污水水解酸化方法及水解酸化池的制作方法

专利名称：污水水解酸化方法及水解酸化池的制作方法
技术领域：
本发明是对废水处理中水解酸化方法及水解酸化池的改进，尤其涉及一种可省略 沉淀池，不需污泥回流，以进水搅拌混合、静止沉淀、出水为基本循环周期的连续水解酸化 工艺及水解酸化池。
背景技术：
厌氧水解酸化是处理高浓度和/或难降解有机废水的有效手段，随着污水处理出 水要求从I级B标准提高到I级A标准，水解酸化效率成为含难降解工业废水污水厂进一 步低成本降低出水COD的一项关键。常规水解酸化工艺通常分泥法(悬浮生长方式)和膜 法(附着生长方式)两大类。泥法水解酸化工艺，厌氧水解池通过维持池内高浓度厌氧生物即活性污泥来吸附 分解C0D，为了不使活性污泥流失及保持水解池中高的污泥浓度，通常在水解池后面设置同 处理量的沉淀池，通过后续沉淀泥水分离将污泥回流，来保证水解池中生物浓度以适应水 量变化的冲击，即水解生化反应和沉淀分离污泥分别在两个独立池内固定完成。例如中国 专利CN1693233完全混合水解酸化城市污水处理工艺，将城市污水送入水解酸化池，进行 搅拌，从水解酸化池排出的污水进入沉淀池，并将污泥回流到水解酸化池，从沉淀池出来的 污水进入后续的好氧处理工序。泥法水解酸化需设置同处理量沉淀池，并且需设置污泥回 流系统(回流管线及回流设备)，增加了占地和工程造价，以及运行费用；其次，当污水中工 业废水含量较高，及难降解溶解性有机物含量较高、且对微生物有毒性，造成水解生成的生 物絮体松散不易沉降，普通沉淀分离很难达到所需污泥浓度，即使达到所需污泥浓度也主 要是来水中的无机颗粒悬浮物，造成污泥活性较低，因而影响水解效果；再就是，由于水解 生化反应是在一个水解酸化池直接进水、出水，当搅拌动力不足时会出现进出水短路现象， 不能保证全池污泥浓度均勻性，也会影响处理效果，造成对后续连续运行好氧系统的冲击。针对泥法需要建造沉淀池的缺点，出现许多改良及组合形式，如折流板反应器 (ABR)、升流式污泥床等，虽然使水解酸化工艺生化反应和泥水沉淀分离在同一池体内同时 进行，污水在池内上升的同时完成水解反应和污泥下沉分离，不需要另建沉淀池节约了用 地。但在同一池体内受泥水分离所需条件制约，水流无法达到充分的紊动让微生物与COD 充分混合接触，适用范围有局限性。例如折流板式反应器是基于污泥形成颗粒状容易下沉， 但仅适用高浓度易生化有机废水，在进水难以生化时，形成颗粒小且松散，分离效率便会降 低；升流式污泥床是基于上升污水穿过泥层时对悬浮或胶体状COD的吸附分解，而对溶解 性COD的去除效率较低。其次，水解反应与沉淀分离两个过程在同一池体内同时进行，生化 反应要求良好的混合流动，而泥水分离要求水流静止缓慢矛盾难以协调，各自均无法运行 在最佳状态，且上升水流和下降污泥达到动态平衡的范围很小，因此实际运行不稳定。中国专利CN1962480周边布水折流复合式水解酸化反应器，采用三级同心圆组成 池体，组合了升流式、折流板、组合填料。虽然采用升流式反应器弥补了膜法挂膜和脱落的 不足，但圆形池子虽然本身占地少但多个池子布置时占地较大，使用填料存在膜法投资大，填料维护不便，填料易堵塞，且结构和运行管理复杂的缺点。 中国专利CN101003404升流式复合厌氧水解酸化处理装置及其方法，通过悬浮污 泥的循环实现水解酸化。需通过调整循环泵流量维持一定的上升流速，使污泥处在悬浮状 态，此法增加了运行能耗，并且由于仍是通过污泥吸附悬浮或胶体状COD原理，同样存在对 溶解性COD去除效率较低的缺点，只能适用于那些COD为悬浮或胶体状的特定条件。中国专利CN101205108兼具污水处理与污泥减量功能的高效复合水解酸化池技 术，在水解酸化池内同时具有回流剩余污泥投配、导流折板与扰流翼板强化反应传质、高效 斜板沉淀等功能设施，在同一水解酸化池内实现污水厌氧生物降解、固相污染物高效分离 与截留、污泥消减等功能。通过在池内设至斜板沉淀来取代独立的初次沉淀池和泥法的沉 淀池，强化悬浮物截留效率，同时对回流剩余污泥水解液化，实现固相污染物及污泥的减量 处理。但此法不仅存在对胶体和溶解性污染物去除效率低的不足，而且将多种技术组合在 一起，导致结构和运行管理更为复杂，对进水水量水质的适应能力降低。膜法水解酸化工艺，例如中国专利CN201386044、CN201330193所述，生物附着在 填料上，污水流经填料时微生物吸附分解COD。通过填料固定生长生物膜，可不需泥水分离 和回流，省去了占地大的沉淀池部分，但挂膜困难，固定生物膜的脱落是其二大不足，例如 当水质水量波动时会造成生物膜大面积脱落，造成水解酸化效率波动，出水水质波动不稳 定，其次，挂膜填料投资大，并需要定期维护、更换，增加了运行费用和维护、更换工作量。上述不足仍有值得改进的地方。

发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种不需单独设置沉淀池的污水 水解酸化方法。本发明的另一目的在于提供一种实现上述方法，结构简单的水解酸化池。本发明第一目的实现，主要改进是使污水水解酸化全过程，至少分为进水搅拌混 合反应(简称进水搅拌)、静止泥水分离(简称静止沉淀)，出水三个连续过程，三个过程分 别在三个或以上不同池内同时完成，同一池内以序批方式先后完成水解顺次过程，处理实 现连续进出水，从而克服现有水解酸化需分别在二个池内完成固定功能的不足，实现本发 明目的。具体说，本发明污水水解酸化方法，包括水解生化反应、泥水分离，其特征在于水解 酸化过程至少分为进水搅拌，静止沉淀，出水三个顺次过程，三个过程分别三个或以上池内 同时完成，其中各池则先后顺次完成前述三个过程，并各池连续进出水。在列举实施例前，通过先对本发明能够达到的基本功能及效果作一概要介绍，使 本领域技术人员对本专利技术方案有一个明确了解。本发明污水水解酸化方法，通过将水解过程分为至少进水搅拌，静止沉淀，出水三 个过程顺次进行，并使三个过程至少在三个或以上不同池内同时进行，通过连续进出水实 现连续水解，使水解酸化全过程分开在三个或以上更适应水解酸化各阶段条件的独立池中 进行，具有更好的水解效果。即在连续水解时，至少总有一个池处于进水搅拌混合，一个池 处于静止沉淀，一个池处于出水状态，各处理池由连通管或渠形成连续进出水连续运行；而 在处理过程中各独立单池又在交替周期性连续运行水解的三过程。简单讲，在连续水解处 理过程中，至少三个独立池是同时进行水解三过程，一个处理池内是按时间先后轮流序批水解三个过程此外，处理污水水解难度大和/或处理要求高时，还可以通过增加处理池数量予 以调节，例如可在同一工作周期内进水搅拌阶段后，再增设独立的搅拌反应阶段，从而使水 解周期调控更为精细(水解过程越是分得细，调控越是精细)。例如设置四个反应池，每个 池子相应分为进水搅拌、搅拌反应、静止沉淀、出水四个顺次过程，四个过程分别在四个独 立池内同时完成。本发明水解酸化池，包括处理单池，其特征在于水解酸化池至少有三个，相邻和/ 或相对设置，并且有连接通道构成工艺连通，各处理池内分别设有搅拌装置和进出水控制阀门。本发明中各处理池在同一时刻分别承担水解酸化三个过程中的不同过程，而在不同时间则 顺次承担水解酸化三个过程，并使水解酸化呈连续进行。各池设置排列，从功能上无特别 要求，可以任意排列，由连通通道形成工艺连通，为缩短连接管线，以及节省占地，所以采用 相邻和/或相对设置，这样还可以使相邻处理池共用一个池壁节省建设投资(尤其适用于 矩形结构池)，此结构同时还有利于连通通道的设置，以及简化各处理池与联通通道连通， 例如可以在共用池壁上开设阀控过水孔，以及其他水处理常用相邻池过流方式，但此并非 本发明工艺所必须，如果不考虑节省用地等因素，完全可以分开设置，这并不会影响本专利 方法的实施。同时考虑到各池将顺次完成水解酸化全过程，因此各池内均设置搅拌装置和 进出水控制阀门。各池上进出水阀门同现有技术，主要用于控制进出水，为方便实现自动控 制，较好采用电控阀门。连通通道，主要作用连通各处理池，使各池交替水解酸化三个过程，根据各处理池 排列方式及工艺要求不同，连通通道形式也可以有不同变化，例如可以是一个连通槽或管， 也可以是一个相对较大的反应池，还可以简化成一个连通井，视处理水量确定。其中较好是 采用连通槽形式，例如可以扩大为反应池，内置有搅拌装置，不仅可以使进水、出水呈推流 切换，而且在处理要求较高，或处理废水难降解成份及量多时，还可以将其增大作为一个相 对较大的搅拌反应池，同时起连通切换及反应停留双重功能，以增加系统反应总停留时间， 提高水解能力。各处理池(包括连通反应池)内置搅拌装置，主要用于不同时间完成水解酸化过 程中的搅拌混合功能，理论上对搅拌装置无特别限定，只要能实现充分搅拌混合功能的水 处理用搅拌装置都能被应用，视池型及大小选择采用。为实现自动控制，各池搅拌装置可由 程序控制运行时间和/或运行搅拌强度。如前所述，处理污水水解难度大和/或处理要求高时，还可以通过增加处理池数 量予以调节，因此本发明处理池可以根据需要设置4个或更多，通过管线形成工艺连通。为 最大限度提高占地利用率，各池设计一种较好是各池同样大小，当然也可以是3个池同样 大小，第4个池根据设计要求确定大小。本发明污水水解酸化方法(简称CCHAS工艺)及水解酸化池，由于使水解酸化过 程分为进水搅拌混合，静止沉淀，出水三个顺次过程，并且三个过程至少在三个或以上池内 同时/分别完成，一个处理池内则按时间先后轮流序批完成前述三个过程，并连续进出水。 相对于现有技术，由于水解分过程阶段在不同池内完成，可以确保水解各阶段所需最佳条件，提高水解效果，多池同时进行又可以实现连续水解。较现有技术水解酸化在二个池内分 别完成固定程序，可以省略另设沉淀池，节省占地；较单池完成水解过程，较好解决了生化 反应要求良好的混合流动，泥水分离要求水流静止的矛盾。其次，水解酸化泥水经过静止 沉淀分离后出水，难沉淀形成污泥絮体的较小较松散微生物得以分离并留在生物池内，生 物相更为丰富，专用菌得以增值成为优势菌种，使原来无法通过水解酸化打开的大分子COD 得到分解，从而保障了后续处理工艺的处理效率，并且工艺调控灵活性好，并不需填料。再 就是，由于是按处理水量设计分置三个处理池，水解酸化占地总面积基本没有增加，克服了 常规泥法水解池，为保持高污泥浓度，水解池后必须设置沉淀池，增加占地和投资的不足， 可以节约土地20%以上，节约投资30%以上。本发明处理池可以模块化设计和扩充，更 有 利于废水处理工程分期建设和扩建。此外，此法各处理池交替进出水，又属于以活性污泥法 为主体水解酸化，池内污泥浓度和活性更高，生物量大、泥龄(SRT)长，不仅不需要设置填 料，而且能维持水解池内明显的优势菌种，达到各种污染物的针对性去除，可以减少对后续 连续运行好氧系统的冲击，并可以省略污泥回流设备。水解酸化分三个过程分池同时进行， 并由联通单元循环推流进行，也不会出现进出水短路现象，保证了各池污泥浓度均勻性，可 以确保水解效果。各反应池周期性以序批方式运行，不仅可以实现连续进出水，而且运行参 数调整方便，每个周期长短及其中时段长短均可在运行中方便调控，增加池数可调范围更 为灵活，从而增强了抗冲击负荷能力，同时分解难降解有机物世代较长的专用菌得以增值 甚至成为优势菌种，使更多的难降解有机物可以被分解成小分子易降解有机物，并有利于 在后续的好氧生物池内最终去除有机污染物。处理工艺池平面组合方便，相邻和/或相对 合建，更能节约土地和工程造价。本发明方法，尤其适用于城镇工业及生活污水处理，既可 用于对现有污水处理厂水解酸化池和调节池升级改造，也可用于新建污水处理厂，以及根 据处理水量分期建设。合建池体为多格，结构受力条件好。一个水解酸化过程在三个及以 上池同时完成，单个池交替完成水解酸化三过程，为本发明方法及池型不同于现有水解酸 化的主要区别特征。以下结合若干个具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解本发明实质，但实施 例具体细节仅是为了说明本发明，并不代表本发明构思下全部技术方案，因此不应理解为 对本发明总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离本发明构思的非实质性增加和/ 或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属本发明保护范围。


图1为本发明第一实施例水解酸化池平面示意图及整个循环过程。图2为本发明第二实施例水解酸化池平面示意图及整个循环过程。图3为本发明第三实施例水解酸化池平面示意图及整个循环过程。图4为本发明第四实施例水解酸化池平面示意图及整个循环过程。图5为本发明第五实施例水解酸化池平面示意图。图6为本发明第六实施例水解酸化池平面示意图。图7为本发明第七实施例水解酸化池平面示意图。
具体实施方式
实施例1 参见图1，本发明水解酸化方法及水解酸化池，包括相邻并列设置三个 同样大小的矩形处理池A、B、C，和横端与各池联通(相邻池壁开有阀控过水孔)的连通渠 D，A、B、C处理池另一端有进出水控制阀门(或闸门，图中未给出，下同)，每个池均有二路 阀控进出水，A、B、C三池中均安装有搅拌装置(图中未给出，下同)。第一时段(图la)打开处理池A进水阀和处理池B出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池A内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池B，并推动 处理池B上部清液经出水阀出水(池内污泥仍留在本池)；该时段处理池C静止沉淀，准备 为下个时段该池上部清液出水。A、B、C处理池分别设定为进水搅拌、出水、静止沉淀状态。第二时段(图lb)打开处理池B进水阀和处理池C出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池B内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池C，并推动 处理池C上部清液经出水阀出水(池内污泥仍留在本池)；该时段处理池A静止沉淀，准备 为下个时段该池上部清液出水。A、B、C处理池分别设定为静止沉淀、进水搅拌、出水状态。第三时段(图Ic)打开处理池C进水阀和处理池A出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池C内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池A，并推动 处理池A上部清液经出水阀出水(池内污泥仍留在本池)；该时段处理池B进行静止沉淀， 准备为下个时段该池上部清液出水。A、B、C处理池分别设定为出水、静止沉淀、进水搅拌状 态。由上每个处理池在污水水解酸化处理一个周期内分三个时段完成，三个处理池在 同一时段分别承单进水搅拌混合、静止沉淀、出水三个不同功能。各处理池不同时段功能划 分见表1。水解酸化每个时段时间，视污水水质情况而定。实施例2 参见图2，如实施例1，将联通渠扩大做成一个处理池E，作为主反应池 (同时保留连通功能)，其内也设置有搅拌装置，并使主反应池在整个水解酸化反应周期中 均呈搅拌反应状态，从而增加了反应停留时间。考虑到池较大，各池中均安装纵向隔板，以 增强搅拌充分混合，并可减小搅拌功率。每个完整周期的三个时段如实例1，分别见图2a、 图2b、图2c，连通反应池E，不仅起各池连通作用，还起到增加水解反应时间作用。各处理池 不同时段功能划分见表2。实施例3 参见图3，如前述，对总停留时间要求较长，调节控制要求更高的应用情 形，可在原三池基础上再并列一池F (或更多)，同时在运行每个周期中增加相应的搅拌反 应时段来实现。以四个处理池为例，每个处理周期分四个时段，说明如下第一时段(图3a)打开处理池A进水阀和处理池B出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池A内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池B，并推动 处理池B上部清液经出水阀出水；该时段处理池C静止沉淀，处理池F搅拌混合反应。A、B、 C、F处理池分别设定为进水搅拌、出水、静止沉淀、搅拌反应状态。第二时段(图3b)打开处理池B进水阀和处理池C出水阀，关闭其余阀门，同时开启处理池B内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池C，并推动 处理池C上部清液经出水阀出水；该时段处理池F静止沉淀，处理池A搅拌混合反应。A、B、 C、F处理池分别设定为搅拌混合、进水搅拌、出水、静止沉淀状态。 第三时段(图3c)打开处理池C进水阀和处理池F出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池C内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池F，并推动 处理池F上部清液经出水阀出水；该时段处理池A静止沉淀，处理池B搅拌混合。A、B、C、F 处理池分别设定为静止沉淀、搅拌混合反应、进水搅拌、出水状态。第四时段(图3d)打开处理池F进水阀和处理池A出水阀，关闭其余阀门，同时 开启处理池F内搅拌装置，使进入污水与池内污泥充分混合并进行水解酸化反应，泥水混 合液通过相邻池壁上过水孔进入连通渠D，再通过相邻池壁上过水孔进入处理池A，并推动 处理池A上部清液经出水阀出水；该时段处理池B静止沉淀，处理池C搅拌混合反应。A、B、 C、F处理池分别设定为出水、静止沉淀、搅拌混合反应、进水搅拌状态。实施例4 参见图4，如实施例3，将联通渠扩大做成一个主反应池E (同时保留连 通功能)，其内也设置有搅拌装置，并使主反应池在整个水解酸化反应周期中均呈搅拌反 应，从而增加了反应停留时间(类似例2)。每个完整周期的四个时段如实施例3，分别见图 4a、图4b、图4c、图4d，连通反应池E，不仅起各池连通作用，还起到增加水解反应时间作用。实施例5 参见图5，如前述，例如将4个处理池A、B、C、F按田字形布置，连通渠D 设置于两组中间，即形成矩形处理池分置在连通渠两侧布置结构。实施例6 参见图6，如实施例5，4个处理池A、B、C、F按矩形分布，4池相交中心区 作为圆形(也可为矩形或正方形)连通井D，形成矩形处理池位于连通井四周布置。实施例7 参见图7，如实施例6，4个处理池A、B、C、F按一个圆面分为4个扇形处 理池，中心为连通井D，形成圆形处理池位于连通井四周布置。对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公 开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他 方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，例如各池形大水及 平面布置的变化，搅拌装置、控制阀、连通槽(渠)的形式不同，等等的非实质性改动，同样 可以被应用，都能实现本专利描述功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本专利保护 范围。表1三个处理池不同时段功能划分表
处理池 时段1时段2时段3
~进水搅拌 静止沉淀 S*
^进水搅拌 静止沉淀
~C静止沉淀 ^进水搅拌
表2四个处理池不同时段功能划分表
权利要求
污水水解酸化方法，包括水解生化反应、泥水分离，其特征在于水解酸化过程至少分为进水搅拌，静止沉淀，出水三个顺次过程，三个过程分别三个或以上池内同时完成，其中各池则先后顺次完成前述三个过程，并各池连续进出水。
2.根据权利要求1所述污水水解酸化方法，其特征在于水解酸化过程还增加独立的搅 拌混合反应，使水解酸化分为进水搅拌、搅拌反应、静止沉淀、出水四个顺次过程，四个过程 分别在四个池内同时完成。
3.水解酸化池，包括处理单池，其特征在于水解酸化池至少有三个，相邻和/或相对设 置，并且有连接通道构成工艺连通，各处理池内分别设有搅拌装置和进出水控制阀门。
4.根据权利要求3所述水解酸化池，其特征在于连通通道扩大为反应池，内置有搅拌直ο
5.根据权利要求3所述水解酸化池，其特征在于各池上进出水阀门为电控阀门。
6.根据权利要求3所述水解酸化池，其特征在于各池搅拌装置由程序控制运行时间和 /或运行搅拌强度。
7.根据权利要求3所述水解酸化池，其特征在于各处理池呈矩形。
8.根据权利要求3、4、5、6或7所述水解酸化池，其特征在于各处理池同样大小。
全文摘要
本发明是对废水处理中水解酸化方法及水解酸化池的改进，其特征是水解酸化过程至少分为进水搅拌，静止沉淀，出水三个顺次过程，三个过程分别三个或以上池内同时完成，其中各池则先后顺次完成前述三个过程，并各池连续进出水。通过将水解酸化分至少三个过程在不同池内同时完成，不仅使水解各阶段在最佳条件下运行，提高水解效果，而且可省略后结二沉池以及污泥回流系统，可以节约土地20％以上，节约投资30％以上。并且可以模块化设计和扩充，更有利于废水处理工程分期建设和扩建。
文档编号C02F3/28GK101962223SQ20101024876
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月6日 优先权日2010年8月6日
发明者华伟, 蒋岚岚 申请人:无锡市政设计研究院有限公司