CN214571015U - 一体化斜板氧化沟污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一体化斜板氧化沟污水处理装置，基于上/下流向的往复式循环水道的区域划分，包括好氧单元、斜板沉淀单元、汽提单元和缺氧单元；好氧单元包括顺序连通的：曝气循环流化床升流区、曝气循环流化床降流区和汽提升流区；于曝气循环流化床升流区内底部布置微孔曝气盘进行供氧并推动流化床循环；斜板沉淀单元包括出水升流区；于出水升流区顶部布置斜板沉淀区及出水溢流堰以使斜板沉淀区上清液溢流排出；汽提单元包括：布置于汽提升流区底部的穿孔曝气管、布置于汽提升流区与微氧降流区交界的汽提加强板和调节堰板；缺氧单元包括顺序连通的：第一缺氧升流区、第一缺氧降流区、第二缺氧升流区和第二缺氧降流区。

Description

一体化斜板氧化沟污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一体化斜板氧化沟污水处理装置。

背景技术

在污水处理领域中，相对于化学法和物理化学法，生物活性污泥法因其处理效果好、运行成本低而被广泛应用。目前，常用的活性污泥法包括SBR、AO、CASS、MABR、氧化沟等工艺，其中氧化沟工艺具有出水水质好、抗冲击能力强、运行稳定等优点，在城市和工业废水处理中都得到广泛应用。氧化沟的基本特征是泥水混合液呈现连续循环回流，工艺流态具有推流式和完全混合式双重特点，对于需要具有脱氮功能的氧化沟，缺氧区一般通过低氧曝气搅拌或者机械搅拌实现泥水充分混合。

然而，目前的氧化沟工艺仍有待改进。实用新型人发现：

1、虽然，传统的氧化沟工艺实现处理效果好、运行稳定、抗冲击负荷强等优点，但需要低的容积负荷和较长的污泥龄作为保障，这导致该工艺体积大、占地面积大，且运行能耗高。

2、氧化沟出水在二沉池中进行固液分离，传统福流式二沉池或平流式二沉池占地面积大、造价高，而且沉淀污泥需要通过污泥回流泵回流至氧化沟，增加管线建设和设备配置成本。

3、氧化沟的循环回流动力一般来自于推流器、表面曝气机、曝气转刷或转盘，这几种形式运行能耗较高，并且无法对氧化沟的循环回流比等工艺参数进行灵活调控，无法保证出水总氮稳定达标排放。

实用新型内容

本实用新型的技术方案是：提出一种一体化斜板氧化沟污水处理装置，该装置可以有效减少装置占地面积、节省回流泵配置、减少曝气量、降低运行能耗；灵活调节工艺运行参数。

本方案中涉及的一种一体化斜板氧化沟污水处理装置，其基于上/下流向的往复式循环水道的基础上，根据其功能模块可以划分为好氧单元、斜板沉淀单元、汽提单元和缺氧单元。相应的，往复式循环水道在沿环线水流方向依次划分为：好氧区、斜板沉淀区、汽提单元、微氧区、缺氧区。其中，

好氧单元包括微孔曝气盘、曝气循环流化床升流区、曝气循环流化床降流区和汽提升流区等组成。

具体的，曝气循环流化床升流区为一个液体流动方向自下而上的区域，曝气循环流化床升流区相邻两侧分别为曝气循环流化床降流区和第二缺氧降流区。流体的流经方向是从第二缺氧降流区自上而下从曝气循环流化床升流区的底部流入，顺着曝气循环流化床升流区内自下而上流动进入曝气循环流化床降流区。在曝气循环流化床升流区内布置了微孔曝气盘以进行供氧并推动流化床循环。具体的是，曝气循环流化床降流区内布置有微孔曝气盘以形成曝气循环流化床形式；微孔曝气盘之间布置有导流板以形成区域分隔。

斜板沉淀单元包括出水升流区、斜板沉淀区和出水溢流堰等组成。

具体的，出水升流区也是一个液体流动方向自下而上的区域，其可以看做是在曝气循环流化床降流区中分隔出的一个独立流道。曝气循环流化床降流区中的流体自上而下流入后再进入出水升流区中向上流动，于出水升流区顶部布置斜板沉淀区及出水溢流堰以使斜板沉淀区上清液溢流排出。

斜板沉淀区对泥水混合液进行沉淀后，上清液通过出水溢流堰溢出，从而排出。斜板沉淀区包括多块呈倾斜布置的不等长斜板，且倾斜方向以出水升流区内水流的顺方向倾斜50~60°。流体自下而上流动，达到倾斜的斜板，从斜板的下端向上蔓延，泥水混合液在相邻的斜板之间进行沉淀，沉淀的污泥沿斜板向下滑落，上清液向上流动到达出水溢流堰。一般的，相邻斜板之间的间距为50~150mm，以实现良好的沉淀分离效果。斜板的顶部为水平放置的出水溢流堰，出水溢流堰的上缘处呈锯齿形，上清液通过溢流堰后由出水口排出。

值得注意的是，以曝气循环流化床降流区的底部连通情况为基础，曝气循环流化床降流区的底部是包括三个连通方向，第一与曝气循环流化床升流区的底部连通后向曝气循环流化床升流区循环；第二与汽提升流区连通后流体向上进入汽提升流区进行循环，第三与出水升流区连通后流体向上进入斜板沉淀区。因此，曝气循环流化床升流区内的微孔曝气盘不仅能够为污泥提供氧气，还能够增加循环，增加循环的作用就是能够提高沉淀效果，而且在一定程度上可以控制流体的循环回流比。

汽提单元包括穿孔曝气管、汽提加强板和调节堰板等组成。

具体的，穿孔曝气管布置于汽提升流区的底部，从曝气循环流化床降流区的底部进入汽提升流区的泥水混合液在气泡的作用下由下而上运动。在汽提升流区上部与相邻的微氧降流区连通，在此连通口处布置汽提加强板和调节堰板。汽提加强板实施为倾斜布置的导向板，其作用是将气泡提升的泥水混合液导向连通口处，从而进入微氧降流区。一般的，汽提加强板的倾斜角度布置在30~70°，能够强化汽提作用，在相对低的曝气量条件下仍然实现对氧化沟循环的汽提推流效果。在连通口上则布置调节堰板，调节堰板采用活动式安装方式。具体的，布置在连通口的下缘，可以向上调节起到控制连通口大小，从而实现调节循环回流量的效果。

缺氧单元，包括缺氧升流区和缺氧降流区等组成。具体的，则包括顺序连通的：第一缺氧升流区、第一缺氧降流区、第二缺氧升流区和第二缺氧降流区。第一缺氧升流区与微氧降流区顺序连通，第二缺氧降流区与曝气循环流化床升流区顺序连通。

进水口设置两处，分别位于微氧区前后，微氧降流区处于汽提升流区后段，根据实际脱氮需要改变进水位置，在碳源不足时进水口设在微氧降流区之后避免进水中的碳源优先被微氧区中的溶解氧氧化分解，在碳源充足时进水口设在微氧区之前及时消耗缺氧单元进水溶解氧以避免溶解氧对缺氧反硝化脱氮过程造成不利影响。

本方案装置其在平面布置上可以呈环形结构，即通过两个往复式循环水道以结构顺序相反方向并排呈中心对称式布置。并列布置后的两个往复式循环水道之间以自身的第二缺氧降流区与对方的第二缺氧升流区相连通实现流体循环。这种环状布置的作用在于提高循环效果，而且布置本身能够最大化的节约布局面积。更为重要的是，能够体现往复式循环流道的效果，尤其是对于系统流态控制及稳定沉淀环境等方面起到显著的作用。

优选的是，本装置还包括缺氧内循环单元，缺氧内循环单元基于汽提单元提供的流体循环动力从缺氧单元向汽提升流区循环回流，以实现一体化设置。缺氧内循环单元包括缺氧内循环管、阀门，缺氧内循环单元的作用在于氧化沟需要较低循环回流比运行时控制缺氧单元内流体的垂直流速不低于10m/h。

优选的是，缺氧单元内流体的流速范围为10m/h~20m/h，氧化沟循环回流比范围为5~20。

优选的是，好氧单元与缺氧单元容积比为2:1~2:3，出水升流区上升流速0.6~0.8m/h，斜板沉淀区表面负荷0.1~0.2m/h。

本实用新型的优点是：

1、通过对氧化沟和斜板沉淀池的合理组合集成实现一体化设置，有效减少装置占地面积，并节省污泥回流泵和内回流泵配置，同时降低管线安装费用和建设成本。

2、利用穿孔管曝气形成充氧、汽提双重作用，并通过设置汽提加强板增加氧化沟循环动力，减少曝气量，降低运行能耗；同时通过独立的缺氧内循环系统实现工艺运行参数的灵活调节。

3、本装置解决了现有氧化沟污水处理工艺占地面积大，建设成本高，运行能耗高，工艺运行参数调控不灵活等问题。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为一体化斜板氧化沟污水处理装置的剖面结构示意图；

图2为一体化斜板氧化沟污水处理装置的结构分区示意图；

图3为一体化斜板氧化沟污水处理装置的平面结构示意图；

其中，1、第二缺氧降流区；2、曝气循环流化床升流区；3、曝气循环流化床降流区；4、出水升流区；5、汽提升流区；6、微氧降流区；7、第一缺氧升流区；8、第一缺氧降流区；9、第二缺氧升流区；10、导流板；11、微孔曝气盘；12、穿孔曝气管；13、斜板沉淀区；14、出水溢流堰；15、出水口；16、汽提加强板；17、汽提调节堰板；18、第一进水口；19、第二进水口；20、缺氧内循环管；21、阀门；22、排泥口；110、好氧单元；120、斜板沉淀单元；130、汽提单元；140、缺氧单元；210、缺氧内循环单元。

具体实施方式

实施例1：

如图1所示，该一体化斜板氧化沟污水处理装置平面为环形结构，基于上/下流向的往复式循环水道的区域划分为：好氧区、斜板沉淀区、汽提区、微氧区、缺氧区。

如图2所示，该一体化斜板氧化沟污水处理装置平面为环形结构，平面布置上呈中心点对称。其中，具体包括：好氧单元110、斜板沉淀单元120、汽提单元130、缺氧单元140和缺氧内循环单元210。

好氧单元110由微孔曝气盘11、曝气循环流化床升流区2、曝气循环流化床降流区3和汽提升流区5组成。

斜板沉淀单元120由出水升流区4、斜板沉淀区13和出水溢流堰14组成。

汽提单元130由穿孔曝气管12、汽提升流区5、汽提加强板16和调节堰板17组成。

缺氧单元140由第一缺氧升流区7、第一缺氧降流区8、第二缺氧升流区9和第二缺氧降流区1组成。

如图3所示，缺氧内循环单元210由汽提单元130提供内循环动力，通过缺氧内循环管20回流至汽提升流区5，并利用阀门21调节循环流量。

基于上述结构，本装置通过合理组合集成实现一体化斜板氧化沟污水处理装置，有效减少装置占地面积，并节省污泥回流泵和内回流泵配置，同时降低管线安装费用和建设成本；利用穿孔管曝气形成充氧、汽提双重作用，并通过设置汽提加强板增加氧化沟循环动力，减少曝气量，降低运行能耗；同时通过独立的缺氧内循环单210元实现工艺运行参数的灵活调节。

实施例2：

如图1所示，好氧单元110中的曝气循环流化床升流区2和曝气循环流化床降流区3在微孔曝气盘11的曝气作用推动下保持循环流化状态，该循环流化状态可以对斜板沉淀单元120底部区域进行良好的混合搅拌，防止污泥沉积。同时，循环流化床可以增加固液相对流速，提高传质速率。

斜板沉淀单元120设置出水升流区4，出水升流区4具有缓冲作用，可以有效降低曝气循环流化床降流区3对斜板沉淀区13造成的扰动，保证斜板沉淀区13良好的泥水分离效果。

斜板沉淀区13中的斜板采用非等长形式，可以优化斜板沉淀单元120结构形式以更好的与氧化沟结合集成。

出水溢流堰14采用分段设置，且各段高度可独立调节，以使各斜板表面负荷均匀。

微氧降流区6为非曝气区，其溶解氧来自于汽提升流区混合液的剩余溶解氧。

第一进水口18、第二进水口19分别在微氧降流区前后，在缺氧反硝化脱氮碳源不足时由微氧降流区之后的第二进水口19进水，以避免进水中的碳源优先被微氧降流区中的溶解氧所氧化分解。

在碳源充足时，由微氧降流区之前的第一进水口18进水，利用微氧降流区中的溶解氧氧化分解有机物，降低好氧单元110的有机负荷，同时为缺氧单元140反硝化脱氮提供更好的缺氧环境。

本实施例中的缺氧单元140采用折流形式，无需机械搅拌，缺氧单元140中各升流区、降流区垂直流速不低于10m/h。在氧化沟需要控制较低的循环回流比以进行更好的硝化反应时，缺氧单元140由于流量减小造成垂直流速降低而导致污泥沉积，该情况可以通过开启独立的缺氧内循环单元提高缺氧单元140循环流量以保证其垂直流速不低于10m/h。

在汽提升流区与缺氧单元140末端的密度差以及汽提产生的负压作用下，第二缺氧降流区1混合液回流至汽提单元130，缺氧单元140循环流量增加避免污泥沉积。缺氧内循环管20设置阀门21，可以灵活调节氧化沟与缺氧单元140相对循环回流量。

实施例3：

废水经第一进水口18或第二进水口19进入一体化斜板氧化沟污水处理装置，沿氧化沟环流方向经第一缺氧升流区7、第一缺氧降流区8、第二缺氧升流区9、第二缺氧降流区1进入好氧单元110的曝气循环流化床升流区2。

废水中的氨氮在好氧单元110中进行硝化反应生成硝态氮，同时部分有机物污染物被氧化分解。混合液经曝气循环流化床降流区3大部分回流至曝气循环流化床升流区2参与流化床循环过程，一部分混合液在汽提单元130的汽提作用下参与氧化沟的循环回流，剩余部分进入出水升流区4，在斜板沉淀区13进行固液分离后上清液经出水溢流堰14和出水口15排出。

含硝态氮的混合液经汽提单元130推流至缺氧区后与进水中的碳源进行缺氧反硝化脱氮，在氧化沟循环推流作用下混合液进入中心点对称的另一侧曝气循环流化床升流区2，并重复上述过程，形成氧化沟的循环回流。

如图1所示，本实用新型与现有技术相比的不同之处还在于：好氧单元110主体采用曝气循环流化床形式，该形式可以使得斜板沉淀单元120底部非曝气区形成好氧环境，同时对该区域进行良好的混合搅拌避免污泥沉积。曝气循环流化床形成独立的循环系统，且流向与氧化沟循环方向一致，减小了氧化沟循环回流阻力，同时微孔曝气盘11的曝气过程对第二缺氧降流区1起到一定的汽提作用，可以促进氧化沟循环回流，并进一步降低汽提单元130的曝气能耗。

实施例4

该装置平面结构中心点对称，好氧单元110与缺氧单元140间隔配置，装置自身形成两级AO工艺，更有利于脱氮的进行。同时，配置缺氧内循环单元210可以解决氧化沟因工艺需要降低循环回流比所导致的缺氧单元140污泥沉积的问题。

本实施例提出的一体化斜板氧化沟污水处理装置，解决了现有氧化沟污水处理工艺占地面积大，建设成本高，运行能耗高，工艺运行参数调控不灵活等问题。本实用新型公开的技术通过对氧化沟和斜板沉淀池的合理组合集成实现一体化设置，有效减少装置占地面积，并节省污泥回流泵和内回流泵配置，同时降低管线安装费用和建设成本；利用穿孔管曝气形成充氧、汽提双重作用，并通过设置汽提加强板增加氧化沟循环动力，减少曝气量，降低运行能耗；同时通过独立的缺氧内循环单元实现工艺运行参数的灵活调节。

以下，借助一组实验数据以说明本实用新型方案的效果优势：

好氧单元与缺氧单元容积比	出水升流区上升流速	斜板沉淀区表面负荷	缺氧单元垂直流速	氧化沟循环回流比
					2:1	0.6m/h	0.1m/h	10m/h	5
1:1	0.7m/h	0.15m/h	15m/h	12
					1:2	0.8m/h	0.2m/h	20m/h	20

以实际城市生活废水为原水，水温25~28℃，参考上述一体化斜板氧化沟工艺运行参数：其中，HRT 6.5h，好氧单元与缺氧单元容积比为1:1，出水升流区上升流速0.7m/h，斜板沉淀区表面负荷0.2m/h。另外，运行过程好氧区溶解氧控制在1.4~1.8mg/L。

如下表所示：

结论：由表1可知，经上述一体化斜板氧化沟处理后，出水COD＜50mg/L、氨氮＜5mg/L、总氮＜15mg/L、SS＜10mg/L。工艺出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A排放标准。

本实用新型实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型的。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型的所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一体化斜板氧化沟污水处理装置，基于上/下流向的往复式循环水道的区域划分，其特征在于：包括好氧单元、斜板沉淀单元、汽提单元、缺氧单元和缺氧内循环单元；

好氧单元，包括顺序连通的：曝气循环流化床升流区、曝气循环流化床降流区和汽提升流区；于曝气循环流化床升流区内底部布置微孔曝气盘进行供氧并推动流化床循环；

斜板沉淀单元，包括出水升流区；于出水升流区顶部布置斜板沉淀区及出水溢流堰以使斜板沉淀区上清液溢流排出；

汽提单元，包括：布置于所述汽提升流区底部的穿孔曝气管、布置于所述汽提升流区与微氧降流区交界的汽提加强板和调节堰板；

缺氧单元，包括顺序连通的：第一缺氧升流区、第一缺氧降流区、第二缺氧升流区和第二缺氧降流区；所述第一缺氧升流区与所述微氧降流区顺序连通；所述第二缺氧降流区与所述曝气循环流化床升流区顺序连通。

2.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述斜板沉淀区包括多块呈倾斜布置的不等长斜板，且倾斜方向以所述出水升流区内水流的顺方向倾斜50~60°。

3.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：包括两个往复式循环水道以结构顺序相反方向并排呈中心对称式布置；并列布置后的两个往复式循环水道之间以自身的第二缺氧降流区与对方的第二缺氧升流区相连通实现流体循环。

4.根据权利要求1或3所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述缺氧内循环单元基于所述汽提单元提供的流体循环动力从所述缺氧单元向所述汽提升流区循环回流。

5.根据权利要求4所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述缺氧内循环单元包括缺氧内循环管、阀门。

6.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述曝气循环流化床降流区内布置有所述微孔曝气盘以形成曝气循环流化床形式；微孔曝气盘之间布置有导流板以形成循环导流。

7.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述汽提加强板倾斜布置以向所述微氧降流区进行汽泡导流；所述调节堰板位于所述微氧降流区与所述汽提升流区的连通口处，所述调节堰板采用活动布置以调节连通口的大小。

8.根据权利要求4所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述缺氧内循环单元在氧化沟需要低循环回流比运行时控制所述缺氧单元内流体的垂直流速不低于10m/h。

9.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述缺氧单元内流体的流速范围为10m/h~20m/h，氧化沟循环回流比范围为5~20。

10.根据权利要求1所述的一体化斜板氧化沟污水处理装置，其特征在于：所述好氧单元与缺氧单元容积比为2:1~2:3，所述出水升流区上升流速0.6~0.8m/h，所述斜板沉淀区表面负荷0.1~0.2m/h。

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