一種氧化溝工藝的模擬裝置及方法
2023-06-29 00:42:21 1
專利名稱：一種氧化溝工藝的模擬裝置及方法
技術領域：
本發明涉及水汙染處理領域，特別是一種氧化溝エ藝的模擬裝置及方法。
背景技術：
氧化溝是活性汙泥法的ー種變型。氧化溝是ー個封閉的環形溝渠，泥水混合液在溝渠中反覆循環流動而使汙染物得到降解，具有推流式和完全混合式的特點。氧化溝作為汙水生物處理的有效方法之一，具有系統簡單、操作方便、剰餘汙泥少、耗電量低等其他活性汙泥系統無可比擬的優點，在國內外汙水處理中得到廣泛應用。氧化溝一般採用表面機械曝氣，曝氣設備分散定點布置，當混合液流經曝氣區時溶解氧濃度升高，離開曝氣區時由於微生物耗氧作用混合液的溶解氧逐步下降，以至處於缺氧狀態，出現明顯的溶解氧濃度梯度，再經歷曝氣區時重複上述過程，從而在氧化溝中形 成了良好的缺氧好氧交替工作環境，為生物脫氮創造良好的環境條件，有利於氮的去除，所以氧化溝具有脫氮能力，如果在氧化溝前再增設厭氧池就可以達到脫氮除磷效果。目前針對氧化溝脫氮及處理效果研究，通常採用的研究手段有ニ種ー是採用實際運行的氧化溝，ニ是採用氧化溝模型模擬。由實際運行的氧化溝規模大，運行條件改變困難，不能很好地實現試驗研究的目的，而氧化溝模型容積較小，一個循環的水力停留時間很短，不能很好地反映氧化溝的運行特點和反應狀況。特別是針對氧化溝的生物脫氮研究及多點曝氣研究利用氧化溝模型難以實施或達到研究效果。
發明內容
為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在於提供一種氧化溝エ藝的模擬裝置及方法，能很好地反映氧化溝的運行特點和反應狀況。為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為
一種氧化溝エ藝的模擬裝置，包括厭氧反應器I和模擬反應器2，厭氧反應器I的進水ロ通過汙水泵A和進水管連接，厭氧反應器I的出水ロ和模擬反應器2的進水ロ連接，模擬反應器2的出水ロ通過第一閥門C和排水管連接，模擬反應器2的回流汙泥出口通過汙泥泵B和厭氧反應器I的回流汙泥入口連接，模擬反應器2的剩餘汙泥出ロ通過第二閥門D和排泥管連接，模擬反應器2的曝氣器通過氣管和氣泵E連接，厭氧反應器I裝有第一攪拌器F，模擬反應器2裝有第二攪拌器G。所述的汙水泵A、汙泥泵B、氣泵E、第一閥門C、第二閥門D、第一攪拌器F和第二攪拌器G均由微電腦自動控制系統實行全自動控制。所述的厭氧反應器I為厭氧反應池。所述的模擬反應器2為模擬反應池。一種氧化溝エ藝的模擬方法，包括以下步驟
第一歩，汙水泵A、汙泥泵B、第一攪拌器F和第二攪拌器G同時開啟，進水和汙泥回流開始，厭氧反應器I中的泥水混合液自流進入模擬反應器2中，在O. 5-2min後，汙水泵A、汙泥泵B停止，進水和汙泥回流結束；
第二歩，進水結束後厭氧反應器I和模擬反應器2進行混合反應，l-15min後氣泵E開啟，模擬反應器2進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min後關閉氣泵E，反應l_15min後又開啟氣泵E，進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關閉氣泵E，一個循環內氣泵E的間歇開啟和運行模擬實現氧化溝的不同曝氣方式，兩次進水之間的時間稱為一個循環，一個循環時間相當於模擬氧化溝的ー個循環時間；
第三歩，當模擬氧化溝ー個循環時間結束後又同時開啟汙水泵A和汙泥泵B進行進水和汙泥回流，進行新的循環，在運行3-6個循環後，關閉第二攪拌器G，使模擬反應器2中的泥水混合液靜置沉澱，進行泥水分離，沉澱30min後，開啟第一閥門C進行排水，排水量為前面幾個循環所進的水量；
第四步，排水結束後又開始新的循環，在運行3-6個循環後進行沉澱排水，如此反覆運行，從長期運行效果來看與氧化溝的運行效果是等效的，即實現了氧化溝エ藝模擬。
在整個模擬運行中，第一攪拌器F —直開啟，第二攪拌器G只是在模擬反應器2沉澱時關閉，其它時間開啟，進水和進入厭氧反應器I中的回流汙泥同步進行，剩餘汙泥根據泥齡要求在泥水混合液開始沉澱前開啟第二閥門D從模擬反應器2中排放。本發明的優點為
(I)本模擬方法以氧化溝的循環比為基礎，將氧化溝在空間上的生物反應變為時間上的生物反應，能較好地反映氧化溝的流態特徵和運行特性。( 2 )本發明所採用的模擬方法可以使模擬試驗裝置體積小，對氧化溝的試驗研究不受地域限制，模擬方法更能切合氧化溝的實際運行狀況，模擬試驗更加方便可靠。(3)本發明可實現對氧化溝不同曝氣方式及脫氮除磷進行模擬試驗研究，運行方
便可靠。
附圖為本發明模擬裝置的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合附圖對本發明作進ー步描述。參見附圖，一種氧化溝エ藝的模擬裝置，包括厭氧反應器I和模擬反應器2，厭氧反應器I的進水口通過汙水泵A和進水管連接，厭氧反應器I的出水口和模擬反應器2的進水口連接，模擬反應器2的出水ロ通過第一閥門C和排水管連接，模擬反應器2的回流汙泥出口通過汙泥泵B和厭氧反應器I的回流汙泥入口連接，模擬反應器2的剩餘汙泥出口通過第二閥門D和排泥管連接，模擬反應器2的曝氣器通過氣管和氣泵E連接，厭氧反應器I裝有第一攪拌器F，模擬反應器2裝有第二攪拌器G。所述的汙水泵A、汙泥泵B、氣泵E、第一閥門C、第二閥門D、第一攪拌器F和第二攪拌器G均由微電腦自動控制系統實行全自動控制。所述的厭氧反應器I為厭氧反應池。所述的模擬反應器2為模擬反應池。一種氧化溝エ藝的模擬方法，包括以下步驟第一歩，汙水泵A、汙泥泵B、第一攪拌器F和第二攪拌器G同時開啟，進水和汙泥回流開始，厭氧反應器I中的泥水混合液自流進入模擬反應器2中，在O. 5-2min後，汙水泵A、汙泥泵B停止，進水和汙泥回流結束；
第二歩，進水結束後厭氧反應器I和模擬反應器2進行混合反應，l-15min後氣泵E開啟，模擬反應器2進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min後關閉氣泵E，反應l_15min後又開啟氣泵E，進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關閉氣泵E，一個循環內氣泵E的間歇開啟和運行模擬實現氧化溝的不同曝氣方式，兩次進水之間的時間稱為一個循環，一個循環時間相當於模擬氧化溝的ー個循環時間；
第三歩，當模擬氧化溝ー個循環時間結束後又同時開啟汙水泵A和汙泥泵B進行進水和汙泥回流，進行新的循環，在運行3-6個循環後，關閉第二攪拌器G，使模擬反應器2中的泥水混合液靜置沉澱，進行泥水分離，沉澱30min後，開啟第一閥門C進行排水，排水量為前面幾個循環所進的水量；
第四步，排水結束後又開始新的循環，在運行3-6個循環後進行沉澱排水，如此反覆運行，從長期運行效果來看與氧化溝的運行效果是等效的，即實現了氧化溝エ藝模擬。在整個模擬運行中，第一攪拌器F —直開啟，第二攪拌器G只是在模擬反應器2沉澱時關閉，其它時間開啟，進水和進入厭氧反應器I中的回流汙泥同步進行，剩餘汙泥根據泥齡要求在泥水混合液開始沉澱前開啟第二閥門D從模擬反應器2中排放。根據對氧化溝運行特點分析可知，氧化溝最根本的特點是ー是封閉的環形溝渠；ニ是具較大的水力內回流。氧化溝屬於環流反應器的ー種形式，具有和環流反應器相似的流態特徵，即在ー個或幾個循環內表現為推流特性，多次循環表現為完全混合特性。推流式反應和間歇反應具有相似的停留時間分布，因而二者具有相似的流態。因此，氧化溝在ー個循環中的推流反應可以用間歇反應器在時間上的推流反應來模擬，間歇反應器的多次循環在空間上累積效應就表現為氧化溝的多次循環特徵。間歇反應器進水的間隔時間即ー個循環，反映氧化溝的ー個循環時間；間歇進水的進水量根據氧化溝的循環比確定。雖然間歇反應器為間歇進水，即一次循環為間歇推流式，但是多次循環即對於整個停留時間運行來說為完全混合式，也就是說從長期運行效果來說間歇模擬運行的氧化溝與連續運行的氧化溝是等效的。模擬エ藝中的泵、閥門和攪拌器均由微電腦自動控制系統實行全自動控制。模擬裝置和模擬方法簡單、方便、可靠。該模擬裝置可解決氧化溝模型不能真實反映氧化溝每ー循環的實際運行狀況和物質變化的問題，為氧化溝的試驗研究提供一種新的途徑。本發明考慮了厭氧反應對氧化溝作用的影響，既可用於氧化溝脫氮除磷研究，又可將厭氧池作為水解酸化池使用，從而使該方法也用於其它エ業廢水的研究，同時本發明中的厭氧反應器I也可以省去，進水直接進入模擬反應器2中。
權利要求
1.一種氧化溝工藝的模擬裝置，包括厭氧反應器(I)和模擬反應器(2)，其特徵在於厭氧反應器(I)的進水口通過汙水泵(A)和進水管連接，厭氧反應器(I)的出水口和模擬反應器(2)的進水口連接，模擬反應器(2)的出水口通過第一閥門(C)和排水管連接，模擬反應器(2)的回流汙泥出口通過汙泥泵(B)和厭氧反應器(I)的回流汙泥入口連接，模擬反應器(2)的剩餘汙泥出口通過第二閥門(D)和排泥管連接，模擬反應器(2)的曝氣器通過氣泵(E)和氣管連接，厭氧反應器(I)裝有第一攪拌器(F)，模擬反應器(2)裝有第二攪拌器(G)。
2.根據權利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特徵在於所述的汙水泵(A)、汙泥泵(B)、氣泵(E)、第一閥門(C)、第二閥門(D)、第一攪拌器(F)和第二攪拌器(G)均由微電腦自動控制系統實行全自動控制。
3.根據權利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特徵在於所述的厭氧反應器(I)為厭氧反應池。
4.根據權利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特徵在於所述的模擬反應器(2)為模擬反應池。
5.一種氧化溝工藝的模擬運行方法，其特徵在於，包括以下步驟 第一步，汙水泵(A)、汙泥泵(B)、第一攪拌器(F)和第二攪拌器(G)同時開啟，進水和汙泥回流開始，厭氧反應器(I)中的泥水混合液自流進入模擬反應器(2 )中，在O. 5-2min後，汙水泵(A)、汙泥泵(B)停止，進水和汙泥回流結束； 第二步，進水結束後厭氧反應器(I)和模擬反應器(2)進行混合反應，l-15min後氣泵(E)開啟，模擬反應器(2)進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min後關閉氣泵(E)，反應l_15min後又開啟氣泵(E)，進行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關閉氣泵(E)，一個循環內氣泵(E)的間歇開啟和運行模擬實現氧化溝的不同曝氣方式，兩次進水之間的時間稱為一個循環，一個循環時間相當於模擬氧化溝的一個循環時間； 第三步，當模擬氧化溝一個循環時間結束後又同時開啟汙水泵(A)和汙泥泵(B)進行進水和汙泥回流，進行新的循環，在運行3-6個循環後，關閉第二攪拌器(G)，使模擬反應器(2)中的泥水混合液靜置沉澱，進行泥水分離，沉澱30min後，開啟第一閥門(C)進行排水，排水量為前面幾個循環所進的水量； 第四步，排水結束後又開始新的循環，在運行3-6個循環後進行沉澱排水，如此反覆運行，從長期運行效果來看與氧化溝的運行效果是等效的，即實現了氧化溝工藝模擬。
6.根據權利要求5所述的一種氧化溝工藝的模擬運行方法，其特徵在於在整個模擬運行中，第一攪拌器(F) —直開啟，第二攪拌器(G)只是在模擬反應器(2)沉澱時關閉，其它時間開啟，進水和進入厭氧反應器(I)中的回流汙泥同步進行，剩餘汙泥根據泥齡要求在泥水混合液開始沉澱前開啟第二閥門(D)從模擬反應器(2)中排放。
全文摘要
一種氧化溝工藝的模擬裝置及方法，裝置包括厭氧反應器和模擬反應器，厭氧反應器的進水口通過汙水泵和進水管連接，厭氧反應器的出水口和模擬反應器的進水口連接，模擬反應器的出水口通過第一閥門和排水管連接，模擬反應器的回流汙泥出口通過汙泥泵和厭氧反應器的回流汙泥入口連接，模擬反應器的剩餘汙泥出口通過第二閥門和排泥管連接，模擬反應器的曝氣器通過氣管和氣泵連接，厭氧反應器裝有第一攪拌器，模擬反應器裝有第二攪拌器，運行方法採用模擬氧化溝的多循環形式，從長期運行效果來看與氧化溝的運行效果是等效的，本發明能很好地反映氧化溝的運行特點和生物反應狀況。
文檔編號C02F3/30GK102815790SQ201210348640
公開日2012年12月12日 申請日期2012年9月19日 優先權日2012年9月19日
發明者郭昌梓, 陳雪梅 申請人:陝西科技大學