主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟

摘要

本发明涉及主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟，包括内设曝气区、固液分离区的主沟，多个功能池，其特征在于各功能池按进水顺序位于氧化沟主沟环抱区域内，各功能池通过与主沟的共用墙段与之相邻，各功能池具有位置相对的共用直墙段，各直墙段上设置与主沟连通的可调节开度的水力回流门；各功能池之间设有连通双向沟道，沟道上设置可调节开度的水力回流门。本发明的有益效果是：实现了在同一氧化沟沟型下，应对不同水质，调整多组流体组合模式，运用多种A2O运行模式，通过对各功能池、曝气区、固液分离区及进水，混合液和污泥之间进行不同点，不同量的交换，完成生物量和营养盐的交换，提高除磷脱氮效果，保证出水水质。

说明书

技术领域

本发明涉及一种污水处理设施-氧化沟，尤其涉及一种主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟。

背景技术

氧化沟污水处理技术近年迅速兴起，该技术是在活性污泥法基础上的新发展。氧化沟是一种呈环形封闭沟渠型曝气生化池，主要包括氧化沟主沟、多个不同功能用途的功能池(如生物选择池、厌氧池、水解酸化池、缺氧池等。)及进行固液分离引出上清液的二沉池也即固液分离沉淀池；氧化沟的形状一般为长圆形或马蹄形，主沟中设有向混合液中充氧并起搅拌作用以保证活性污泥的活性及与污水充分混合的曝气设备，氧化沟及各功能池水下还设有推流设备。氧化沟生物处理方法的机理是将污水或工业废水和活性污泥及其混合液在其中不停地循环流动，使好氧微生物和兼氧微生物降解污水中的有机物和毒物，同时进行除磷脱氮实现污水净化的目的。氧化沟是具有完全混合和推流水力特性的延时曝气活性污泥法水处理工艺设施，由于氧化沟工艺独特的“封闭循环流动”的水力学特征以及较长的泥龄和较低的有机负荷，使其成为出水水质好，抗冲击能力强，运行稳定，流程简单，便于维护，污泥排量低可直接脱水，以及一次性建设投资和运行费用较低的水处理工艺，在城市污水处理及工业废水处理中得到广泛应用。目前，氧化沟技术正朝着充分利用其水力学特性，进一步通过引入各种A²O运行模式(A²O＝Anaerobic-Anoxic-oxic，是厌氧-缺氧-好氧脱氮除磷工艺的简称)提高除磷脱氮效果保证水质并将各功能池及固液分离沉淀池与氧化沟主沟整体合建以进一步减少占地面积的方向发展。

以去除碳源污染物为主同时具有除磷脱氮功能的氧化沟，包括整体合建式氧化沟，除有多种形式的曝气方式外，还有多种形式的沟型。但它们均是以相关功能池(如生物选择池、厌氧池或水解酸化池、缺氧池等)设置在氧化沟主沟的一端，即主沟的外侧。同时，按进水走向，将生物选择池、厌氧池或水解酸化池又置于缺氧池的外侧，不与主沟直接相邻。除回流到缺氧池的污泥和混合液是通过水力回流门输送外，回流到生物选择池、厌氧池或水解酸化池的污泥和混合液，则要通过管道、沟道和回流泵分别输送。图1示出典型的以卡鲁塞尔(Corrousel)氧化沟为原形的整体合建式氧化沟，包括氧化沟外墙5，氧化沟内墙6-1、6-2，厌氧池1，缺氧池2，主沟8，曝气区9，固液分离区4，水力回流门3、10，主沟内导流墙7-1、7-2及缺氧池2内导流墙11，图中箭头为流体走向。由图1可以看出该氧化沟的相关功能池如厌氧池1、缺氧池2设置在氧化沟主沟8的一端的外侧。同时，按进水走向，厌氧池1又置于缺氧池2的外侧，不与主沟8直接相邻，回流到缺氧池2的污泥和混合液是通过水利回流门3、10输送，回流到厌氧池2的污泥和混合液，则要通过另设的管道、沟道和回流泵分别输送。图3示出典型的以帕斯维尔氧化沟为原形的整体合建式氧化沟，包括氧化沟外墙26，氧化沟内墙23，导流墙28-1、28-2，厌氧池21，缺氧池22，曝气区29，固液分离区25，水力回流门24、30。由图3可以看出，与前例相同，该氧化沟相关功能池厌氧池21、缺氧池22也是设置在氧化沟主沟27的一端的外侧。同时，按进水走向，又将厌氧池21置于缺氧池22的外侧，不与主沟27直接相邻。回流到缺氧池22的污泥和混合液是通过水力回流门24、30输送，回流到厌氧池21的污泥和混合液，则要通过另设的管道、沟道和回流泵分别输送。

综上所述，这一类整体合建池型设置可减少占地面积且对一般水质可以达到污水处理要求，但其主要缺陷是因污泥和混合液的回流方式是单一的，应对相对复杂的进水水质，对利用不同的A²O模式进行调整将受到限制。以污泥调整为例，污泥回流点只能依靠管道定点回流，回流量只能依靠回流泵较大的装机冗余和电力来适时调整。应对不同进水水质或处理过程中污水、废水中变化的碳、氮比，碳、磷比，氮、磷比，调试和运行非常困难。尤其对普遍有工业废水进入的氧化沟水处理系统，无论对水厂的设计者和运行者来说，保证出水水质是难以应对的挑战。

发明内容

本发明的主要目的在于针对上述问题对现有整体合建式氧化沟进行改进，提供一种主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟，各相关功能池按进水顺序串联并置于氧化沟主沟环抱区域内，各功能池与主沟之间、各功能池之间均分别通过双向沟道及水力回流门相互连通，应对不同进水水质或处理过程中污水、废水中变化的碳、氮比，碳、磷比，氮、磷比，通过调节相应水力回流门的开度，调整多组流体组合模式，实现了多种A²O运行模式的转换，达到提高除磷脱氮效果，保证优良的出水水质的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟，包括内设曝气区、固液分离区的氧化沟主沟，多个不同功能的功能池，其特征在于各功能池按进水顺序串联位于氧化沟主沟环抱区域内，各功能池通过与氧化沟主沟的共用墙段与之相邻，各功能池均具有位置相对的共用直墙段，各直墙段上分别设置与氧化沟主沟连通的可调节开度的水力回流门；各功能池之间设有使其相互串联贯通的双向沟道，沟道上设置可调节开度的水力回流门。

所述的功能池是生物选择池、厌氧池或水解酸化池、缺氧池。

所述的使功能池相互间串联贯通的双向沟道上的水力回流门是插板式回流门。

本发明的有益效果是：本发明将氧化沟的生物选择池、厌氧池或水解酸化池、缺氧池等相关功能池置于氧化沟主沟环抱的区域内，各功能池通过与氧化沟主沟的共用墙段与之相邻，各功能池的直墙段上分别设置使功能池与氧化沟主沟连通的可调节开度的水力回流门，借助主沟流体流速和方向及各功能池自身的流体扰动流速和方向，各功能池与主沟之间可互相出水和进水，并通过控制水力回流门的开度，从全闭到全开范围内进行流量调整；各功能池之间分别通过双向沟道相互连通，借助各功能池自身的扰动流速和方向，相互之间既可出水又可进水，并通过控制各沟道中分别设置的插板式水力回流门的开度，在全闭到全开范围内进行流量调整。本发明通过上述结构实现了在同一种氧化沟沟型下，可应对不同进水水质或处理过程中污水、废水中变化的碳、氮比，碳、磷比，氮、磷比，调整多组流体组合模式，简便灵活地转换多种A²O运行模式，即通过对上述各功能池、曝气区、固液分离区以及进水、混合液、污泥相互之间进行不同点、不同量的交换，完成和解决生物量和营养盐的交换，提高除磷脱氮效果，保证出水水质，是一种成本低操作简便易行的新型整体合建式氧化沟沟型。

附图说明

图1是以卡鲁塞尔(Corrousel)氧化沟为原形的功能池外置的整体合建式氧化沟结构示意图；

图2是以卡鲁塞尔(Corrousel)氧化沟为原形的主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟；

图3是以帕斯维尔(Pasveer)氧化沟为原形的功能池外置的整体合建式氧化沟结构示意图；

图4是以帕斯维尔(Pasveer)氧化沟为原形的主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟。

以下结合附图和实施例对本发明详细说明。

具体实施方式

实施例1

图2是以卡鲁塞尔(Corrousel)氧化沟为原形的主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟。如图所示，该氧化沟包括氧化沟主沟及多个不同功能的功能池。氧化沟外墙31为近似长圆形封闭环，氧化沟内墙34同时也是氧化沟内的各功能池的整体外墙，为长圆形封闭环。氧化沟外墙31的内壁和氧化沟内墙34的外壁所形成的环道构成了合建式氧化沟的主沟35；主沟35内设置了曝气区38和固液分离区32，它们分别设置在主沟35相对两直墙段沟内，它们在主沟的位置决定了主沟各段位的DO(溶解氧)值和混合液的浓度，因此对各功能池功能的发挥产生直接的影响；主沟35中还设置了水下推流设备；在推流设备作用下，主沟流体以一定的流速逆时针方向流动，图中箭头为流体流动方向；主沟35内还设置了导流墙33，它决定着主沟流体的走向。如图所示，该氧化沟包括多个不同功能的功能池，功能池可为生物选择池、厌氧池或水解酸化池、缺氧池，本例中功能池包括生物选择池41、厌氧池39、缺氧池36。三个功能池的容积根据各自的生化功能要求所决定，各功能池中设有推流设备，流体在推流设备作用下，以一定的流速顺时针方向流动，图中箭头为流体流动方向。由氧化沟外墙31和氧化沟内墙34的相对位置可见，生物选择池41、厌氧池39、缺氧池36按进水顺序串联位于氧化沟主沟35环抱区域内；各功能池通过与氧化沟主沟的共用墙段与之相邻，各功能池均具有位置相对的共用直墙段，各直墙段上分别设置与氧化沟主沟连通的可调节开度的水力回流门；如图2所示，生物选择池41、厌氧池39及缺氧池36分别在其对应的两直墙段上相对设置两个水力回流门37-1\37-2、37-3\37-4、37-5\37-6，所有的水力回流门均可通过从全闭到全开范围内进行开度调节来实现各功能池与主沟35的流体交换和流量的调整。各功能池之间设有使其相互串联贯通的双向沟道，沟道上设置可调节开度的水力回流门，生物选择池41与厌氧池39之间设有水力回流门40-1\40-2，因为是单向流体流过，所以设置的水力回流门采用简易的插板式回流门，可降低工程成本；同样情况，厌氧池39与缺氧池36之间也设置了同样的插板式回流门40-3\40-4，所有的插板式回流门均可通过从全闭到全开范围内的开度调节进行相邻功能池之间的流体交换和流量的调整；主沟35中还设有控制进水的配水阀门井42；生物选择池41、厌氧池39及缺氧池35内还分别设置了导流墙41-1、39-1及36-1，起到限制池内流体走向的作用。

实施例2，

图4是以帕斯维尔(Pasveer)氧化沟为原形的主沟环抱功能池型整体合建式氧化沟。如图所示，该氧化沟包括氧化沟主沟及多个不同功能的功能池。该氧化沟外墙51呈长圆形封闭环，氧化沟内墙53同时也是氧化沟内的各功能池的整体外墙，也是长圆形封闭环。氧化沟外墙51的内壁和氧化沟内墙53的外壁所形成的环道则构成了合建式氧化沟的主沟54；主沟54内设有曝气区57、固液分离区52，它们分别设置在主沟54相对两直墙段沟内，它们在主沟的位置决定了主沟各段位的D0(溶解氧)值和混合液的浓度，因此对各功能池功能的发挥产生直接的影响。主沟54中还设置了水下推流设备；在推流设备作用下，主沟流体以一定的流速逆时针方向流动，图中箭头为流体流动方向。该氧化沟包括多个不同功能的功能池，功能池可为生物选择池、厌氧池或水解酸化池、缺氧池，本例中功能池包括生物选择池60、厌氧池58、缺氧池55。三个功能池的容积根据各自的生化功能要求所决定，各功能池中设有推流设备，流体在推流设备作用下，以一定的流速逆时针方向流动，图中箭头为流体流动方向。由氧化沟外墙51和氧化沟内墙53的相对位置可见，生物选择池60、厌氧池58、缺氧池55按进水顺序串联位于氧化沟主沟54环抱区域内；各功能池通过与氧化沟主沟54的共用墙段与之相邻，各功能池均具有位置相对的共用直墙段，各直墙段上分别设置与氧化沟主沟54连通的可调节开度的水力回流门，如图4所示，生物选择池60、厌氧池58及缺氧池36分别在各自两直墙段上相对设置两个水力回流门56-1\56-2、56-3\56-4、56-5\56-6。这三组水力回流门均可通过从全闭到全开范围内进行开度调节来实现各功能池与主沟54的流体交换和流量的调整。各功能池之间设有使其相互串联贯通的双向沟道，沟道上设置可调节开度的水力回流门，生物选择池60与与厌氧池58之间设有水力回流门59-1、59-2，因为是单向流体流过，所以设置的水力回流门为简易的插板式回流门，这样可降低工程成本；同样情况，厌氧池58与缺氧池55之间也设置了同样的插板式回流门59-3、59-4，所有的插板式回流门均可通过从全闭到全开范围内的开度调节进行相邻两功能池之间的流体交换和流量的调整。生物选择池60、厌氧池58及缺氧池55内还分别设置了导流墙60-1、58-1及55-1，起到限制池内流体走向的作用。

以下以实施例2为例简述本发明工作原理：

参见图4，在氧化沟正常工作状态下，主沟活性污泥及混合液在沟内循环流动；各功能池活性污泥及混合液在各池内循环流动。生物选择池的功能是抑制丝状菌；水解分化池的功能是使难降解的长链有机物断链分化成小分子结构，提高生化效果；厌氧池的主要功能是使聚磷菌释放磷；缺氧池的功能是实现反硝化释放氮气。曝气设备的作用是向混合液中充氧并起搅拌作用以保证活性污泥的活性及与污水充分混合。操作时，将生物选择池60与厌氧池58之间的水力回流门59-2、厌氧池58与缺氧池55之间的水力回流门59-4及缺氧池55与氧化沟主沟54之间的水力回流门56-6打开，原水及回流污泥进入并贯通三个功能池，首先进入生物选择池60循环，使丝状菌得到抑制，之后进入厌氧池58循环，在回流污泥共同作用下实现磷的释放，再进入缺氧池55循环，在回流混合液共同作用下，经反硝化过程实现氮气释放；然后混合液经水力回流门56-6进入主沟54中进行无限循环，在曝气区57的曝气作用下使污染物氧化和硝化(脱氮)，混合液进入固液分离区52进行固液分离，上清夜作为被处理水排出氧化沟，混合液继续循环，此时，在固液分离区52末端混合液浓度增加，经二次沉淀排出上清液，达到除磷脱氮效果使污水净化。此时，根据进水水质及水处理运行状态，可运用不同的A²O模式进行调整，打开水力回流门56-5，则混合液回流至缺氧池55进行循环处理，实现了一种A²O模式；再打开水力回流门56-3，则混合液回流至厌氧池58进行循环处理，实现了第二种A²O模式；继续打开水力回流门56-1则混合液回流至生物选择池60循环实现了第三种A²O模式；上述三种A²O模式形成了一种流体组合模式，不同的A²O模式实质上是调节回流混合液和回流污泥点和量的变化。

本发明通过将上述各种功能池被一体化氧化沟主沟环抱其中，使各功能池与主沟之间、各功能池之间均分别通过双向沟道及水力回流门相互连通，应对不同进水水质或污水废水处理过程中变化的碳、氮比，碳、磷比，氮、磷比，通过调节相应水力回流门的开度，调整多组流体组合模式，可简便灵活转换多种A²O运行模式，实质是相对于生物选择池、厌氧池、缺氧池、曝气区(好氧区)、固液分离区以及进水、混合液、污泥相互之间的不同点、不同量的交换，进行和解决生物量和营养盐的交换。利用厌氧、兼氧菌和好氧菌的硝化和反硝化作用以及释磷和聚磷作用进行除磷脱氮提高除磷脱氮效果，达到保证优良的出水水质的目的。

实施例1与实施例2在实现多种A²O运行模式提高除磷脱氮效果的工作原理是相同的。