專利名稱：氣升式深水型氧化溝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于水處理技術領域，特別涉及可用于小城鎮(zhèn)生活污水處理，用于印染、造紙、屠宰等行業(yè)的高濃度有機廢水處理的，具有脫氮除磷功能的低能耗、高效、新型水處理的一種氣升式深水型氧化溝。
背景技術：
20世紀70年代以來，水體富營養(yǎng)化問題的日漸突出，水質(zhì)指標體系不斷嚴格，使廢水脫氮除磷成為水污染控制中廣為關注的熱點。然而傳統(tǒng)的生物脫氮除磷技術已很難滿足現(xiàn)有的水質(zhì)處理要求，迫切需要研發(fā)出新型、高效、低能耗的脫氮除磷技術。
在傳統(tǒng)的廢水生物脫氮處理中，主要是通過硝化菌在好氧條件下將廢水中氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝酸態(tài)氮或亞硝酸態(tài)氮，然后在缺氧條件下，利用反硝化菌將硝酸態(tài)氮和亞硝酸態(tài)氮還原為氮氣從廢水中逸出，從而達到脫氮的目的。至于生物除磷處理，則是利用聚磷菌在好氧環(huán)境中的活性，在充分利用基質(zhì)的同時，從廢水中攝取大量溶解態(tài)的正磷酸鹽，合成如環(huán)狀、線狀結構的多聚磷酸鹽，實現(xiàn)磷在生物體內(nèi)的富集(即聚磷過程)。如果將這些攝取大量磷的微生物從廢水中去除，即可達到除磷的目的。在這種脫氮除磷過程中，反硝化菌與聚磷菌之間存在著基質(zhì)競爭，同時也具有不同的生長周期(即泥齡不同)，從而使脫氮除磷的效率降低，水質(zhì)處理效果較差。實驗研究表明，利用氧化溝的厭氧、缺氧及好氧區(qū)的交替運行則可以有效地解決這一問題。
氣升式深水型氧化溝將傳統(tǒng)的氧化溝進行了技術改進，它集厭氧-缺氧-好氧多段生物反應于一體，使各種生物菌體在不同的反應區(qū)具有不同的活性，有效地實現(xiàn)對廢水中各種污染物的去除，從而具備良好的去除COD和脫氮除磷的功能。本發(fā)明采用氣升式深水曝氣，使廢水中溶解氧含量增加，可以有效提高有機物污染物的去除效率。除污泥回流外，無其它回流設備，動力消耗低，運行成本低于傳統(tǒng)工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣升式深水型氧化溝，所述深水型氧化溝是由外溝壁、隔墻、擋板和曝氣裝置組成的曝氣池，其特征在于由隔墻4和擋板1、2和3將外溝壁13圍成的氧化溝分隔成以隔墻為對稱的兩部分，氧化溝內(nèi)間隔放置多個曝氣段，每個曝氣段設置第一曝氣區(qū)9和第二曝氣區(qū)5兩個曝氣區(qū)；在曝氣區(qū)內(nèi)由擋板1、2和3分隔成迷宮式通道14，在各曝氣區(qū)內(nèi)分別安裝作曝氣裝置的進氣管10，氧化溝的一個側(cè)壁上設置有進水口12和出水口11，污水從進水口12氧化溝內(nèi)，在曝氣區(qū)內(nèi)空氣從溝底進入，從溝底向水面上升；在氣升式深水型氧化溝中，第一曝氣區(qū)9的曝氣裝置位于擋板1和擋板2之間，其作用是在給污水提供溶解氧的同時，利用上升氣流造成水的密度下降，帶動整體水流向上流動，從而成為整個氧化溝運行的動力源。第二曝氣區(qū)5的作用是防止污泥沉淀，并可根據(jù)氧化溝的運行情況調(diào)整其曝氣量，補充氧化溝運行所需的溶解氧。
本發(fā)明的有益效果是采用氣升式深水曝氣，提高污水中溶解氧濃度，從而可以提高污染物的降解速率；采用多段分區(qū)曝氣使氧化溝的厭氧、缺氧和好氧區(qū)交替運行，提高污水的脫氮除磷效率，以滿足新的污水排放標準。同時，本發(fā)明提供的氣升式深水型氧化溝比傳統(tǒng)氧化溝的占地面積小、設備簡單、基建費用低、工藝簡捷、運行管理方便。該氧化溝的容積負荷可達4000mg/L以上，脫氮效率比一般氧化溝高20～30％，除磷效率高15～25％，出水水質(zhì)可達一級排放標準。為小城鎮(zhèn)生活污水和印染、造紙、屠宰等行業(yè)的高濃度有機廢水提供一種高效低能耗的處理設備。


圖1是氣升式深水型氧化溝的原理結構示意圖。
圖2是A-A剖面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供一種氣升式深水型氧化溝。在圖1、圖2所示的結構中，由隔墻4和擋板1、2和3將外溝壁13圍成的氧化溝分隔成以隔墻為對稱的兩部分，在每部分內(nèi)設置第一曝氣區(qū)9和第二曝氣區(qū)5，在曝氣區(qū)內(nèi)由擋板1、2和3分隔成迷宮式通道14，在各曝氣區(qū)內(nèi)分別安裝作曝氣裝置的進氣管10，氧化溝的一個側(cè)壁上設置有進水口12和出水口11，污水從進水口12氧化溝內(nèi)，在曝氣區(qū)內(nèi)空氣從溝底進入，從溝底向水面上升；氧化溝內(nèi)間隔放置多個曝氣段，每個曝氣段分為兩個曝氣區(qū)；在氣升式深水型氧化溝中，第一曝氣區(qū)9的曝氣裝置位于擋板1和擋板2之間，其作用是在給污水提供溶解氧的同時，利用上升氣流造成水的密度下降，帶動整體水流向上流動，從而成為整個氧化溝運行的動力源。第二曝氣區(qū)5本發(fā)明的目的是提供一種氣升式深水型氧化溝，所述深水型氧化溝是由外溝壁、隔墻、擋板和曝氣裝置組成的曝氣池，其特征在于由隔墻4和擋板1、2和3將外溝壁13圍成的氧化溝分隔成以隔墻為對稱的兩部分，氧化溝內(nèi)間隔放置多個曝氣段，每個曝氣段設置第一曝氣區(qū)9和第二曝氣區(qū)5兩個曝氣區(qū)；在曝氣區(qū)內(nèi)由擋板1、2和3分隔成迷宮式通道14，在各曝氣區(qū)內(nèi)分別安裝作曝氣裝置的進氣管10，氧化溝的一個側(cè)壁上設置有進水口12和出水口11，污水從進水口12氧化溝內(nèi)，在曝氣區(qū)內(nèi)空氣從溝底進入，從溝底向水面上升；在氣升式深水型氧化溝中，第一曝氣區(qū)9的曝氣裝置位于擋板1和擋板2之間，其作用是在給污水提供溶解氧的同時，利用上升氣流造成水的密度下降，帶動整體水流向上流動，從而成為整個氧化溝運行的動力源。第二曝氣區(qū)5的曝氣裝置位于擋板3的左邊，在上升氣流的作用下，防止污泥沉淀，并可根據(jù)氧化溝的運行情況調(diào)整其曝氣量，補充氧化溝運行所需的溶解氧。在氧化溝內(nèi)，隨著處理過程和水流方向從右至左形成好氧區(qū)6、缺氧區(qū)7和厭氧區(qū)8。
在厭氧區(qū)在厭氧條件下，污水內(nèi)的兼性細菌將溶解性BOD轉(zhuǎn)化成低分子發(fā)酵產(chǎn)物，生物聚磷菌將優(yōu)先吸附這些低分子發(fā)酵產(chǎn)物，并將其運送到細胞內(nèi)，同化成胞內(nèi)碳源存貯物，經(jīng)厭氧狀態(tài)釋放磷酸鹽的聚磷菌可在后續(xù)的好氧狀態(tài)下具有很強的吸磷能力，吸收、存貯超出生長需求的磷量，并合成新的聚磷菌細胞，產(chǎn)生富磷污泥，通過剩余污泥的排放將磷從系統(tǒng)中除去。
在缺氧區(qū)泥水混合液由厭氧區(qū)進入缺氧區(qū)，一部分聚磷菌利用后續(xù)工藝的混合液(內(nèi)回流帶來的)中硝酸鹽作為最終電子受體以分解細胞內(nèi)的PHB(聚β羥基丁酸)，產(chǎn)生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同時反硝化菌利用內(nèi)回流帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解的有機物進行反硝化，達到部分脫碳與脫硝、除磷的目的。
在好氧區(qū)氣升式深水型氧化溝兼有推流型和完全混合型反應池兩者的特性，完成一次循環(huán)所需時間為5～20min，而總的停留時間卻很長。在氧化溝好氧區(qū)聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有機物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，產(chǎn)生的能量可供自身生長繁殖，此外還可主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)超量貯積。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溝系統(tǒng)的除磷效果。
該氧化溝好氧區(qū)采用氣升式深水曝氣，有效地提高污水中的溶解氧濃度；并采用多段分區(qū)布氣，可以靈活地控制溶解氧濃度和污水在各分區(qū)的停留時間，這是傳統(tǒng)氧化溝所不具備的。從而可以有效控制氧化溝的好氧、缺氧和厭氧區(qū)的交替運行，使污水在流經(jīng)厭氧、缺氧、好氧三個不同功能區(qū)的過程中，在不同微生物菌落的作用下，使污水中的有機物、N、P得到去除，并可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹。研究中發(fā)現(xiàn)，該氧化溝的容積負荷可達4000mg/L以上，脫氮效率比一般氧化溝高20～30％，除磷效率高15～25％，出水水質(zhì)可達一級排放標準。
我們利用氣升式深水型氧化溝對某生活區(qū)的生活污水進行處理結果如下

權利要求
1.一種氣升式深水型氧化溝，所述深水型氧化溝是由外溝壁、隔墻、擋板和曝氣裝置組成的曝氣池，其特征在于由隔墻(4)和擋板(1)、(2)和(3)將外溝壁(13)圍成的氧化溝分隔成以隔墻為對稱的兩部分；氧化溝內(nèi)間隔放置多個曝氣段，每個曝氣段內(nèi)設置第一曝氣區(qū)(9)和第二曝氣區(qū)(5)兩個曝氣區(qū)，在曝氣區(qū)內(nèi)由擋板(1)、(2)和(3)分隔成迷宮式通道(14)，在各曝氣區(qū)內(nèi)分別安裝作曝氣裝置的進氣管(10)，氧化溝的一個側(cè)壁上設置有進水口(12)和出水口(11)，污水從進水口(12)進入氧化溝內(nèi)，在曝氣區(qū)內(nèi)空氣從溝底進入，從溝底向水面上升；在氣升式深水型氧化溝中，第一曝氣區(qū)(9)的曝氣裝置位于擋板(1)和擋板(2)之間，其作用是在給污水提供溶解氧的同時，利用上升氣流造成水的密度下降，帶動整體水流向上流動，從而成為整個氧化溝運行的動力源；第二曝氣區(qū)(5)的作用是防止污泥沉淀，并可根據(jù)氧化溝的運行情況調(diào)整其曝氣量，補充氧化溝運行所需的溶解氧。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于水處理技術領域的一種氣升式深水型氧化溝。由隔墻和擋板將外溝壁圍成的氧化溝分隔成以隔墻為對稱的兩部分，在氣升式深水型氧化溝內(nèi)設置兩個曝氣區(qū)，在曝氣區(qū)內(nèi)由擋板分隔成迷宮式通道，在各曝氣區(qū)內(nèi)分別安裝作曝氣裝置的進氣管，從而可以提高污染物的降解速率；采用多段曝氣，提高污水中溶解氧濃度，使氧化溝的厭氧、缺氧和好氧區(qū)交替運行，提高污水的脫氮除磷效率，以滿足新的污水排放標準。除污泥回流外，無其它回流設備，動力消耗低，運行成本低于傳統(tǒng)工藝。同時，本發(fā)明提供的氣升式深水型氧化溝占地面積小、設備簡單、基建費用低、工藝簡捷、運行管理方便。適用于小城鎮(zhèn)生活污水和印染、造紙、屠宰等行業(yè)的高濃度有機廢水的處理。
文檔編號C02F3/30GK1693235SQ200510008928
公開日2005年11月9日 申請日期2005年2月25日 優(yōu)先權日2005年2月25日
發(fā)明者施漢昌, 殷益明 申請人:清華大學, 江蘇一環(huán)集團有限公司