上流式氧化溝有機廢水處理的方法
2023-06-05 13:25:06 2
專利名稱：上流式氧化溝有機廢水處理的方法
技術領域：
本發明涉及有機廢水處理技術領域，特別是上流式氧化溝有機廢水處理的方法。
背景技術：
氧化溝汙水處理工藝是20世紀60年代初由荷蘭衛生工程研究所(TNO)的帕斯維 爾(Psveer)博士首先研究開發的。自20世紀60年代起，氧化溝有機廢水生物處理技術已 在歐洲、大洋洲、北美洲和南非等的多個國家得到了迅速的推廣和應用。美國環境保護局 (USEPA)曾對氧化溝有機廢水處理系統與其他二級有機廢水生物處理系統進行過全面的研 究和比較，結果表明其在出水水質、運行可靠性、基建投資費用和運行費用等方面都比其他 方法具有一定的優越性，被評為處理效果可靠、基建費用低而運行費用又較省的有機廢水 處理方法。經過半個世紀改進和發展，目前國外已研究開發了卡魯塞爾氧化溝(Carrousel)、 奧貝爾氧化溝(Orbal)、雙溝式氧化溝(Double Ditch,即D型)、三溝式氧化溝(Triple Ditch,即T型)、導管式氧化溝、船型氧化溝(BOTA)及側溝式氧化溝等多種氧化溝形式，目 前還沒有看到有關上流式氧化溝的報導。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能耗低、有機汙染物去除率高、反應深度大、 反應速度快、容積負荷高、且能耗、初投資和運行費用低的上流式氧化溝有機廢水處理的方法。本發明以如下技術方案解決上述技術問題本發明採用了有機廢水在氧化溝內經跌水曝氣充氧、在向上流的流化態運行條件 下與汙泥層反應的方法來脫除廢水中的有機汙染物及氨氮；以跌水曝氣池和池底帶有布水 器的上流式隔室為主要設備串聯組成多組多級處理單元循環處理。氧化溝出水隔室內廢水的上流速度應控制在0. 5m/hr以下，氧化溝其餘各上流式 隔室內廢水的上流速度為0. 5 15m/h，容積負荷0. 2 5. OkgCOD/m3 · d。本發明的上流式氧化溝有機廢水處理方法所用的設備結構是氧化溝內設置一系列垂直擋水板構成多個跌水曝氣室、上流式隔室和一個上流式 出水隔室，每一個跌水曝氣室和緊跟在其後的一個上流式隔室組成一個廢水處理單元，跌 水曝氣室和上流式隔室底部有管道相通，所有隔室的底部管道上均設有布水器；最後一級 跌水曝氣池後方有出水隔室池；第一級跌水曝氣池的上方有用於供出水隔室的部分出水重 新進入本池的回流泵。上流式氧化溝有由跌水曝氣室、上流式隔室組成的3-8組、及由最後一級跌水曝 氣池和出水隔室池組成的一組有機廢水處理單元。本發明的上流式氧化溝有機廢水處理的方法，被處理的廢水在氧化溝各隔室內均 勻地向上流動，從而使氧化溝各隔室內的汙泥層都呈流化態狀態，使上流式氧化溝廢水中的汙染物擴散至活性汙泥的傳質速度快、氧化溝內汙泥濃度高，因此，氧化溝容積負荷大、 反應速度快、反應深度大和耐負荷衝擊能力強，投資要比卡魯塞爾氧化溝節約40%，能耗則 僅為卡魯塞爾氧化溝的15%。
圖1是本發明上流式氧化溝有機廢水處理的方法所用設備結構與運行原理的平 面示意圖。圖中的氧化溝內有三組由跌水曝氣池和與上流式隔室組成的廢水處理單元，以 及一組由跌水曝氣池和出水隔室組成的廢水處理單元。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3是圖1的B-B剖面圖。圖中序號為1_布水器 2-跌水曝氣室 3-回流泵 4-汙泥區 5-回流口 6_進水管7-出水隔室8-排水口 9-上流式隔室10-出水堰。
具體實施例方式本發明的技術是在氧化溝內設置一系列垂直擋水板構成多個跌水曝氣室2 (包括 21、22、23和24)、多個上流式隔室9 (包括91、92、93)和一個出水隔室7，跌水曝氣室和隔 室底部有管道相通，隔室底部管道上設有布水器1 ；每個隔室的前方都有一個跌水曝氣池 2(包括21、22、23和24)。廢水處理設備運行時，氧化溝各隔室內的有機廢水均呈上流的 方式流動，從而使氧化溝各隔室內的汙泥層都呈流化態狀態，使廢水中的有機汙染物與汙 泥充分接觸，加快傳質速度、提高生物化學反應速度。為保證小粒徑的汙泥不會被帶出氧化 溝、以保證出水含懸浮物濃度SS達到規定的處理要求及保持氧化溝內有較高的汙泥濃度， 氧化溝出水隔室內汙水的上流速度應控制在0. 5m/hr以下。氧化溝其餘各上流式隔室內廢 水的上流速度為0. 5 15m/h,容積負荷0. 2 5. OkgCOD/m3 · d。當含有機汙染物的廢水從進水管6進入第一級跌水曝氣池21跌水曝氣後，從池底 經布水器1均勻進入第一級上流式隔室91，並向上流經反應區即汙泥區4，使汙泥床4呈流 化態同時進行生化反應脫除廢水中的有機汙染物及氨氮；當廢水水面到達本隔室的出水水 面時，即落入第二級跌水曝氣池22跌水曝氣，再從第二級上流式隔室92底部的布水器均 勻進入第二級上流式隔室；在第二級上流式隔室92內使汙泥床呈流化狀態，同時進行生化 反應脫除廢水中的有機汙染物及氨氮；當廢水水面到達第二級上流式隔室的出水水面時， 即落入第三級跌水曝氣池23跌水曝氣、繼而在第三級上流式隔室93內繼續進行生化反應 脫除廢水中的有機汙染物及氨氮；如此循環進行多級多次脫除廢水中的有機汙染物、氨氮。 當廢水經三至八級跌水曝氣和上流式隔室反應後，通過回流口 5進入最後一級跌水曝氣池 24，經池底部的布水器均勻進入出水隔室7，並向上流經汙泥區的汙泥懸浮層4進行生化反 應和沉澱後，一部分達到處理要求的廢水經出水堰10從排水口 8排出上流式氧化溝，另一 部分達到處理要求的廢水則經回流泵3回流至第一級跌水曝氣池21繼續脫除廢水中的有 機汙染物及氨氮。經長期研究、試驗、設計和實際運行，總結出能滿足上流式氧化溝各隔室有效容積 要求的以下公式Vn = QCn/qn
式中Vn_上流式氧化溝各隔室的有效容積Q-廢水的進水流量(m3/d)Cn-各隔室廢水進水的有機物濃度(kgB0D5/m3)qn-各隔室的容積負荷(kgB0D5/m3 · d)對於生活汙水，上式中的各隔室容積負荷qn可在0. 2 4. OkgCOD/m3 -d的範圍內 選擇，氧化溝推薦採用4個隔室。當使用上流式氧化溝處理有機廢水或城市汙水時，氧化溝各隔室內的汙泥濃度可 達10g/L以上，而且各隔室的汙泥層都呈流化態狀態，提高了上流式氧化溝廢水中的汙染 物擴散至活性汙泥的傳質速度和氧化溝內的汙泥濃度，因此上流式氧化溝的容積負荷大、 反應速度快、反應深度大、耐負荷衝擊能力強。用上流式氧化溝有機廢水處理工藝處理城市 汙水在進水COD = 320mg/L、B0D5 = 160mg/L、上流式氧化溝容積負荷為2. OkgCOD/m3 'd時， 出水COD = 42mg/L、B0D5 = 7mg/L，而投資僅為卡魯塞爾氧化溝的70%，能耗則為卡魯塞爾 氧化溝的30%。上流式氧化溝有機廢水處理方法同時具有膨脹顆粒汙泥床、厭氧折流板反應器、 氧化溝和多級好氧硝化、缺氧反硝化的工作特色，能很好地去除廢水中的有機汙染物和氨 氮。與卡魯塞爾氧化溝、間歇式活性汙泥法及多級厭氧好氧有機廢水處理工藝相比，上流式 氧化溝有機廢水處理方法不僅去除COD、BOD5的效果好、容積負荷大，而且脫氮效果也很好， 當上流式氧化溝有機廢水處理單元多於4組時，脫氮效果更好。以下為申請人的一個成功的試驗例深圳市某科技園生活汙水排放量約為400m3/d，由於生活汙水直接排入河流，因此 需對排放汙水進行處理。下表所列為深圳市該科技園上流式氧化溝的工藝設計參數和運行 參數。我們根據低濃度生活汙水厭氧一缺氧處理的特點進行了上流式氧化溝的啟動，啟動 時間約為6個月。反應池經啟動後一直運行良好，反應池各隔室內充滿了汙泥，在反應池運 行10個月後，測得反應池出水COD濃度為44mg/L，BOD5濃度為9mg/L，COD去除率為91%， BOD5去除率為97%，SS去除率為96%，COD容積負荷為0. 38kgC0D/m3 · d，BOD5容積負荷為 0. 22kgB0D5/m3 · d目前我們正在將此工藝應用於另外一些汙水處理量更大的住宅小區汙水 處理站。深圳市某科技園400m3/d上流式氧化溝汙水處理站設計運行數據
權利要求
1. 一種上流式氧化溝有機廢水處理的方法，其特徵是本發明採用了有機廢水在氧化溝 內經跌水曝氣充氧、在向上流的流化態運行條件下與汙泥層反應的方法來脫除廢水中的有 機汙染物、氨氮；以跌水曝氣池和池底帶有布水器的上流式隔室為主要設備串聯組成多組 多級處理單元循環處理。
2.如權利要求1所述的上流式氧化溝有機廢水處理的方法，其特徵是氧化溝出水隔室 內廢水的上流速度應控制在0. 5m/hr以下，氧化溝其餘各上流式隔室內廢水的上流速度為 0. 5 15m/h,容積負荷 0. 2 5. OkgCOD/m3 · d。
3.如權利要求1所述的上流式氧化溝有機廢水處理的方法，其特徵是所用的設備結構是氧化溝內設置一系列垂直擋水板構成多個跌水曝氣室、上流式隔室和一個上流式出水 隔室，每一個跌水曝氣室和緊跟在其後的一個上流式隔室組成一個廢水處理單元，跌水曝 氣室和上流式隔室底部有管道相通，所有隔室的底部管道上均設有布水器；最後一級跌水 曝氣池後方有出水隔室池；第一級跌水曝氣池的上方有用於供出水隔室的部分出水重新進 入本池的回流泵。
4.如權利要求3所述的上流式氧化溝有機廢水處理的方法，其特徵是上流式氧化溝中 有3-8組由跌水曝氣室、上流式隔室組成、以及一組由跌水曝氣池和出水隔室組成的汙水 處理單元。
全文摘要
一種上流式氧化溝有機廢水處理的方法，採用了有機廢水在氧化溝內經跌水曝氣充氧、在向上流的流化態運行條件下與汙泥層反應的方法來脫除廢水中的有機汙染物及氨氮；以跌水曝氣池和池底帶有布水器的隔室為主要設備串聯組成多級處理單元。用本發明的方法處理有機廢水，被處理的廢水在氧化溝各隔室內均勻地向上流動，從而使氧化溝各隔室內的汙泥層都呈流化態狀態，提高了上流式氧化溝廢水中的汙染物擴散至活性汙泥的傳質速度和氧化溝內的汙泥濃度，使上流式氧化溝的容積負荷大、反應速度快、反應深度大和耐負荷衝擊能力強，投資要比卡魯塞爾氧化溝節約40％，能耗則僅為卡魯塞爾氧化溝的15％。
文檔編號C02F9/14GK102001790SQ201010550818
公開日2011年4月6日 申請日期2010年11月19日 優先權日2010年11月19日
發明者趙元超, 趙若雲 申請人:趙元超, 趙若雲