥污水经所述进水管进入所述水解酸化池，经所述流动渠道流入所述沉淀池，含泥污水在所述沉淀池中进行泥水分离，其中清液经所述出水渠排出，污泥排入所述污泥渠，再通过所述污泥泵将污泥部分回流至所述水解酸化池。
9.如权利要求8所述的含泥污水的沉淀与水解酸化耦合方法，其特征在于，
进入所述水解酸化池的含泥污水的流速为0.3m/s；
进入所述水解酸化池的含泥污水的污泥浓度为3～6g/L；
所述沉淀池的表面负荷为2.5～4m3/(m2·h)；
回流至所述水解酸化池的污泥的浓度为6～12g/L。
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