公布日：2023.04.21
申請日：2022.11.29
分類號：C02F3/00(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，該方法使用初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置進行，初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置集水解發(fā)酵開發(fā)碳源、除懸浮物和脫氮除磷的多功能，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰，通過對各個部件進行具體設置的同時對處理步驟的各個參數(shù)進行具體設置，實現(xiàn)了可以大幅提高污水處理系統(tǒng)的脫氮除磷效率的技術(shù)效果，在降低生產(chǎn)運行成本的同時，增強出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求書
1.一種初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，其特征在于，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰；所述水解發(fā)酵池包括第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、底壁、第一端壁、第二端壁和儲泥槽，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第一端壁、第二端壁和底壁合圍成水解發(fā)酵池的主體發(fā)酵的槽結(jié)構(gòu)，在緊靠第一端壁一側(cè)的底壁上設置有開口與所述儲泥槽連通，所述儲泥槽頂部開口與底壁上的開口相連通，儲泥槽內(nèi)部設置有兩個三角臺，將儲泥槽內(nèi)部空間設置為上大下小的空間結(jié)構(gòu)；在所述第一端壁上開設有污水入口，在第二端壁上開設有處理水排出口；所述除臭回流裝置設置于水解發(fā)酵池的外部，包括除臭污泥回流泵和污泥回流管，所述除臭污泥回流泵設置于外部污水處理生物池的末端，所述污泥回流管的入口端與除臭污泥回流泵相連，出口端與進水布水槽相連，所述污泥回流管用于將污水處理生物池培養(yǎng)的含有除臭微生物的剩余污泥通過除臭污泥回流泵加壓后排入至進水布水槽內(nèi)；所述進水布水槽設置于水解發(fā)酵池的所述第一端壁的外部，所述進水布水槽為方槽狀結(jié)構(gòu)設置，頂部設置污泥回流管的出口端，在其中一個側(cè)壁上設置有進水口，在與水解發(fā)酵池的所述污水入口相接處的側(cè)壁上設置有多個污水排出口；所述刮泥裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪、第四鏈輪和刮泥鏈板，所述第一鏈輪設置于儲泥槽正上方的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間的上部，所述第二鏈輪的高度位置與第一鏈輪相同，也設置于第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，第二鏈輪至第二端壁的距離為B，第二鏈輪至第一端壁的距離為A，滿足A＝(2～6)B，所述第三鏈輪設置于緊靠第二端壁的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，第三鏈輪與底壁之間的距離為C，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的高度均為D，滿足C＝(3％～8％)D，所述第四鏈輪設置于儲泥槽與底壁相接處的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，所述刮泥鏈板順次與第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪鏈接，在所述刮泥鏈板上均勻布設有多個刮板；所述出水堰設置于緊靠第二端壁的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，所述出水堰包括水平板和豎直板，所述水平板一端與第二端壁連接，另一端懸空，所述豎直板設置有多個，且均豎直的與水平板下方連接，所述處理水排出口開設于所述出水堰上方處的第二端壁上；所述撇渣裝置設置于所述出水堰與所述第二鏈輪之間，所述撇渣裝置包括撇渣筒和撇渣管道，所述撇渣筒的兩個端部分別與所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁連接，所述撇渣筒的側(cè)壁設置有多個開口，且多個開口始終朝向所述第二鏈輪的方向，所述撇渣管道與所述撇渣筒內(nèi)部連通，并用于將撇渣筒內(nèi)部的渣料排出；所述排泥裝置設置于所述儲泥槽的外部，所述排泥裝置包括排泥泵和排泥管道，所述排泥管道設置于儲泥槽和排泥泵之間，用于通過排泥泵的抽吸將儲泥槽內(nèi)的污泥排出；出水堰的所述水平板的高度為E，第二鏈輪的高度為F，E和F的位置關(guān)系滿足：20cm<E-F<40cm；進水布水槽的污水排出口設置有2個，分別為污水上部排出口和污水下部排出口，且污水上部排出口和污水下部排出口均傾斜設置，其中污水上部排出口的出口端斜向下設置，污水下部排出口的出口端斜向上設置，同時與進水布水槽側(cè)壁和水平面均垂直的平面定義為豎直出水面，污水上部排出口的數(shù)學軸心線與水平面的夾角為-2～-5°、與豎直出水面的夾角為1～3°，污水下部排出口的數(shù)學軸心線與水平面的夾角為2～5°、與豎直出水面的夾角為-1～-3°；且污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述底壁的距離為H1，污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述第一側(cè)壁最頂端的距離為H2，滿足H1：H2＝(1～1.3):1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，其特征在于，所述除臭回流裝置還包括設置于污泥回流管上的電磁流量計，所述電磁流量計用于測量含有除臭微生物的剩余污泥的回流量；所述排泥管道設置于進水布水槽的底壁正下方，在所述排泥管道上設置有閘門和電磁流量計，所述閘門用于日常檢修，所述電磁流量計用于測量和控制污泥的排放量，在排泥管道與排泥泵之間設置有放空管道，所述放空管道用于日常檢修。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，其特征在于，所述撇渣裝置還包括撇渣角度控制電動閥門，所述撇渣筒的兩個端部分別與所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁以可轉(zhuǎn)動的方式連接，所述撇渣角度控制電動閥門用于控制所述撇渣筒側(cè)壁的多個開口在始終朝向所述第二鏈輪方向的基礎上，始終位于污水上表面處；所述撇渣管道外部連接渣水分離器，對撇渣管道排出的渣料進行固液分離。
4.一種初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，其特征在于，所述初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法使用權(quán)利要求1～3任一項所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，包括如下步驟：(1)將外部污水處理生物池培養(yǎng)得到的含有除臭微生物的剩余污泥利用除臭回流裝置排入到進水布水槽內(nèi)，同時也將生活污水排入到進水布水槽內(nèi)，其中通過除臭回流裝置排入的剩余污泥的質(zhì)量是排入到進水布水槽內(nèi)物料總量的4～6wt％；(2)通過進水布水槽將剩余污泥與生活污水進行混合，然后通過污水入口將混合物排入到水解發(fā)酵池內(nèi)，啟動刮泥裝置，進行生活廢水中初沉污泥與剩余污泥的混合水解發(fā)酵過程，通過剩余污泥內(nèi)的水解細菌、酸化菌的作用下，將生活廢水中的固體顆粒物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，并且啟動第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，帶動刮泥鏈板以第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，然后再向第一鏈輪的移動方向帶動刮泥鏈板不斷移動，并富集生活廢水中的懸浮物；(3)每0.8～1.2小時啟動一次所述撇渣裝置，進行撇渣，實現(xiàn)對懸浮物的去除；(4)每小時啟動一次所述排泥泵，每次運行4～6min，維持水解發(fā)酵池內(nèi)的污泥濃度梯度，保持水解發(fā)酵池的水下一米的污泥濃度為8000～10000mg/L，保持所述出水堰位置的污泥濃度為2900～3100mg/L；(5)控制水解發(fā)酵池內(nèi)的污水停留時間為2～3h，水解發(fā)酵池內(nèi)的污泥停留時間為3～4天，實現(xiàn)初沉池內(nèi)碳源開發(fā)的污水處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中，通過控制進水流速和排泥泵的運行時間來對污水停留時間和污泥停留時間進行控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中，通過控制含有除臭微生物的剩余污泥回流量和水解發(fā)酵池排泥泵運行時間來實現(xiàn)水解發(fā)酵池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，其特征在于，所述刮泥鏈板的移動速度為28～33m/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中的進水流速為700-1100m3/h，含有除臭微生物的剩余污泥回流排入的流速為50-100m3/h。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種集水解發(fā)酵開發(fā)碳源、除懸浮物和脫氮除磷的多功能活性初沉池系統(tǒng)，解決傳統(tǒng)初沉池運行導致的進水碳源流失問題，通過初沉污泥和回流污泥進行混合產(chǎn)酸發(fā)酵，產(chǎn)生大量的優(yōu)質(zhì)VFA碳源，補充脫氮除磷所需碳源，大幅度提高系統(tǒng)脫氮除磷效率。
具體通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：
一種初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰。
所述水解發(fā)酵池包括第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、底壁、第一端壁、第二端壁和儲泥槽，所述第一側(cè)壁、第二側(cè)壁、第一端壁、第二端壁和底壁合圍成水解發(fā)酵池的主體發(fā)酵的槽結(jié)構(gòu)，在緊靠第一端壁一側(cè)的底壁上設置有開口與所述儲泥槽連通，所述儲泥槽頂部開口與底壁上的開口相連通，儲泥槽內(nèi)部設置有兩個三角臺，將儲泥槽內(nèi)部空間設置為上大下小的空間結(jié)構(gòu)；在所述第一端壁上開設有污水入口，在第二端壁上開設有處理水排出口。
所述除臭回流裝置設置于水解發(fā)酵池的外部，包括除臭污泥回流泵和污泥回流管，所述除臭污泥回流泵設置于外部污水處理生物池的末端，所述污泥回流管的入口端與除臭污泥回流泵相連，出口端與進水布水槽相連，所述污泥回流管用于將污水處理生物池培養(yǎng)的含有除臭微生物的剩余污泥通過除臭污泥回流泵加壓后排入至進水布水槽內(nèi)。
所述進水布水槽設置于水解發(fā)酵池的所述第一端壁的外部，所述進水布水槽為方槽狀結(jié)構(gòu)設置，頂部設置污泥回流管的出口端，在其中一個側(cè)壁上設置有進水口，在與水解發(fā)酵池的所述污水入口相接處的側(cè)壁上設置有多個污水排出口。
所述刮泥裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪、第四鏈輪和刮泥鏈板，所述第一鏈輪設置于儲泥槽正上方的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間的上部，所述第二鏈輪的高度位置與第一鏈輪相同，也設置于第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，第二鏈輪至第二端壁的距離為B，第二鏈輪至第一端壁的距離為A，滿足A＝(2～6)B，所述第三鏈輪設置于緊靠第二端壁的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，第三鏈輪與底壁之間的距離為C，第一側(cè)壁和第二側(cè)壁的高度均為D，滿足C＝(3～8％)D，所述第四鏈輪設置于儲泥槽與底壁相接處的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，所述刮泥鏈板順次與第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪鏈接，在所述刮泥鏈板上均勻布設有多個刮板。
所述出水堰設置于緊靠第二端壁的第一側(cè)壁和第二側(cè)壁之間，所述出水堰包括水平板和豎直板，所述水平板一端與第二端壁連接，另一端懸空，所述豎直板設置有多個，且均豎直的與水平板下方連接，所述處理水排出口開設于所述出水堰上方處的第二端壁上。
所述撇渣裝置設置于所述出水堰與所述第二鏈輪之間，所述撇渣裝置包括撇渣筒和撇渣管道，所述撇渣筒的兩個端部分別與所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁連接，所述撇渣筒的側(cè)壁設置有多個開口，且多個開口始終朝向所述第二鏈輪的方向，所述撇渣管道與所述撇渣筒內(nèi)部連通，并用于將撇渣筒內(nèi)部的渣料排出。
所述排泥裝置設置于所述儲泥槽的外部，所述排泥裝置包括排泥泵和排泥管道，所述排泥管道設置于儲泥槽和排泥泵之間，用于通過排泥泵的抽吸將儲泥槽內(nèi)的污泥排出。
作為優(yōu)選，出水堰的所述水平板的高度為E，第二鏈輪的高度為F，E和F的位置關(guān)系滿足：20cm<E-F<40cm。
作為優(yōu)選，進水布水槽的污水排出口設置有2個，分別為污水上部排出口和污水下部排出口，且污水上部排出口和污水下部排出口均傾斜設置，其中污水上部排出口的出口端斜向下設置，污水下部排出口的出口端斜向上設置，同時與進水布水槽側(cè)壁和水平面均垂直的平面定義為豎直出水面，污水上部排出口的數(shù)學軸心線與水平面的夾角為-2～-5°、與豎直出水面的夾角為1～3°，污水下部排出口的數(shù)學軸心線與水平面的夾角為2～5°、與豎直出水面的夾角為-1～-3°；且污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述底壁的距離為H1，污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述第一側(cè)壁最頂端的距離為H2，滿足H1：H2＝(1～1.3):1。
作為優(yōu)選，所述除臭回流裝置還包括設置于污泥回流管上的電磁流量計，所述電磁流量計用于測量含有除臭微生物的剩余污泥的回流量。
作為優(yōu)選，所述撇渣裝置還包括撇渣角度控制電動閥門，所述撇渣筒的兩個端部分別與所述第一側(cè)壁和第二側(cè)壁以可轉(zhuǎn)動的方式連接，所述撇渣角度控制電動閥門用于控制所述撇渣筒側(cè)壁的多個開口在始終朝向所述第二鏈輪方向的基礎上，始終位于污水上表面處；所述撇渣管道外部連接渣水分離器，對撇渣管道排出的渣料進行固液分離。
作為優(yōu)選，所述排泥管道設置于進水布水槽的底壁正下方，在所述排泥管道上設置有閘門和電磁流量計，所述閘門用于日常檢修，所述電磁流量計用于測量和控制污泥的排放量，在排泥管道與排泥泵之間設置有放空管道，所述放空管道用于日常檢修。
一種初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法，所述初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理方法使用上述的初沉池內(nèi)碳源開發(fā)污水處理裝置，包括如下步驟：
(1)將外部污水處理生物池培養(yǎng)得到的含有除臭微生物的剩余污泥利用除臭回流裝置排入到進水布水槽內(nèi)，同時也將生活污水排入到進水布水槽內(nèi)，其中通過除臭回流裝置排入的剩余污泥的質(zhì)量是排入到進水布水槽內(nèi)物料總量的4～6wt％。
(2)通過進水布水槽將剩余污泥與生活污水進行混合，然后通過污水入口將混合物排入到水解發(fā)酵池內(nèi)，啟動刮泥裝置，進行生活廢水中初沉污泥與剩余污泥的混合水解發(fā)酵過程，通過剩余污泥內(nèi)的水解細菌、酸化菌的作用下，將生活廢水中的固體顆粒物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生物降解的小分子物質(zhì)，并且啟動第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，帶動刮泥鏈板以第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，然后再向第一鏈輪的移動方向帶動刮泥鏈板不斷移動，并富集生活廢水中的懸浮物。
(3)每0.8～1.2小時啟動一次所述撇渣裝置，進行撇渣，實現(xiàn)對懸浮物的去除。
(4)每小時啟動一次所述排泥泵，每次運行4～6min，維持水解發(fā)酵池內(nèi)的污泥濃度梯度，保持水解發(fā)酵池的水下一米的污泥濃度為8000～10000mg/L，保持所述出水堰位置的污泥濃度為2900～3100mg/L；
(5)控制水解發(fā)酵池內(nèi)的污水停留時間為2～3h，水解發(fā)酵池內(nèi)的污泥停留時間為3～4天，實現(xiàn)初沉池內(nèi)碳源開發(fā)的污水處理。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，通過控制進水流速和排泥泵的運行時間來對污水停留時間和污泥停留時間進行控制。
作為優(yōu)選，步驟(5)中，通過控制含有除臭微生物的剩余污泥回流量和水解發(fā)酵池排泥泵運行時間來實現(xiàn)初沉池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度。
作為優(yōu)選，所述刮泥鏈板的移動速度為28～33m/h。
作為優(yōu)選，步驟(4)中的進水流速為700-1100m3/h，含有除臭微生物的剩余污泥回流排入的流速為50-100m3/h。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
(1)本發(fā)明通過對各個部件，尤其是在水解發(fā)酵池內(nèi)的各部件進行具體詳細設置以及進行具體配合方式進行具體配置，使得在同一個池子內(nèi)可完成初沉污泥與剩余污泥混合水解發(fā)酵而開發(fā)碳源的過程，該過程強化了系統(tǒng)脫氮除磷效果；由于水解發(fā)酵池內(nèi)水體和污泥的混合以及反應需要合適的配合方式以及污泥與水體的接觸程度，因此，通過合理設定各個鏈輪的位置配合方式，使得成渣、除臭污泥與污水的接觸以及與污水中污泥的接觸、水體發(fā)酵水解等過程能夠更為優(yōu)化，避免了污泥堆積而造成與水體不能有效接觸的問題，本發(fā)明的具體設置強化了接觸，提高了水解酸化效率，同時避免了撇渣存在死區(qū)和污泥逐漸富集在底部而導致刮泥阻力大等問題；由于進水流速相對較快，進水布水槽內(nèi)污水和除臭污泥已經(jīng)處于混合的狀態(tài)，通過合理將兩個污水排出口設置為相互對應傾斜的方式，從而使得從進水布水槽排出的水體以渦流的形式流入到水解發(fā)酵池內(nèi)，避免水體中的顆粒物在儲泥槽上方出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，通過與水流速度以及與水下一米的污泥濃度、出水堰位置的污泥濃度的設置進行配合而合理設定了其具體的傾斜角度，從而使得渦流擾動既能避免顆粒物沉降，又能保證不同部位污泥濃度符合本發(fā)明設定的范圍。同時在水解發(fā)酵池內(nèi)保留了傳統(tǒng)初沉池功能，在水解發(fā)酵的同時實現(xiàn)了去除固體顆粒和懸浮物的效果，減少了對生化系統(tǒng)沖擊。
(2)在各個部件設置合理的情況下，通過對工藝各步驟的參數(shù)進行具體設置，使得在本發(fā)明的水解發(fā)酵池內(nèi)實現(xiàn)了脫氮除磷、去除固體顆粒和懸浮物等效果，通過對各個參數(shù)進行具體控制，尤其是控制初沉池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度，可以使污泥發(fā)酵效果最佳，大幅度提高了原水碳源利用率，可以有效改善低碳氮比城鎮(zhèn)污水廠進水水質(zhì)，在降低生產(chǎn)運行成本的同時，增強出水水質(zhì)的穩(wěn)定性。
(3)通過對各個參數(shù)與水質(zhì)之間的關(guān)系進行具體設置，實現(xiàn)了根據(jù)進出水水質(zhì)的變化而靈活調(diào)整發(fā)酵時間、排泥時間以及發(fā)酵污泥濃度等參數(shù)，大大提高了抗沖擊性，適應了不同水質(zhì)和水量，達到了運行靈活的效果。本發(fā)明水解發(fā)酵池出水的SCOD和VFA相對進水均提高了30％以上，有效改善了后續(xù)處理的進水水質(zhì)。
（發(fā)明人：王繼苗;劉振;尹建輝;張燕;顧瑞環(huán);唐曉虎;馬曉寧;王仁禮;王媛媛;沈傳浩;遲文浩;孫揚;蔡宏亮;孫賢鵬;王曉霞;馮娟）
