公布日：2022.08.02
申請(qǐng)日：2021.01.30
分類號(hào)：C02F3/12(2006.01)I
摘要
本提出了一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法。它的反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池都由多宮格形兩兩相鄰的垂直宮格組成，各宮格上部是調(diào)節(jié)池，下部是反應(yīng)池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環(huán)方式依次經(jīng)過各垂直宮格，形成封閉無終端的流渠，并在反應(yīng)池形成推流狀態(tài)；循環(huán)泵根據(jù)調(diào)節(jié)池水位按間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。采用本專利可以將氧化溝法推廣到最小500升/天的一體化污水處理器，并且循環(huán)泵可根據(jù)來水量自動(dòng)間歇開停，可以大大降低運(yùn)行功耗。
權(quán)利要求書
1.一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池和二沉池，其特征是：反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部限速自流出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調(diào)節(jié)池，以下部分為反應(yīng)池和二沉池；反應(yīng)池內(nèi)各垂直宮格采用下向流和上向流多次交替方式，形成封閉無終端的循環(huán)流渠；反應(yīng)池內(nèi)配備短時(shí)充氧和推流裝置，并且其動(dòng)力根據(jù)水位按循環(huán)方式間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，其特征是：充氧和推流采用微型表曝機(jī)進(jìn)行。
3.如權(quán)利要求1所述的一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，其特征是：充氧和推流采用潛水泵加水射曝氣方式進(jìn)行。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明專利提出了一種多宮格氧化溝法，包括調(diào)節(jié)池、反應(yīng)池和二沉池，其特征是：反應(yīng)池、調(diào)節(jié)池和二沉池由多個(gè)兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部限速自流出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調(diào)節(jié)池，以下部分為反應(yīng)池和二沉池；反應(yīng)池內(nèi)各垂直宮格采用下向流和上向流多次交替方式，形成封閉無終端的循環(huán)流渠；反應(yīng)池內(nèi)配備短時(shí)充氧和推流裝置，并且其動(dòng)力根據(jù)水位按循環(huán)方式間歇開啟和關(guān)停方式運(yùn)行。
采用本專利的垂直多宮格形反應(yīng)池，反應(yīng)池內(nèi)各垂直宮格兩兩相鄰，并且分別交替在上部或者底部開有聯(lián)通孔，使污水采用上向流與下向流(或者下向流與向上流)多次交替方式，形成封閉無終端的循環(huán)流渠。污水流經(jīng)的流渠長(zhǎng)度相當(dāng)于反應(yīng)池內(nèi)各垂直宮格的高度之和，一般單個(gè)垂直宮格的高寬比都比較大，因此，這種設(shè)計(jì)可以使反應(yīng)池具有很大的“長(zhǎng)”寬比，可以使反應(yīng)池中的污水整體處于推流狀態(tài)。
由于多宮格的橫截面長(zhǎng)寬尺寸都比較小，并且鋼、塑料等結(jié)構(gòu)性材料的親水性一般都比混凝土差很大(由于結(jié)構(gòu)孔隙、材質(zhì)等原因)，因此污水在橫截面上的流速梯度會(huì)非常小。據(jù)了解，有關(guān)技術(shù)規(guī)范中，規(guī)定的氧化溝流渠中的平均流速
0.3米/秒是根據(jù)大型混凝土結(jié)構(gòu)下防止污泥沉淀的水力學(xué)試驗(yàn)得出的，在采用鋼、塑料等結(jié)構(gòu)性材料，并且橫截面非常小的情況下，這個(gè)平均流速可以小得多(據(jù)中國水利水電科學(xué)院水力專家分析，這個(gè)平均流速可以降為0.1米/秒以下)，因此對(duì)整個(gè)氧化溝流渠的長(zhǎng)度要求也小得多。
如，我國目前最小的潛污泵370W，其揚(yáng)程1.5米帶水射器下的流量3立方/小時(shí)。如果我們采用市場(chǎng)上現(xiàn)有的九宮格PVC管，其每宮格的橫截面尺寸為5X5cm，則其流速為3/3600/(5*5/10^4)＝0.32米/秒，高于要求的0.1米/秒流速。按循環(huán)周期為10分鐘計(jì)算，則所需要的流渠長(zhǎng)＝10*60*0.32＝192米；按每宮格管反應(yīng)池高1.5米計(jì)算，則需要128格。由此計(jì)算多宮格管的體積為128*5*5/10^4*1.5＝0.48立方米。從這個(gè)角度看，多宮格氧化溝法可以用于幾乎500升/天的污水處理器。即采用此多宮格氧化溝法，理論上可以設(shè)計(jì)的最小污水處理器為500升/天。如果將循環(huán)周期成倍放大，如20、30分鐘等，采用多個(gè)曝氣點(diǎn)方式，則其處理量會(huì)相應(yīng)放大，其適應(yīng)的處理量沒有上限。
從另一角度看，其循環(huán)次數(shù)(指循環(huán)流量與平均進(jìn)水流量之比)為3*1000/500*24＝144，高于一般設(shè)計(jì)要求。如果按水射曝氣的體積加氣量為30％計(jì)算，則每循環(huán)一次的氣水比為0.3，循環(huán)144次的氣水比達(dá)到43.2，而一般氧化溝的氣水比為4-8，因此，循環(huán)泵可以采用間歇開啟和關(guān)停方式，并且開停時(shí)長(zhǎng)比可達(dá)1∶(5-10)。為了保證水泵的間歇運(yùn)行工況，其間歇開啟時(shí)的停歇時(shí)間不低于30分鐘，則循環(huán)泵的相應(yīng)的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)可以設(shè)置為3-6分鐘。
一般二沉池采用高位出水方式。二沉池的自流出水方式一般分為自由自流出水和限量自流出水兩種，前者出水口徑不小于污水處理器的進(jìn)水口徑，污水處理器一般進(jìn)水流量與出水流量相同。后者將二沉池的出水設(shè)定為一定流量，如污水處理器的平均流量。本專利采用后者，即采用上部限速自流出水方式。
當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)池的污水流量高于該設(shè)定流量時(shí)，就會(huì)使各垂直宮格內(nèi)的污水水位抬高，污水會(huì)自動(dòng)進(jìn)入各垂直宮格的調(diào)節(jié)池區(qū)域。因此，可以根據(jù)調(diào)節(jié)池內(nèi)的水位來控制曝氣和推流動(dòng)力裝置的開啟和關(guān)停。
當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)入反應(yīng)池的污水流量低于設(shè)定流量甚至停止進(jìn)水時(shí)，反應(yīng)池內(nèi)水位會(huì)保持穩(wěn)定，污水不會(huì)進(jìn)入調(diào)節(jié)區(qū)內(nèi)。雖然的化溝反應(yīng)池的進(jìn)水混合比非常大，并且一般將反應(yīng)池的進(jìn)水口與出水口保持盡可能大的距離，新進(jìn)入的污水對(duì)其出水影響很小，但當(dāng)持續(xù)時(shí)間達(dá)到反應(yīng)池的總水力停留時(shí)間的接近50％，就有可能新進(jìn)污水到達(dá)出水口。為此，需要設(shè)定一個(gè)曝氣和推流動(dòng)力裝置停止運(yùn)行的最長(zhǎng)期限，當(dāng)這個(gè)時(shí)間到達(dá)時(shí)，即使水位開關(guān)沒有開啟，也要啟動(dòng)曝氣和推流動(dòng)力裝置的運(yùn)行。顯然，這個(gè)時(shí)間與設(shè)定的出水流量有關(guān)，一般當(dāng)出水流量設(shè)定為污水處理器的平均流量情況下，這個(gè)時(shí)間不宜超過反應(yīng)池的總水力停留時(shí)間的1/4。實(shí)際上，設(shè)定這種最長(zhǎng)停機(jī)時(shí)限也有利于反應(yīng)池內(nèi)菌種的保持，也相當(dāng)于一種保種運(yùn)行。
由于二沉池所需要的水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，一般大于一個(gè)垂直宮格的水力停留時(shí)間，因此，二沉池可以采用多個(gè)垂直宮格，或者相當(dāng)于多個(gè)垂直宮格的空間。為了便于二沉池內(nèi)底部污泥抽取，一般以采用一個(gè)相當(dāng)于多個(gè)垂直宮格的空間為宜。
曝氣和推流動(dòng)力裝置可以污泥潛水泵加水射曝氣方式，將潛水泵直接布置在其個(gè)垂直宮格中。也可以采用表曝機(jī)形式，只是目前市場(chǎng)上還沒有這么小的表曝機(jī)。
綜合來看，采用本發(fā)明專利的多宮格氧化溝法，可以氧化溝法推廣應(yīng)用到最小500升/天的污水處理器，大大降低了氧化溝法的應(yīng)用領(lǐng)域，為農(nóng)村分散污水處理提供了一種新途徑，并且可以根據(jù)來水流量自動(dòng)間歇開啟和關(guān)停，有助于降低運(yùn)行費(fèi)用。顯然，這種污水處理方法適合地埋或半地埋安裝，特別適合小型污水處理設(shè)施。
（發(fā)明人：孫長(zhǎng)貴;姚中貴）
