CN1693235A - 气升式深水型氧化沟 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了属于水处理技术领域的一种气升式深水型氧化沟。由隔墙和挡板将外沟壁围成的氧化沟分隔成以隔墙为对称的两部分，在气升式深水型氧化沟内设置两个曝气区，在曝气区内由挡板分隔成迷宫式通道，在各曝气区内分别安装作曝气装置的进气管，从而可以提高污染物的降解速率；采用多段曝气，提高污水中溶解氧浓度，使氧化沟的厌氧、缺氧和好氧区交替运行，提高污水的脱氮除磷效率，以满足新的污水排放标准。除污泥回流外，无其它回流设备，动力消耗低，运行成本低于传统工艺。同时，本发明提供的气升式深水型氧化沟占地面积小、设备简单、基建费用低、工艺简捷、运行管理方便。适用于小城镇生活污水和印染、造纸、屠宰等行业的高浓度有机废水的处理。

Description

气升式深水型氧化沟
技术领域
本发明属于水处理技术领域，特别涉及可用于小城镇生活污水处理，用于印染、造纸、屠宰等行业的高浓度有机废水处理的，具有脱氮除磷功能的低能耗、高效、新型水处理的一种气升式深水型氧化沟。
背景技术
20世纪70年代以来，水体富营养化问题的日渐突出，水质指标体系不断严格，使废水脱氮除磷成为水污染控制中广为关注的热点。然而传统的生物脱氮除磷技术已很难满足现有的水质处理要求，迫切需要研发出新型、高效、低能耗的脱氮除磷技术。
在传统的废水生物脱氮处理中，主要是通过硝化菌在好氧条件下将废水中氨态氮转化为硝酸态氮或亚硝酸态氮，然后在缺氧条件下，利用反硝化菌将硝酸态氮和亚硝酸态氮还原为氮气从废水中逸出，从而达到脱氮的目的。至于生物除磷处理，则是利用聚磷菌在好氧环境中的活性，在充分利用基质的同时，从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐，合成如环状、线状结构的多聚磷酸盐，实现磷在生物体内的富集(即聚磷过程)。如果将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除，即可达到除磷的目的。在这种脱氮除磷过程中，反硝化菌与聚磷菌之间存在着基质竞争，同时也具有不同的生长周期(即泥龄不同)，从而使脱氮除磷的效率降低，水质处理效果较差。实验研究表明，利用氧化沟的厌氧、缺氧及好氧区的交替运行则可以有效地解决这一问题。
气升式深水型氧化沟将传统的氧化沟进行了技术改进，它集厌氧-缺氧-好氧多段生物反应于一体，使各种生物菌体在不同的反应区具有不同的活性，有效地实现对废水中各种污染物的去除，从而具备良好的去除COD和脱氮除磷的功能。本发明采用气升式深水曝气，使废水中溶解氧含量增加，可以有效提高有机物污染物的去除效率。除污泥回流外，无其它回流设备，动力消耗低，运行成本低于传统工艺。
发明内容
本发明的目的是提供一种气升式深水型氧化沟，所述深水型氧化沟是由外沟壁、隔墙、挡板和曝气装置组成的曝气池，其特征在于：由隔墙4和挡板1、2和3将外沟壁13围成的氧化沟分隔成以隔墙为对称的两部分，氧化沟内间隔放置多个曝气段，每个曝气段设置第一曝气区9和第二曝气区5两个曝气区；在曝气区内由挡板1、2和3分隔成迷宫式通道14，在各曝气区内分别安装作曝气装置的进气管10，氧化沟的一个侧壁上设置有进水口12和出水口11，污水从进水口12氧化沟内，在曝气区内空气从沟底进入，从沟底向水面上升；在气升式深水型氧化沟中，第一曝气区9的曝气装置位于挡板1和挡板2之间，其作用是在给污水提供溶解氧的同时，利用上升气流造成水的密度下降，带动整体水流向上流动，从而成为整个氧化沟运行的动力源。第二曝气区5的作用是防止污泥沉淀，并可根据氧化沟的运行情况调整其曝气量，补充氧化沟运行所需的溶解氧。
本发明的有益效果是采用气升式深水曝气，提高污水中溶解氧浓度，从而可以提高污染物的降解速率；采用多段分区曝气使氧化沟的厌氧、缺氧和好氧区交替运行，提高污水的脱氮除磷效率，以满足新的污水排放标准。同时，本发明提供的气升式深水型氧化沟比传统氧化沟的占地面积小、设备简单、基建费用低、工艺简捷、运行管理方便。该氧化沟的容积负荷可达4000mg/L以上，脱氮效率比一般氧化沟高20～30％，除磷效率高15～25％，出水水质可达一级排放标准。为小城镇生活污水和印染、造纸、屠宰等行业的高浓度有机废水提供一种高效低能耗的处理设备。
附图说明
图1是气升式深水型氧化沟的原理结构示意图。
图2是A-A剖面图。
具体实施方式
本发明提供一种气升式深水型氧化沟。在图1、图2所示的结构中，由隔墙4和挡板1、2和3将外沟壁13围成的氧化沟分隔成以隔墙为对称的两部分，在每部分内设置第一曝气区9和第二曝气区5，在曝气区内由挡板1、2和3分隔成迷宫式通道14，在各曝气区内分别安装作曝气装置的进气管10，氧化沟的一个侧壁上设置有进水口12和出水口11，污水从进水口12氧化沟内，在曝气区内空气从沟底进入，从沟底向水面上升；氧化沟内间隔放置多个曝气段，每个曝气段分为两个曝气区；在气升式深水型氧化沟中，第一曝气区9的曝气装置位于挡板1和挡板2之间，其作用是在给污水提供溶解氧的同时，利用上升气流造成水的密度下降，带动整体水流向上流动，从而成为整个氧化沟运行的动力源。第二曝气区5本发明的目的是提供一种气升式深水型氧化沟，所述深水型氧化沟是由外沟壁、隔墙、挡板和曝气装置组成的曝气池，其特征在于：由隔墙4和挡板1、2和3将外沟壁13围成的氧化沟分隔成以隔墙为对称的两部分，氧化沟内间隔放置多个曝气段，每个曝气段设置第一曝气区9和第二曝气区5两个曝气区；在曝气区内由挡板1、2和3分隔成迷宫式通道14，在各曝气区内分别安装作曝气装置的进气管10，氧化沟的一个侧壁上设置有进水口12和出水口11，污水从进水口12氧化沟内，在曝气区内空气从沟底进入，从沟底向水面上升；在气升式深水型氧化沟中，第一曝气区9的曝气装置位于挡板1和挡板2之间，其作用是在给污水提供溶解氧的同时，利用上升气流造成水的密度下降，带动整体水流向上流动，从而成为整个氧化沟运行的动力源。第二曝气区5的曝气装置位于挡板3的左边，在上升气流的作用下，防止污泥沉淀，并可根据氧化沟的运行情况调整其曝气量，补充氧化沟运行所需的溶解氧。在氧化沟内，随着处理过程和水流方向从右至左形成好氧区6、缺氧区7和厌氧区8。
在厌氧区：在厌氧条件下，污水内的兼性细菌将溶解性BOD转化成低分子发酵产物，生物聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵产物，并将其运送到细胞内，同化成胞内碳源存贮物，经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌可在后续的好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存贮超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞，产生富磷污泥，通过剩余污泥的排放将磷从***中除去。
在缺氧区：泥水混合液由厌氧区进入缺氧区，一部分聚磷菌利用后续工艺的混合液(内回流带来的)中硝酸盐作为最终电子受体以分解细胞内的PHB(聚β羟基丁酸)，产生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同时反硝化菌利用内回流带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到部分脱碳与脱硝、除磷的目的。
在好氧区：气升式深水型氧化沟兼有推流型和完全混合型反应池两者的特性，完成一次循环所需时间为5～20min，而总的停留时间却很长。在氧化沟好氧区聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，产生的能量可供自身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内超量贮积。在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，因此大大提高了氧化沟***的除磷效果。
该氧化沟好氧区采用气升式深水曝气，有效地提高污水中的溶解氧浓度；并采用多段分区布气，可以灵活地控制溶解氧浓度和污水在各分区的停留时间，这是传统氧化沟所不具备的。从而可以有效控制氧化沟的好氧、缺氧和厌氧区的交替运行，使污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能区的过程中，在不同微生物菌落的作用下，使污水中的有机物、N、P得到去除，并可抑制丝状菌的繁殖，克服污泥膨胀。研究中发现，该氧化沟的容积负荷可达4000mg/L以上，脱氮效率比一般氧化沟高20～30％，除磷效率高15～25％，出水水质可达一级排放标准。
我们利用气升式深水型氧化沟对某生活区的生活污水进行处理结果如下：
  COD   SS   NH3-N   TP   pH   TN   BOD
  进水(mg/L)   300   200   40   5   6-8   50   130
  出水(mg/L)   60   20   14   1   6.5-7.5   20   13
  处理效率(％)   80   90   65   80   ----   60   90

Claims (1)

1.一种气升式深水型氧化沟，所述深水型氧化沟是由外沟壁、隔墙、挡板和曝气装置组成的曝气池，其特征在于：由隔墙(4)和挡板(1)、(2)和(3)将外沟壁(13)围成的氧化沟分隔成以隔墙为对称的两部分；氧化沟内间隔放置多个曝气段，每个曝气段内设置第一曝气区(9)和第二曝气区(5)两个曝气区，在曝气区内由挡板(1)、(2)和(3)分隔成迷宫式通道(14)，在各曝气区内分别安装作曝气装置的进气管(10)，氧化沟的一个侧壁上设置有进水口(12)和出水口(11)，污水从进水口(12)进入氧化沟内，在曝气区内空气从沟底进入，从沟底向水面上升；在气升式深水型氧化沟中，第一曝气区(9)的曝气装置位于挡板(1)和挡板(2)之间，其作用是在给污水提供溶解氧的同时，利用上升气流造成水的密度下降，带动整体水流向上流动，从而成为整个氧化沟运行的动力源；第二曝气区(5)的作用是防止污泥沉淀，并可根据氧化沟的运行情况调整其曝气量，补充氧化沟运行所需的溶解氧。
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