专利名称：深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污、废水处理设施一氧化沟，尤其涉及一种深沟型气升 推流立体循环式整体合建氧化沟。 背景4支术氧化沟是具有完全混合和整体推流水力学特征的延时曝气活性污泥法水 处理工艺，污、废水和活性污泥(混合液)在其中循环流动，由于其独特的"封闭循环流动"的水力学特性以及较长的泥龄和较低的有机负荷，使其成为 出水水质好，抗沖击能力强，运行稳定，流程筒单，便于维护，污泥排量低可直 接脱水，以及一次性建设投资和运行费用较低的水处理工艺，在城市污水及工 业废水处理中得到广泛应用。近年，以水下推流器配合孩t孔曝气器技术为代表 的深沟型氧化沟技术迅速兴起，在继承了传统氧化沟技术优势的前提下，较 有成效的解决了氧化沟占地较大问题，同时，有效提高了充氧设备的利用效 率。进而，以固液分离池、厌氧池、缺氧池等功能池与氧化沟主沟合建在同一 构筑物内的整体合建式氧化沟技术又被广泛应用。它以多种沟型和各种功能 池不同的组合方式应对复杂的被处理水7jC质，在去除碳源污染物的同时，有效 提升了除磷脱氮处理效果。目前，氧化沟技术依然朝着充分挖掘和利用传统氧 化沟水力学特性，以进一步减少占地和建设资金、提高水处理效果尤其是除磷 脱氮效果和降低运行成本为目标的新沟型技术研究、高效节能设备研究以及 运行维护简单节能方式研究等方面发展。传统的氧化沟和包括深沟型以及整体合建式氧化沟，具有多种沟型和充 氧推流方式，但它们均是按照沟道路径在水平面上延水平方向循环流动。由于 是"水平方向循环流态，，并采用"延时曝气活性污泥方法"，所以需较大池容， 氧化沟"占地大"的问题仍旧比较突出。目前，虽然以微孔曝气为充氧方式的 氧化沟有效提高了氧化沟深度(^7K深超过6米)，但若追求更高的氧化沟深 度,其充氧设备和水下推流设备的装机和动力荷载均非线性提升，因而降低了 深沟型氧化沟的经济性。尤其在当前经济迅猛发展，人口增多，自然水体水质 进一步恶化，淡水资源，土地资源及能源日趋紧张的形势下，以减少占地为目 标的深沟型氧化沟技术的应用仍受到技术的限制和经济制约。解决氧化沟技术"出水水质好和占地面积大"的矛盾仍为污、废水处理领域的关注课题。 发明内容本发明的主要目的在于针对上述问题，提供一种深沟型气升推流立体循 环的整体合建式氧化沟，在创造良好的厌氧环境、缺氧环境、好氧环境、固 液分离环境和保证良好的出水水质前提下，达到减少占地、减少设备容量、简 化操作、降低建设及运行成本的目的。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟，包括内设厌氧区、缺 氧区、设有微孔曝气器组的好氧区及固液分离区的整体合建氧化沟，厌氧区设 于主沟前端，其特征在于在厌氧区与主沟末端端墙之间的沟体的中下部设置 了将主沟分为上下两层沟道且前后留有通道的水平隔板；好氧区设于上层沟 道及主沟末端，好氧区内设有n级(n>l)由垂直于主沟侧墙平行设置的竖 直进水挡水墙、出水挡水墙及位于其间的微孔曝气器组构成的下设进水口 、 上设出水口的曝气气升区，进水挡水墙及出水挡水墙的侧面均固定连接主沟 侧墙，且出水挡水墙的底部固定连接在水平隔板上；在上层沟道的好氧区内对 应n级曝气气升区分为n级好氧反应区，各级好氧反应区分别位于与其对应 的曝气气升区的出水挡水墙的外侧；所述的固液分离区设置在厌氧区和第n级 好氧反应区之间；下层沟道设置为缺氧区。所述的n级曝气气升区中的第一级曝气气升区的进7jc挡水墙是主沟末端 端墙，出水挡水墙设于水平隔板末端，微孔曝气器组位于沟底介于进水挡水墙 与出水挡水墙之间，且出水挡水墙底端延伸至缺氧区。在所述的各级好氧反应区内水平隔板与曝气气升区出水挡水墙的连接拐 角部及固液分离区内靠近厌氧区的挡水墙的中下部分别设置排泥管。本发明的有益效果是:(l)由于采取上下两层沟道的立体循环方式，因而可 有效提高氧化沟水深，与传统氧化沟相比，占地面积可大大减少；(2)采用曝气 气升推流方式代替现有曝气充氧与推流分设方式，不仅具有较高的氧总转移 系数和良好的供氧能力，且巧妙地利用了曝气器的气升推动力，通过流体重力 势能与动能之间的能量转换实现对混合液的推流作用充分实现了曝气与推流 的混合;(3)缺氧区设在氧化沟的下层沟道不与大气接触，良好的缺氧环境使反 硝化过程非常彻底，使总氮去除效果优于现有氧化沟，出水水质稳定；(4)固液 分离区设置在厌氧区和第n级好氧反应区之间，在达到良好的固液分离效果的 同时节省池容;(5)系统结构紧'凑，简捷，运行操作与维护十分简单，人工要求少易于实现自动化控制。总之，本发明在创造良好的厌氧环境、缺氧环境、好氧 环境、固液分离环境、提高总氮、总磷去除效果保证良好的出水水质的前提 下，达到减少占地、减少设备容量、筒化操作、降低建设及运行成本的效果。
图l是本发明的俯视结构示意图； 图2是图1的A-A剖面视图。图中l厌氧区，2固液分离区，3第二级好氧反应区出水挡水墙，4-1第 一级好氧反应区，4-2第二级好氧反应区，5第二级曝气气升区的出水挡水 墙，5-l第二级曝气气升区的出水口， 6第二级曝气气升区的进水挡水墙， 6-1第二级曝气气升区进水口， 7-1第一级曝气气升区，7-2第二级曝气气升 区，8隔板末端出7jc挡水墙，8-l第一级曝气气升区的出水口，9氧化沟末端端 墙，10-1 ^微孔曝气器组，10-2 #:孔曝气器组，11水平隔板，12-1排泥管，12-2 排泥管，12-3排泥管，13缺氧区，14隔板末端出水挡水墙延伸段，15氧化沟 侧墙，16厌氧区出水管，17第一级曝气气升区进水口， 18固液分离区出水管， 19原水进水管。以下结合附图和实施例对本发明详细说明。
具体实施方式
图1是本发明的俯视结构示意图；图2是图1的A-A剖面视图。图中箭 头表示污(废)水、混合液流动方向。如图所示，是一种矩形深沟型气升推 流立体循环式整体合建氧化沟，与现有技术相同包括内设厌氧区、缺氧区、曝 气区、设有微孔曝气器组的好氧区及固液分离区的整体合建氧化沟，厌氧区 设于主沟前端，其特征在于在厌氧区1与主沟末端端墙9之间的沟体的中下部 设置了将主沟分为上下两层沟道且前后留有通道的水平隔板11;好氧区设于 上层沟道及主沟末端，好氧区内设有n级(n>l)由垂直于主沟侧墙平行设 置的竖直进水挡水墙、出水挡水墙及位于其间的微孔曝气器组构成的下设进 水口、上设出水口的曝气气升区，进水挡水墙及出水挡水墙的侧面均固定连 接主沟侧墙，且出水挡水墙的底部固定连接在水平隔板上；本实施例中，好氧 区内设置了两级曝气气升区7-1、 7-2，第一级曝气气升区7-1的进水挡水墙 是主沟末端端墙9、出水挡水墙8设于水平隔板11末端，微孔曝气器组10-1 位于沟底介于进7j^i水墙9和出7jc挡水墙8之间，端墙9与出水侧挡水墙8 的两侧面均固定连接主沟侧墙15，且出水挡水墙8的底部固定连接在水平隔 板ll上，进水口 17设于该区下方，出水口 8-l设于出7jc挡水墙8的上方；第二级曝气气升区7-2是由进7jc挡水墙6、出水挡水墙5及位于其间的微孔曝气 器组10-2构成，进水挡水墙6及出7jc挡水墙5的两侧面均固定连接主沟侧墙 15,且出水挡水墙5的底部固定连接在水平隔板11上；进水口 6-1设于进水挡 水墙6下方，出水口 5-1设于出水挡水墙5的上方。上述^:孔曝气器组10-1、 10-2均由多排微孔曝气器以阵列方式排布构成。在上层沟道的好氧区内对应 n级曝气气升区分为n级好氧反应区，本实施例中设置了两级曝气气升区，因 此对应有两级好氧反应区4-1、 4-2，两级好氧反应区4-1、 4-2，分别位于与其 对应的曝气气升区的出水挡水墙8、 5的外侧；上述的固液分离区2设置在厌 氧区1和第二级好氧反应区4-2之间；下层沟道设置为缺氧区13;设于水平隔 板11末端的出水挡水墙8底端延伸至缺氧区13，即图2示出的出水挡水墙8 底端的延伸段14,主要用于防止曝气气升区7-1中的挟气泡混合液从进水口处 返回到缺氧区13。在上述两级好lL^应区4-1、 4-2内，在水平隔板ll与曝气 气升区出水挡水墙8、 5的连接拐角部分别设置排泥管12-1、 12-2;在固液分离 区2内靠近厌氧区1的挡水墙的中下部设置排泥管12-3，上述排泥管用于将 剩余污泥排出，另行处理。综上所述，概括本发明的特点(l)提供的曝气气升区依据"气升"原理， 充分利用了水下微孔曝气器充气所产生的含气水整体比重远小于1而体积膨 胀和液下气泡挟水加速度垂直上升的物理效果。采用曝气气升推流方式，不仅 具有较高的氧总转移系数和良好的供氧能力，而且充分利用了混合液的水力 学特性，利用曝气器的气升推动力，通过流体重力势能与动能之间的能量转换 实现对混合液的推流作用，推动水体整体流动，充分实现了曝气与推流的混 合。根据好氧区的长、宽比例曝气气升区可设置一级、两级以至多级。在好 氧区的长、宽比小于1.5的条件下，可不设第二级气升区，以减少建设资金； 在气水比大于5的条件下，可省掉水下推流设备,尤其对于较重污染水的处理， 更能体现减少建设资金和筒便运行，降低费用的效果。U)水平隔板的设置使主 沟分为上下两层沟道，上层沟道设置好氧区，下层沟道设置缺氧区，主沟水体 形成上下立体循环的流态；它是氧化沟向更深沟型发展的重要技术手段,可有 效提高氧化沟水深，与传统氧化沟相比，占地面积可大大减少。(3)在氧化沟下 层沟道设置缺氧区，混合液不与空气接触，良好的缺氧环境使反硝化过程非常 彻底，不但氨氮去除率高，总氮和磷的去除也带来非常理想的效果，出水水质 稳定。同时，此深沟型也为厌氧区和固液分离区创造了良好环境和条件，充分 发挥了这两个区的功能和效果，为进一步压缩池容创造了空间。(4)固液分离区6设置在厌氧区和第二级好氧反应区之间，充分利用两区之间中上部有相对稳 定的滞流区域和中下部存在负压吸流区的良好空间，借助氧化沟内混合液流 动时产生的流体力学特性^使污泥自动回流到氧化沟内，污泥回流方式独特，达 到良好的固液分离效果，实现污泥回流的无动力消耗，可节省投资，降低能耗 同，时节省池容。本发明的工作过程如下如图1、图2所示，该氧化沟包括厌氧区1、缺氧区13、第一级曝气气 升区7-1、第二级曝气气升区7-2、第一级好氧反应区4-1、第二级好氧反应 区4-2及固液分离区2共7个功能区域。原水(进水)通过原水进水管19 首先进入厌氧区1完成水力停留和厌氧生化后，经出水堰收集后用出水管16 送至下层沟道缺氧区13的前端，与沟内混合液充分混合并随其流向缺氧区 末端，当到达缺氧区13末端通过进水口 17随布置在那里的微孔曝气器组 IO-I提供的气升流上升并进入第一曝气气升区7-l，在气升水流的强力搅拌 下，进入第一曝气气升区7-1的水流快速与微孔曝气器所提供的气泡接触 并分散形成混合液，跟随气升推动流以及沟内混合液的流态沿曝气气升区 两侧的出水挡水墙8、主沟末端端墙9上升至最高水位时动能完全转化为重 力势能，通过出水口 8-1跃过出水挡水墙8上方急速下降，被后续水流推向 第一级好氧反应区4-1，在好氧反应区紊流作用下完成水力停留和好氧生化 后，从第一级好氧反应区4-1水面附近俯冲到达底部隔板11附近时，由于安 装在第二级曝气气升区7-2处的微孔曝气器组10-2距离底部隔板有一定高 度,持续向上的气升流致使微孔曝气器组10-2下部出现相对的"负压"区， 这样在第一级好氧反应区4，1内经过停留、生化反应后到达底部的混合液 被这个相对的"负压，，区吸进第二级曝气气升区7-2,继续在第一级曝气气 升区7-1的同样原理的水力循环后到达第二级好氧反应区4-2,沿斜下方下 降的混合液在切向撞击到底部隔板11时产生一个切向的加速度，与其因重 力产生的竖直方向的加速度合成，改变混合液的水流方向，以斜向上的角度 通过第二级好氧反应区出水侧挡水墙3下部的出口从第二级好氧区4-2流 出。由于重力势能瞬间增大，有一部分混合液在在尚未到达固液分离区2时 动能就降到最低，从而改变流向，进入下沟道缺氧区13的前端，进入氧化沟 立体循环系统的下一循环周期。另外一部分混合液以升流状态进入到固液 分离区2进行固液分离，分离后的上清液经收集后达标经出水管18排放或 排往下级处理设施继续处理。'被固液分离区2分离的污泥则自由沉降，一部分在第二级好氧反应区4-2出水水流作用下进入缺氧区13回流至氧化沟 立体循环系统以保持混合液的污泥浓度，另 一 部分剩余污泥则由于重力作 用继续沉降至靠近厌氧区挡水墙的中下部由对应设置的静压排泥管12-3定 期排出氧化沟系统另行处置。在第一级好氧反应区4-1及第二级好氧反应 区4-2内，在水平隔板11命别与曝气气升区出水挡水墙8、 5的连接拐角 部，由对应设置的静压排泥管12-1、 12-2将污泥定期排出氧化沟系统另行 处置。以上所述，仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明的形状材料 和结构作任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所 作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1. 一种深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟，包括内设厌氧区、缺氧区、设有微孔曝气器组的好氧区及固液分离区的整体合建氧化沟，厌氧区设于主沟前端，其特征在于在厌氧区与主沟末端端墙之间的沟体的中下部设置了将主沟分为上下两层沟道且前后留有通道的水平隔板；好氧区设于上层沟道及主沟末端，好氧区内设有n级(n≥1)由垂直于主沟侧墙平行设置的竖直进水挡水墙、出水挡水墙及位于其间的微孔曝气器组构成的下设进水口、上设出水口的曝气气升区，进水挡水墙及出水挡水墙的侧面均固定连接主沟侧墙，且出水挡水墙的底部固定连接在水平隔板上；在上层沟道的好氧区内对应n级曝气气升区分为n级好氧反应区，各级好氧反应区分别位于与其对应的曝气气升区的出水挡水墙的外侧；所述的固液分离区设置在厌氧区和第n级好氧反应区之间；下层沟道设置为缺氧区。
2、 根据权利要求1所述的深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟， 其特征在于所述的n级曝气气升区中的第一级曝气气升区的进水挡水墙是主 沟末端端墙，出水挡水墙设于水平隔板末端，微孔曝气器组位于沟底介于进水 挡水墙与出水挡水墙之间，且出水挡水墙底端延伸至缺氧区。
3、 根据权利要求1所述的深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟， 其特征在于在所述的各级好氧反应区内水平隔板与曝气气升区出水挡水墙的 连接拐角部及固液分离区内靠近厌氧区的挡水墙的中下部分别设置排泥管。
全文摘要
本发明涉及一种深沟型气升推流立体循环式整体合建氧化沟，包括内设厌氧区，缺氧区，设有微孔曝气器组的好氧区及固液分离区的整体合建氧化沟，厌氧区在主沟前端，其特征是在厌氧区与主沟末端沟墙之间的沟体中下部设置了将主沟分为上下两层沟道且前后留有通道的水平隔板；好氧区设于上层沟道及主沟末端并设有n级(n≥1)由进、出水挡水墙及微孔曝气器组构成的下设进水口、上设出水口的曝气气升区；好氧区内设n级好氧反应区，固液分离区在厌氧区和第n级好氧反应区之间；下层沟道为缺氧区。本发明的优点是创造良好的厌氧、缺氧、好氧、固液分离环境，提高总氮、总磷去除效果，出水水质良好，减少占地，降低建设及运行成本。
文档编号C02F3/30GK101269880SQ200810053030
公开日2008年9月24日 申请日期2008年5月7日 优先权日2008年5月7日
发明者侯景树, 夏斌杰, 居文钟, 彦 李, 涛 杨, 王德龙 申请人:天津市天水环保设计工程有限公司