氧化沟推流装置及氧化沟的制作方法

本实用新型涉及污水处理技术领域，特别地，涉及一种氧化沟推流装置及氧化沟。

背景技术：

氧化沟是污水处理技术中活性污泥法的一种，其构筑物呈封闭无终端渠形，氧化沟一般通过转刷(或转盘和其它机械曝气设备)使污水和混合液在环状的渠内循环流动及进行曝气；也有些将水下空气扩散装置与表曝机或水下空气扩散装置与水下推进器联合使用。氧化沟的曝气装置一般是定位布置的，因此在曝气装置下游混合液的溶解氧浓度较高，随着水流沿沟长的流动，溶解氧浓度逐步下降，出现明显的溶解氧浓度梯度。在溶解氧浓度高的区段形成好氧段，在溶解氧浓度低的区段形成缺氧段。在污水脱氮处理过程中，好氧段由好氧自养型微生物将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐和硝酸盐(硝化)，缺氧段由异养型微生物将亚硝酸盐、硝酸盐还原为氮气(反硝化)。因此氧化沟工艺可以在同一构筑物中实现硝化和反硝化。

为了维持氧化沟的正常运行，氧化沟内必须保持一定的循环流速，循环流速除了避免污泥发生沉积外，还对氧化沟内水力循环时间、水力流动程度、好氧段和缺氧段的水力停留时间、溶解氧、有机物、污泥浓度分布、污泥絮体的形状和大小产生直接影响，进而对氧化沟的处理效果产生影响。因此，选择合适的曝气及推流方式对氧化沟的正常运行至关重要。

现有的氧化沟内好氧段和缺氧段的水力停留时间是根据进水水质、出水水质、曝气设备、推流设备等进行计算设计的，氧化沟内水流速度相对恒定，难以调节，因此氧化沟内好氧段和缺氧段的水力停留时间相对固定。实际上，每日的不同时段或每年的不同季节进水水质差别较大，目前氧化沟的主要控制方式是监测氧化沟内溶解氧浓度来控制曝气装置的曝气量。溶解氧浓度虽能表示好氧段和缺氧段是否满足相应微生物最佳代谢环境的要求，但是不能反映水中污染物的去除程度是否达到要求，尤其是脱氮的要求，同时，好氧段和缺氧段的水力停留时间不能随水质变化进行调整，可能出现过曝气的情况，浪费能源；或曝气不足，出水水质超标。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种氧化沟推流装置及氧化沟，以解决好氧段和缺氧段的水力停留时间不能随水质变化进行调整而无法控制出水水质的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种氧化沟推流装置，包括用于推动污水沿氧化沟流动的主机和与主机连接的用于监测氧化沟内缺氧段末端氧化还原电位以控制主机转速的监测控制器。

进一步地，监测控制器包括用于监测氧化沟内缺氧段末端氧化还原电位的ORP探头以及与ORP探头连接用于接收、转换ORP探头监测信号的ORP控制器，ORP控制器连接用于控制主机转速的变频器。

进一步地，主机包括与监测控制器连接的驱动装置，驱动装置通过连接轴连接有转筒，转筒的外侧设有用于推流的叶片。

进一步地，驱动装置与变频器连接并设置于氧化沟的水面之上。

进一步地，叶片沿转筒的轴向设置，叶片的数量至少为两个且均匀设置于转筒上。

进一步地，主机还包括设置于驱动装置与连接轴之间用于支撑驱动装置的上支架以及设置于主机的底部用于支撑连接轴的下支座。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种包括上述的氧化沟推流装置的氧化沟。

进一步地，氧化沟包括分别设置于两端弯道处的主机以及设置于缺氧段末端的监测控制器，主机竖直安装。

进一步地，氧化沟还包括设置于缺氧段末端且位于监测控制器下游的曝气装置。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的氧化沟推流装置，包括主机和与主机连接的监测控制器，监测控制器用于监测氧化沟内缺氧段末端的氧化还原电位，根据总氮排放标准通过调试设置主机的转速控制范围，控制氧化沟内水流速度，调节氧化沟内污水在好氧段和缺氧段的水力停留时间，从而确保污水的硝化/反硝化效果，确保氧化沟出水总氮稳定达标，以适应进水水质和运行情况的变化，达到较好的污水脱氮效果并节省能耗。

本实用新型提供的氧化沟的水流速度易于调节控制，从而调整氧化沟内好氧段和厌氧段的水力停留时间，以实现最佳的污水脱氮效果，且节省能耗。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的氧化沟推流装置的组成示意图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是本实用新型优选实施例的氧化沟的平面示意图。

附图标记说明：

1、主机；2、监测控制器；3、驱动装置；4、连接轴；5、转筒；6、叶片；7、上支架；8、下支座；9、ORP探头；10、ORP控制器；11、变频器；12、曝气装置；13、好氧段；14、缺氧段。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

参照图1～3，本实用新型的优选实施例提供了一种氧化沟推流装置，包括用于推动污水沿氧化沟流动的主机1和与主机1连接的用于监测氧化沟内缺氧段14末端氧化还原电位以控制主机1转速的监测控制器2。

氧化还原电位(ORP)能用来反映水溶液中所含物质表现出来的宏观氧化还原性。氧化沟中缺氧段14末端硝态氮浓度与氧化还原电位具有很好的相关性，硝态氮浓度高，氧化还原电位高，反之，氧化还原电位低。氧化还原电位低说明反硝化效果好，水中总氮浓度低，污水脱氮效果好。因此，根据处理后出水水质所要求达到的排放标准中总氮值对应的硝态氮浓度范围，设置氧化沟内缺氧段14末端的氧化还原电位的控制范围；根据实测的氧化还原电位与上述控制范围的比较，需要延长或缩短污水在缺氧段14的水力停留时间，本发明通过调节氧化沟推流装置中主机1的转速范围，实现污水在缺氧段14的水力停留时间要求，从而实现出水水质的排放标准要求。

上述监测控制器2根据总氮排放标准通过调试设置主机1的转速控制范围，控制氧化沟内水流速度，调节氧化沟内污水在好氧段13和缺氧段14的水力停留时间，从而确保污水的硝化/反硝化效果，确保氧化沟出水总氮稳定达标，以适应进水水质和运行情况的变化，达到较好的污水脱氮效果并节省能耗。

优选地，参照图1，监测控制器2包括用于监测氧化沟内缺氧段14末端氧化还原电位的ORP探头9以及与ORP探头9连接用于接收、转换ORP探头9监测信号的ORP控制器10，ORP控制器10连接用于控制主机1转速的变频器11。上述氧化沟推流装置中，ORP探头9放置于缺氧段14的末端用来监测氧化沟内缺氧段14末端的氧化还原电位，并将其监测到的信号输入到ORP控制器10，ORP控制器10装在控制柜内，由ORP控制器10将上述信号转换为4～20mA的电流输出给变频器11，由变频器11控制驱动主机1，以实现对主机1转速的控制即对氧化沟内的水流速度的控制，实现污水在缺氧段14的水力停留时间调节要求，从而达到出水水质的排放标准要求。

优选地，参照图1，主机1包括与监测控制器2连接的驱动装置3，驱动装置3通过连接轴4连接有转筒5，转筒5的外侧设有用于推流的叶片6。通过上述监测控制器2调节驱动装置3的转速，从而调节转筒5的转速，通过转筒5上设置的叶片6推动水流，从而调节水流速度。上述主机1的转速控制范围为5～25转/分钟。上述控制方式简单连续且有效，提高了氧化沟推流装置的工作效率，从而更加有效地控制出水水质。上述主机1采用立式结构，竖直安装，工作时使氧化沟内断面上、中、下水流同时被推动，不会出现流速相差很大的问题，避免底部积泥，同时溶解氧在断面上的浓度差很小，可以实现沟内好氧段和厌氧段的稳定运行，从而提高处理效果。本实施例中，驱动装置3为驱动电机。

优选地，参照图1，驱动装置3与变频器11连接并设置于氧化沟的水面之上。上述氧化沟推流装置中，主机1的转速由监测控制器2控制；ORP探头9将监测到的信号输入ORP控制器10，由ORP控制器10将信号转换为4～20mA的电流输出给变频器11，由变频器11控制驱动装置3，从而控制转筒5的转速即氧化沟内的水流速度。更优选的，上述驱动装置设置于水面以上，工作环境优于水下，防护等级要求降低，并且易于维护和更换。

优选地，参照图2，叶片6沿转筒5的轴向设置，叶片6的数量至少为两个且均匀设置于转筒5上。上述均匀分布的叶片6能产生均匀的推动力，使得氧化沟内断面流速差小，避免底部积泥，同时使溶解氧在断面上的浓度差也减小，提高氧化沟内体系运行的稳定性。

优选地，参照图1，主机1还包括设置于驱动装置3与连接轴4之间用于支撑驱动装置3的上支架7以及设置于主机1的底部用于支撑连接轴4的下支座8。上述氧化沟推流装置中，上支架固定驱动装置3，使其运行时更加稳固，下支座8将主机1固定安装在氧化沟内，提高整个装置运行的稳定性，从而提高污水处理效果。

参照图3，根据本实用新型的另一个方面，本实用新型的优选实施例还提供了一种包括上述氧化沟推流装置的氧化沟。上述氧化沟通过氧化沟推流装置的设置，实现了对氧化沟内水流循环流速的自动调节，从而改变好氧段、缺氧段的水力停留时间，确保污水的硝化/反硝化效果，使之适应进水水质和运行情况的变化，满足出水水质的排放要求，使氧化沟达到了最佳的污水脱氮效果和节省能耗的目的，尤其适用于采用空气扩散装置曝气的氧化沟。

优选地，参照图3，氧化沟包括分别设置于两端弯道处的主机1以及设置于缺氧段14末端的监测控制器2，主机1竖直安装。单个氧化沟只需设置两个主机1即可满足氧化沟的循环和混合需要。根据设置在缺氧段14末端的监测控制器2监测到的氧化还原电位，监测控制器2能够实现同步控制两个主机1的转速，从而有效地控制氧化沟内的水流速度。上述主机1竖直安装是指主机1的转筒5垂直于氧化沟的水面安装，工作时使氧化沟内断面上、中、下水流同时被推动，不会出现流速相差很大的问题，避免底部积泥，同时溶解氧在断面上的浓度差很小，可以实现沟内好氧段和厌氧段的稳定运行，从而提高处理效果。上述主机1包括设置于上端控制转筒5旋转的驱动装置3，监测控制器2与驱动装置3连接，以控制驱动装置3的转速，从而控制水流速度。上述监测控制器2中用于监测氧化还原电位的仪器为ORP探头9，ORP探头9设置于缺氧段14的末端。

上述氧化沟中，两个主机1设置在氧化沟隔墙的两端，主机1工作时可以防止混合液与壁面的分离，减少漩涡区和二次流的产生，可省略现有氧化沟的导流墙，节省建设投资。

主机1采用立式结构，工作时，沟断面上、中、下水流同时推动，不会出现流速差，避免底部积泥，同时，溶解氧在断面上浓度差很小，可实现氧化沟内好氧段13和缺氧段14的稳定运行，提高处理效果和运行的稳定性。

优选地，参照图3，氧化沟还包括设置于缺氧段末端且位于监测控制器下游的曝气装置12。上述曝气装置12下游依次形成好氧段13和缺氧段14。上述曝气装置12优选采用空气扩散装置的曝气装置。

本实用新型提供的氧化沟的水流速度易于调节控制，从而能够调节氧化沟内好氧段13和厌氧段14的水力停留时间，以实现最佳的污水脱氮效果，且节省能耗。

本实用新型提供的氧化沟推流装置的具体应用如下：

根据处理后出水水质要求达到的排放标准中总氮值对应的硝态氮浓度，ORP探头9将获取的信号传输给ORP控制器10，显示对应的氧化还原电位。设置总氮满足排放标准的氧化还原电位控制范围，通过调试设置主机1的转速控制范围。当氧化还原电位高于设定值时，说明缺氧段14末端的硝态氮浓度较高，反硝化不完全，可能出水总氮超标，此时ORP控制器10会通过变频器11降低主机1的转速，延长污水在缺氧段14的水力停留时间，增强反硝化效果。反之，当氧化还原电位低于设定值时，说明缺氧段14末端的硝态氮浓度较低，出水总氮低于排放标准，此时ORP控制器10会通过变频器11提高主机1的转速，缩短污水在好氧段13和缺氧段14的水力停留时间，相当于缩短了系统处理时间，节省了能耗。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。