專利名稱：一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明屬環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝。
背景技術(shù)：
氧化溝(Oxidation Ditch, 0D)為循環(huán)混合式曝氣池或稱循環(huán)混合式活性污泥法， 最早是由荷蘭國(guó)立衛(wèi)生研究所(TND)的A · Pasveer教授發(fā)明的。自1954年出現(xiàn)以來，氧化溝技術(shù)在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的研究與發(fā)展。20世紀(jì)60年代開始，氧化溝在北美、歐洲、南非等地得到了迅速的推廣和應(yīng)用，而國(guó)內(nèi)也在20世紀(jì)80年代開始逐步建造了一批采用氧化溝工藝的污水處理廠。氧化溝工藝具有操作單元少、耐沖擊負(fù)荷、污泥產(chǎn)泥率低、適用范圍廣和良好的脫氮功能等優(yōu)勢(shì)，因此得到了迅速的發(fā)展。例如1967年出現(xiàn)了 Carrousel氧化溝，1970年的 Orbal氧化溝，1993年出現(xiàn)的Carrousel2000型氧化溝以及1999年的Carrousel3000型氧化溝等；其水流形式也從常規(guī)的水平循環(huán)流到近年研究的垂直方向循環(huán)流。氧化溝一般為環(huán)形渠道，平面多為橢圓或圓形，總長(zhǎng)可達(dá)幾十米甚至更長(zhǎng)，這使得氧化溝具有獨(dú)特的水力和功能特性。例如氧化溝內(nèi)的流態(tài)是完全混合的，因?yàn)槲鬯跍蟽?nèi)做幾十甚至上百次的循環(huán)，使污水得到完全混合，但是它又具有某些推流的特征，這是因?yàn)檠趸瘻蟽?nèi)存在明顯的溶解氧梯度，使得硝化反硝化得以完成，甚至存在同時(shí)硝化反硝化的情況。我國(guó)目前已建成數(shù)百座氧化溝污水處理廠，在實(shí)際的建設(shè)和運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)氧化溝存在以下問題。(1)占地氧化溝實(shí)際上是一種循環(huán)延時(shí)曝氣法，污水在溝中停留時(shí)間較長(zhǎng)、污泥的有機(jī)負(fù)荷和容積負(fù)荷低，因此氧化溝占地面積較常規(guī)活性污泥法大。在污水處理量日益增加，污水排放標(biāo)準(zhǔn)逐漸提高，而土地價(jià)格逐年上漲的現(xiàn)實(shí)情況下，氧化溝活性污泥法占地面積較大的缺點(diǎn)已成為其更廣泛應(yīng)用的一個(gè)主要限制因素，如何減小氧化溝占地面積已成為氧化溝技術(shù)應(yīng)用中亟待解決的問題之一。(2)活性污泥膨脹氧化溝活性污泥法污泥沉降性能變差的最直接影響就是出水水質(zhì)變差，達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求。污泥膨脹指污泥沉降性能變差使二沉池的出水懸浮物濃度升高，水質(zhì)變差的現(xiàn)象。污泥膨脹有絲狀菌污泥膨脹和非絲狀細(xì)菌污泥膨脹兩種類型。前者是在廢水中的碳水化合物較多，N、P含量不平衡，污泥負(fù)荷過高，溶解氧不足等情況下發(fā)生的膨脹；后者主要發(fā)生在水溫較低而污泥負(fù)荷較高的廢水中，微生物吸取大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)又不能及時(shí)代謝， 積蓄起大量高黏性多糖物質(zhì)，使得污泥沉降性能惡化。(3)除磷傳統(tǒng)氧化溝活性污泥法中，由于溝內(nèi)溶解氧分布不均勻，使溝中產(chǎn)生交替的好氧區(qū)和缺氧區(qū)，在同一溝中實(shí)現(xiàn)有機(jī)物和總氮的去除。但由于溝內(nèi)沒有嚴(yán)格的厭氧區(qū)，并且好氧和缺氧區(qū)的劃分也沒有明顯的界限，因此，傳統(tǒng)氧化溝活性污泥法的除磷效果很差。目前主要通過在氧化溝外設(shè)置獨(dú)立的厭氧區(qū)強(qiáng)化工藝的除磷能力，但是由于我國(guó)污水處理廠進(jìn)水的CODcr濃度低，反硝化不充分，導(dǎo)致回流污泥中的硝酸鹽濃度偏高，影響聚磷菌的釋磷過程，限制了系統(tǒng)的生物強(qiáng)化除磷能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝，能解決目前氧化溝占地面積偏大，絲狀菌弓丨發(fā)的活性污泥膨脹和除磷效果不穩(wěn)定的問題。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝，其特征在于污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，在厭氧區(qū)內(nèi)與預(yù)缺氧區(qū)輸出的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)，厭氧區(qū)輸出的混合液進(jìn)入氧化溝，混合液在氧化溝發(fā)生反應(yīng)后通過氧化溝出流通道進(jìn)入二進(jìn)沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池產(chǎn)生的上清液從出水口出水，二沉池產(chǎn)生的一部分污泥回流進(jìn)入預(yù)濃縮池，剩余污泥排出系統(tǒng)外，預(yù)濃縮池底部形成的高濃度污泥輸送至預(yù)缺氧池，在預(yù)濃縮池上部形成的上清液通過上清液輸送管道送至氧化溝出流通道與氧化溝出流混合后進(jìn)入二沉池。本發(fā)明是一種建設(shè)費(fèi)用省、運(yùn)行能耗低、出水水質(zhì)好的脫氮除磷工藝，能解決目前氧化溝占地面積偏大，絲狀菌引發(fā)的活性污泥膨脹和除磷效果不穩(wěn)定的問題，能夠?qū)ξ鬯幚眍I(lǐng)域節(jié)能減排目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支撐。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該工藝不僅能夠在系統(tǒng)內(nèi)維持高污泥濃度，顯著提高污染物去除速率，而且可以有效防控氧化溝常見的活性污泥膨脹難題。


圖1為本發(fā)明的流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖所示，一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝系統(tǒng)，包括厭氧區(qū)2，厭氧區(qū) 2的第一輸入端與系統(tǒng)進(jìn)水端連接，厭氧區(qū)2的第二輸入端與預(yù)缺氧區(qū)1的輸出端連接，厭氧區(qū)2的輸出端與氧化溝3的輸入端連接，氧化溝3的輸出端通過氧化溝出流通道與二沉池4的輸入端連接，二沉池4上部設(shè)有出水口，二沉池底部設(shè)有出泥端，二沉池4的出水口與系統(tǒng)出水端連接，二沉池4的出泥端通過污泥回流管道與預(yù)濃縮池的輸入端連接，二沉池4的出泥端還通過排泥管道與系統(tǒng)出泥端連通，預(yù)濃縮池5的上部設(shè)有上清液出液端， 該上清液出液端通過上清液輸送管連接至氧化溝出流通道，預(yù)濃縮池5底部設(shè)有污泥輸出端，該污泥輸出端通過污泥管道與預(yù)缺氧區(qū)的輸入端連接，加藥罐6的加藥口設(shè)置在上清液輸送管。污水首先進(jìn)入通過進(jìn)水端進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2，在厭氧區(qū)2內(nèi)與預(yù)缺氧區(qū)1內(nèi)源反硝化后輸出的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)，厭氧區(qū)2輸出的混合液進(jìn)入氧化溝3，混合液在氧化溝3內(nèi)充分反應(yīng)后通過氧化溝出流通道進(jìn)入二沉池4進(jìn)行泥水分離，二沉池產(chǎn)生的上清液從上部出水口排出系統(tǒng)，二沉池4產(chǎn)生的一部分污泥通過污泥回流管道進(jìn)入預(yù)濃縮池5，另一部分污泥通過排泥管道排出系統(tǒng)外，預(yù)濃縮池5底部形成的高濃度污泥通過污泥管道輸送至預(yù)缺氧區(qū)1，預(yù)濃縮池5上部形成的上清液通過上清液輸送管輸送至氧化溝出流通道，與氧化溝3 出流混合進(jìn)入二沉池4，加藥罐6的加藥口設(shè)置在上清液輸送管中。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，污水處理廠進(jìn)水經(jīng)過預(yù)處理之后進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2，在厭氧區(qū)2和預(yù)缺氧區(qū)1內(nèi)源反硝化0. 5h后的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)1 2h，在厭氧區(qū)2中主要發(fā)生厭氧水解過程和聚磷菌釋磷過程，聚磷菌利用VFA合成PHB并釋放出溶解性正磷酸鹽，此時(shí)的活性污泥內(nèi)碳源水平達(dá)到最高；厭氧區(qū)2出水進(jìn)入氧化溝3，在氧化溝3的好氧區(qū)域中主要發(fā)生有機(jī)物降解、氨氮硝化和聚磷菌好氧吸磷過程，整個(gè)好氧反應(yīng)停留時(shí)間為6 9h， 在氧化溝3的缺氧區(qū)域中主要發(fā)生反硝化和缺氧吸磷過程，缺氧反應(yīng)停留時(shí)間為4 6h ； 氧化溝3的混合液通過氧化溝出流通道進(jìn)入二沉池4進(jìn)行泥水分離，上清液由二沉池4上部的堰口即出水口流出，剩余污泥和回流污泥由二沉池4底部輸出；回流污泥通過回流污泥泵輸送進(jìn)入預(yù)濃縮池5，在預(yù)濃縮池5經(jīng)過0. 5小時(shí)的短暫濃縮后，易沉降的高密度菌群位于預(yù)濃縮池 5的底部，40%的高濃度污泥通過污泥泵輸送至預(yù)缺氧區(qū)1，濃縮污泥的量通過電磁流量計(jì)顯示并通過輸送管道中的閥門調(diào)節(jié)；預(yù)濃縮池5上部聚集了以絲狀菌為代表的低密度菌群，60%的低污泥濃度上清液以自流的方式通過上清液輸送管自流至氧化溝出流通道，與氧化溝的出流混合后進(jìn)入二沉池4 ；通過預(yù)濃縮池5的不斷篩選，系統(tǒng)中密度較高的絮狀菌占據(jù)生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)，有效抑制絲狀菌的生長(zhǎng)，同時(shí)由于預(yù)濃縮池5上清液未進(jìn)入生化反應(yīng)段，使得生化反應(yīng)段保持了高污泥濃度，提升了整個(gè)工藝的反應(yīng)速率和抗沖擊負(fù)荷能力；進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)1的高濃度污泥量?jī)H為二沉池4回流污泥量的40%，在保證了回流污泥總量的同時(shí)避免了大量硝酸鹽進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)1，能夠在水力停留時(shí)間0. 5小時(shí)內(nèi)可實(shí)現(xiàn)硝酸鹽的全部去除，確保進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)2的污泥中不含有硝酸鹽；預(yù)濃縮池5的上清液輸送管中設(shè)有加藥口，加藥罐6可通過此加藥口對(duì)預(yù)濃縮池5的上清液加藥，通常為氯、次氯酸鈉、低濃度雙氧水和季胺鹽等，由于絲狀菌和絮狀菌在預(yù)濃縮池5內(nèi)實(shí)現(xiàn)了分離，因此氧化劑可以有針對(duì)性地殺滅絲狀菌等影響泥水分離效果的低密度菌種；加藥的依據(jù)是SVI值和鏡檢結(jié)果，如果SVI值大于200，且鏡檢發(fā)現(xiàn)絲狀菌存在，則投加氧化藥劑殺滅預(yù)濃縮池5上清液中的絲狀菌。其中預(yù)缺氧區(qū)1，厭氧區(qū)2，氧化溝3，二沉池4，預(yù)濃縮池5和加藥罐6各單元的結(jié)構(gòu)及其工作原理均為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述，本發(fā)明的創(chuàng)新在于這些單元的有機(jī)組合。
權(quán)利要求
1.一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝，其特征在于污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)， 在厭氧區(qū)內(nèi)與預(yù)缺氧區(qū)輸出的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)，厭氧區(qū)輸出的混合液進(jìn)入氧化溝，混合液在氧化溝發(fā)生反應(yīng)后通過氧化溝出流通道進(jìn)入二進(jìn)沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池產(chǎn)生的上清液從出水口出水，二沉池產(chǎn)生的一部分污泥回流進(jìn)入預(yù)濃縮池，剩余污泥排出系統(tǒng)外，預(yù)濃縮池底部形成的高濃度污泥輸送至預(yù)缺氧池，在預(yù)濃縮池上部形成的上清液通過上清液輸送管道送至氧化溝出流通道與氧化溝出流混合后進(jìn)入二沉池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的氧化溝工藝，其特征在于上清液輸送管道中設(shè)置加藥裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的氧化溝工藝，其特征在于污水在厭氧區(qū)和預(yù)缺氧區(qū)內(nèi)源反硝化0. 5h后的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)1 池，氧化溝包括好氧區(qū)域和缺氧區(qū)域，混合液在氧化溝的好氧區(qū)域中停留時(shí)間為6 9h，在氧化溝的缺氧區(qū)域中停留時(shí)間為4 他。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有防控活性污泥膨脹功能的氧化溝工藝，其特征在于污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，在厭氧區(qū)內(nèi)與預(yù)缺氧區(qū)輸出的污泥進(jìn)行混合反應(yīng)，厭氧區(qū)輸出的混合液進(jìn)入氧化溝，混合液在氧化溝發(fā)生反應(yīng)后通過氧化溝出流通道進(jìn)入二進(jìn)沉池進(jìn)行泥水分離，二沉池產(chǎn)生的上清液從出水口出水，二沉池產(chǎn)生的一部分污泥回流進(jìn)入預(yù)濃縮池，剩余污泥排出系統(tǒng)外，預(yù)濃縮池底部形成的高濃度污泥輸送至預(yù)缺氧池，在預(yù)濃縮池上部形成的上清液通過上清液輸送管道送至氧化溝出流通道與氧化溝出流混合后進(jìn)入二沉池。該工藝不僅能夠在系統(tǒng)內(nèi)維持高污泥濃度，顯著提高污染物去除速率，而且可以有效防控氧化溝常見的活性污泥膨脹難題。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102344222SQ201010240579
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者孫曉, 沈昌明, 王國(guó)華, 譚學(xué)軍 申請(qǐng)人:上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院, 上海斯美市政工程研發(fā)中心