专利名称：侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备及操作方法
技术领域：
本发明属于利用生物技术处理污水的技术领域，特别涉及一种适合生活 污水或工业废水处理的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟及其操作方法。
背景技术：
氧化沟是一种由连续环式反应池构成的简易污水处理技术，是活性污泥
法的一种变型。20世纪50年代首先由荷兰卫生工程研究所研制成功。在各国 科学家和环境工程师们经过将近50年的努力下，氧化沟技术取得了很大的进 歩。研究表明，氧化沟工艺具有有机污染物去除率高、同步脱氮除磷、运行 效果稳定、管理方便以及投资省等特点。但其缺点是占地面积大。
针对氧化沟占地面积大的缺点，二十世纪八十年代末开发的一体化氧化 沟(Integral oxidation Ditch简称I.O.D)，它将传统氧化沟的曝气净化与混合液 的沉淀/分离合并一体，实现了污泥的无泵回流。该技术与传统氧化沟技术相 比，省掉了污泥回流系统，也减少了部分占地面积。其缺点是系统运行调 节性能差，占地面积大。我国刘俊新提出了立体循环一体化氧化沟技术(专 利申请号200410081012.8)，它将传统氧化沟的平面循环流动运行方式，改 为立体循环流动。立体循环一体化氧化沟与常规氧化沟相比，占地面积可减 少约50%。立体循环一体化氧化沟的上层沟道为好氧区，下层沟道为缺氧区。 缺氧区在底层，不与大气接触，缺氧形成快。立体循环一体化氧化沟的固液 分离器设置在氧化沟的两端，通过水力作用实现污泥的自动回流。通过对多 种污水处理试验研究表明，采用立体循环一体化氧化沟作为二级污水处理工 艺处理污水是完全可行的。由于申请号200410081012.8的立体循环一体化 氧化沟的沟形为狭长廊道，沟的宽度较小，立体循环一体化氧化沟的固液分 离器设置在氧化沟的两端，固液分离器的宽度受到限制，处理大流量污水时， 需要将多个立体循环一体化氧化沟进行并联组合。
发明内容
本发明的目的之一是研发一种地面积少、投资省、运行维护简单的侧向 沉淀立体循环一体化氧化沟设备，为生活污水和工业废水提供一条处理途径。
本发明的另一目的在于提供一种侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备的 操作方法。
本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括立体循环氧化沟和
在其左、右两侧的侧向沉淀固液分离器，结构可参见图1、图2和图3。
所述的侧向沉淀固液分离器分别位于立体循环氧化沟的左侧面和右侧 面，且左侧向沉淀固液分离器与为一内空箱体的立体循环氧化沟的左侧壁共 用一边壁，立体循环氧化沟的右边壁与右侧向沉淀固液分离器共用；
在为一内空箱体的立体循环氧化沟内部有一横隔板将立体循环氧化沟分 成上、下两沟，其中横隔板的两边分别与左、右侧向沉淀固液分离器与立休 循环氧化沟共用的边壁固结，而横隔板的另外两边与箱体的另两内壁之间留 有空隙；
在横隔板上下方所述共用的左、右两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向 沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的上、下沟相连通，其中上、下狭缝分别 为侧向沉淀固液分离器的混合液进口和混合液出口；或仅在横隔板下方所述 共用的左、右两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向沉淀固液分离器与立体循 环氧化沟的下沟相连通，其中作为混合液进口的上狭缝开设在作为混合液出 口的下狭缝的上方；
一曝气转刷为水平横转刷，曝气转刷的水平轴位于立体循环氧化沟水平 面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下，其轴与电机传动轴固连；
一进水口位于立体循环氧化沟的远离曝气转刷端的下沟。
所述横隔板将立体循环氧化沟分成上、下两沟，其中上、下两沟的体积 比在3: 2 5: 4之间。
所述左、右侧向沉淀固液分离器分别设有出水溢流堰，出水溢流堰为三 角堰，出水溢流堰位于左、右侧向沉淀固液分离器分别与立体循环氧化沟共 用边壁的对面边壁上。
所述左、右侧向沉淀固液分离器的高度与立体循环氧化沟等高，长度和
5宽度根据进出水水质和水量以及立体循环氧化沟长度调节。
所述左、右侧向沉淀固液分离器利用立体循环氧化沟内混合液流动形成
的压力差，实现污泥的自动无泵回流。
本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备，其工艺流程为通过立
体循环氧化沟的活性污泥的作用，去除污水中的有机污染物、氨氮、总氮和
总悬浮固体。通过两侧向沉淀固液分离器进行固液分离，其中总悬浮固体是
通过侧向沉淀固液分离器去除。
本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备的操作方法如下 首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟的下沟，通过 曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷转动的推动下，沿 上下沟循环流动；部分混合液从横隔板上方的左、右侧向沉淀固液分离器的 混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离器中，进行固液分离；或部分 混合液从横隔板与箱体之间留有的空隙进入立体循环氧化沟的下沟后，再经 左、右侧向沉淀固液分离器的混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离 器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥利用 立体循环氧化沟混合液的流动形成的压力差，自动从左、右侧向沉淀固液分 离器的混合液出口回流到立体循环氧化沟。
本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备具有如下优点
1、 系统结构紧凑，构造简洁，运行操作与维护十分简单；
2、 占地面积较传统平面氧化沟减少约50%;
3、 侧向沉淀固液分离器利用立体循环氧化沟内混合循环流动时的流体力 学原理使污泥自动无泵回流，污泥回流方式独特，泥水分离效果好，且节省 能耗达30%以上；
4、 本发明中的侧向沉淀固液分离器的长度可随立体循环氧化沟长度增加 而增加，提高了立体循环氧化沟与侧向沉淀固液分离器处理量的匹配性。本 发明占地面积少、投资省、运行维护简单、出水水质好，特别适用于生活污 水或工业废水的处理，提高了立体循环一体化氧化沟的使用范围。
下面结合附图及实施例对本发明的侧向沉淀立休循环一体化氧化沟设备 及其操作方法作进一歩的说明。种侧向沉淀立体循环一体化氧化沟平面示意图。 沖侧向沉淀立体循环一体化氧化沟立剖面示意图。 种侧向沉淀立体循环一体化氧化沟侧剖面示意图。
图l.本发明的一
图2.本发明的一^ 图3.本发明的一^
附图标记
I .立体循环氧化沟
l.左边壁
4.左混合液出口
7.横隔板
IO.左出水溢流堰
n.右侧向沉淀固液分离器
2.右边壁 5.右混合液进口 8.曝气转刷 ll.右出水溢流堰
III.左侧向沉淀固液分离 3.左混合液进口 6.右混合液出口 9.进水口
具体实施方式
实施例1:
请参见图1、图2和图3。
侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备包括立体循环氧化沟I、左侧向沉淀
固液分离器ii和右侧向沉淀固液分离器ni。
所述的侧向沉淀固液分离器分别位于立体循环氧化沟的左侧面和右侧 面，且左侧向沉淀固液分离器与为一内空箱体的立体循环氧化沟的左侧壁共 用一左边壁i，立体循环氧化沟的右边壁与右侧向沉淀固液分离器共用右边壁2。
在为一内空箱体的立体循环氧化沟内部有一横隔板7将立体循环氧化沟 分成上、下两沟，上、下两沟的体积比在3: 2 5: 4之间；其中橫隔板的两 边分别与箱体的两内壁之间有适当空隙，横隔板的另两边分别与左、右侧向 沉淀固液分离器与立体循环氧化沟共用的边壁固结。
在横隔板上下方所述共用的左、右两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向 沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的上、下沟相连通，其中上、下狭缝分别
为侧向沉淀固液分离器的左混合液进口 3、左混合液出口 4、右混合液进口 5
和右混合液出口 6;或仅在横隔板下方所述共用的左、右两边壁上均开有狭缝，
使左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的下沟相连通，其中作为左
混合液进口 3和右混合液进口 5的上狭缝开设在作为左混合液出U 4和右混 合液出口 6的下狭缝的上方。一曝气转刷8为水平横转刷，曝气转刷的水平轴位于立体循环氧化沟水平 面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下，其轴与电机传动轴固连。 一进水口 9位于立体循环氧化沟的远离曝气转刷端的下沟。
左侧向沉淀固液分离器n和右侧向沉淀固液分离器m的高度与立体循环 氧化沟i等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以及立体循环氧化沟长度调节。
左侧向沉淀固液分离器n和右侧向沉淀固液分离器m分别设有左出水溢 流堰io和右出水溢流堰ii，出水溢流堰为三角堰，出水溢流堰位于左、右侧 向沉淀固液分离器分别与立体循环氧化沟共用边壁的对面边壁上。
利用上述的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备对一小区的污水进行处
理，设计量为200mVd。
污水主要是生活污水。其水质性质如下SS: 60 100 mg/L， CODcr: 100 250mg/L， TN: 25 50mg/L， TP: 3.0 7.0mg/L。
首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟的下沟，通过 曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷转动的推动下，沿
上下沟循环流动；部分混合液从横隔板上方的左、右侧向沉淀固液分离器的
混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离器中，进行固液分离；或部分
混合液从横隔板与箱体之间留有的空隙进入立体循环氧化沟的下沟后，再经 左、右侧向沉淀固液分离器的混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离
器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥利用 立体循环氧化沟混合液的流动形成的压力差，自动从左、右侧向沉淀固液分 离器的混合液出口回流到立体循环氧化沟，实现污泥的自动回流。
整个运行过程中，保持立体循环氧化沟内活性污泥浓度为2000 4000 mg/1 ，水温为5 30。C， pH为6 9。
处理结果表明经过本发明的侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备处理， 在稳定运行期间，出水中CODcr为25 50 mg/L ，氨氮为0 1mg/ L， SS为 8 20 mg/ L ， TN为9 25 mg/ L， TP为0. 5 3 mg/ L左右。
侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备占地面积为30m2，污水处理单位能 耗低为0.3度。
权利要求
1. 一种侧向沉淀立体循环一体化氧化沟设备，包括立体循环氧化沟和在其左、右两侧的侧向沉淀固液分离器，其特征是所述的侧向沉淀固液分离器分别位于立体循环氧化沟的左侧面和右侧面，且左侧向沉淀固液分离器与为一内空箱体的立体循环氧化沟的左侧壁共用一边壁，立体循环氧化沟的右边壁与右侧向沉淀固液分离器共用；在为一内空箱体的立体循环氧化沟内部有一横隔板将立体循环氧化沟分成上、下两沟，其中横隔板的两边分别与左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟共用的边壁固结，而横隔板的另外两边与箱体的另两内壁之间留有空隙；在横隔板上下方所述共用的左、右两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的上、下沟相连通，其中上、下狭缝分别为侧向沉淀固液分离器的混合液进口和混合液出口；或仅在横隔板下方所述共用的左、右两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的下沟相连通，其中作为混合液进口的上狭缝开设在作为混合液出口的下狭缝的上方；一曝气转刷为水平横转刷，曝气转刷的水平轴位于立体循环氧化沟水平面以上，部分转刷位于立体循环氧化沟水平面以下，其轴与电机传动轴固连；一进水口位于立体循环氧化沟的远离曝气转刷端的下沟。
2. 根据权利要求1所述的设备，其特征是所述横隔板将立体循环氧化沟 分成上、下两沟，其中上、下两沟的体积比在3: 2 5: 4之间。
3. 根据权利要求1所述的设备，其特征是所述左、右侧向沉淀固液分离器分别设有出水溢流堰，出水溢流堰为三角堰，出水溢流堰位于左、右侧向 沉淀固液分离器分别与立体循环氧化沟共用边壁的对面边壁上。
4. 根据权利要求1或3所述的设备，其特征是所述左、右侧向沉淀固液分离器的高度与立体循环氧化沟等高，长度和宽度根据进出水水质和水量以 及立体循环氧化沟长度调节。
5. —种根据权利要求1 4任一项所述设备的操作方法，其特征是首先将污水由进水口进入装有活性污泥的立体循环氧化沟的下沟，通过曝气转刷装置使污水与活性污泥充分混合，并在曝气转刷转动的推动下，沿上下沟循环流动；部分混合液从横隔板上方的左、右侧向沉淀固液分离器的 混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离器中，进行固液分离；或部分 混合液从横隔板与箱体之间留有的空隙进入立体循环氧化沟的下沟后，再经 左、右侧向沉淀固液分离器的混合液进口分别进入左、右侧向沉淀固液分离 器中，进行固液分离；分离后的上清液经出水溢流堰排出；分离后污泥利用 立体循环氧化沟混合液的流动形成的压力差，自动从左、右侧向沉淀固液分 离器的混合液出口回流到立体循环氧化沟。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的左、右侧向沉淀固液分 离器利用立体循环氧化沟内混合液流动形成的压力差，实现污泥的自动无泵 回流。
7. 根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的使污水与活性污泥充分 混合，是通过立体循环氧化沟的活性污泥的作用，去除污水中的有机污染物、 氨氮、总氮和总悬浮固体。
全文摘要
本发明属于利用生物技术处理污水领域，涉及侧向沉淀立体循环一体化氧化沟及操作方法。包括立体循环氧化沟和在其左、右两侧的侧向沉淀固液分离器。左侧向沉淀固液分离器与为一内空箱体的立体循环氧化沟的左侧壁共用一边壁，立体循环氧化沟的右边壁与右侧向沉淀固液分离器共用；在箱体内部有一横隔板将立体循环氧化沟分成上下两沟，其中横隔板的两边分别与左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟共用的边壁固结，而横隔板的另外两边与箱体的另两内壁之间留有空隙；在横隔板上下方共用的两边壁上均开有狭缝，使左、右侧向沉淀固液分离器与立体循环氧化沟的上、下沟相连通。利用本发明去除污水中的有机污染物、总氮和总悬浮固体等。
文档编号C02F3/12GK101423288SQ200710176468
公开日2009年5月6日 申请日期2007年10月29日 优先权日2007年10月29日
发明者刘俊新, 鑫 周, 郭雪松 申请人:中国科学院生态环境研究中心