氧化沟及其不停运升级改造方法与流程

1.本发明涉及污水处理设施建造技术领域，特别涉及氧化沟及其不停运升级改造方法。


背景技术：

2.污水生物处理是用生物学的方法处理污水的总称，是现代污水处理应用中最广泛的方法之一。主要借助微生物的新陈代谢作用把污水中有机物转化为简单的无机物，使污水得到净化：
①
去除溶解性有机物将其转化成二氧化碳(co2)和水(h2o)，去除其它溶解性无机营养元素如氮(n)最终转化为氮气(n2)、磷(p)最终转化为富含磷的剩余污泥从水中分离出来等；
②
絮凝沉淀和降解胶体状固体物；
③
稳定有机物，某些有毒有害难降解有机物可以被微生物初步分解或部分降解，而减轻毒性作用或得到部分稳定，或最终被完全转化为无机物而得到稳定。
3.污水的生物处理一般可以分为两大类，即好氧处理和厌氧处理。好氧处理是在曝气的作用下利用好氧微生物的新陈代谢活动去除废水中的污染物，常见的好氧处理工艺有活性污泥法(activated sludge method)，生物接触氧化法(biological contact oxidation process)，氧化沟(oxidation ditch)等；厌氧处理是在隔绝氧气的情况下利用厌氧微生物的新陈代谢作用去除废水中的污染物，常见的厌氧工艺有水解酸化，上流式厌氧污泥床(up
‑
flow anaerobic sludge bed)，厌氧生物滤池(anaerobic biological filter)，内循环厌氧反应器(internal circulation)等。
4.污水采用生物处理去除有机物是最经济，相对于物理法和化学法，生物法处理污水有投资较低、运行成本低的优势，水中氨氮用生物处理方法去除最有效。
5.如图1所示，在现有技术中，不少大型污水处理厂始建于上世纪八十、九十年代，主体工艺采用的生物处理工艺，如推流式活性污泥法、卡鲁塞尔氧化沟等，能满足当时的污水排放标准。
6.然而，随着社会公众对环境保护的越来越重视、对环境管理的越来越严格，污染物排放标准逐年在升级。以化学需氧量指标(cod
cr
)为例，部分地区执行的是二级排放标准，即cod
cr
≤100mg/l，部分地区执行的是一级b排放标准，即cod
cr
≤60mg/l，而近几年绝大部分执行的是一级a排放标准，即cod
cr
≤50mg/l。
7.为满足污染物排放标准的日趋严格，除了在现有生物处理工艺段后面增加深度处理工艺段的方法之外，对现有生物处理工艺进行升级改造以提高处理能力和效率也是相当有效的办法。
8.因此，如何在污水处理厂不停运的前提下,满足升级改造的要求，避免污水处理厂水费损失成为本领域技术人员急需解决的技术问题。


技术实现要素：

9.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供氧化沟及其不停运升级改造方法，实现
的目的是使氧化沟的化学需氧量(cod
cr
)和氨氮(nh3‑
n)去除率较改造前有明显提高，而且采取的短时间内暂停部分廊道转碟曝气机的措施，不会对氧化沟出水水质造成较大影响，总排口出水水质始终能保持达标。
10.为实现上述目的，本发明公开了氧化沟，以两条以上并联的流程线并行设置，每一所述流程线均包括厌氧段、缺氧段和好氧段；
11.每一所述厌氧段均设有搅拌设备；
12.每一所述缺氧段均设有液下推进器；
13.每一所述好氧段均设有混合液回流装置和外设的二沉池污泥回流装置，通过所述混合液回流装置将混合液回流至相应的所述缺氧段，通过所述二沉池污泥回流装置将所述混合液回流至厌氧段。
14.其中，每一所述好氧段均设有多组顺着所述混合液流动方向设置的液下推流器和填料；
15.每一所述填料的上方和下方均分别设有曝气装置。
16.优选的，每一所述曝气装置均包括池顶曝气总管和池底微孔爆气管；
17.每一所述池顶曝气总管均设置于相应的所述填料的上方；
18.每一所述池底微孔爆气管均设置于相应的所述填料的下方。
19.本发明还提供氧化沟的不停运升级改造方法，步骤如下：
20.步骤1、在运行状态下，在每一所述好氧段的池边安装所述曝气装置的曝气风机，以及相应的管道和碳源投加装置，并在所述池内预留管道接口；
21.步骤2、预制所有所述填料的框架和所述曝气装置，并准备吊装；
22.步骤3、在运行状态下，在每一所述好氧段的所述池的上方安装固定用的型钢结构；
23.步骤4、逐一停车每一所述好氧段的转碟曝气机，并完成以下施工，其他所述好氧段继续运行，施工过程如下：
24.步骤4.1、在停车转碟曝气机的所述好氧段的所述池内吊装安装相应的所述液下推流器；
25.步骤4.2、在停车转碟曝气机的所述好氧段的所述池内吊装安装所述填料的所述框架；
26.步骤4.3、在停车转碟曝气机的所述好氧段的所述池内吊装安装所述曝气装置的池顶曝气总管，及其支管，安装插入式曝气器，并将所述插入式曝气器与所述池外曝气总管连接，并投入运行；
27.步骤4.4、完成后，停车转碟曝气机的所述好氧段的供氧方式由转碟曝气机切换为池底微孔爆气器，并拆除转碟曝气机；
28.步骤4.5、边运行边清理因底部曝气而翻腾起来的池底积泥；
29.步骤4.6、重复执行步骤4.1至步骤4.5，直至完成所有的所述好氧段的施工。
30.本发明的有益效果：
31.本发明在不停运升级改造过程中，为配合吊装型钢结构和设备，采取的短时间内暂停部分廊道转碟曝气机的措施，不会对氧化沟出水水质造成较大影响，总排口出水水质始终能保持达标。
32.本发明中转碟曝气机的供氧效率一般在10％左右，而插入式曝气器供氧效率一般大于20％，由于提高了曝气系统的溶氧利用率，使得氧化沟的化学需氧量(cod
cr
)和氨氮(nh3‑
n)去除率较改造前有明显提高，整体项目的提标改造的目标得到圆满完成。
33.本发明由于采用了氧利用率更高的插入式曝气器，使得氧化沟运行电耗明显降低，主要体现在空气悬浮风机和液下推流器的组合能耗比原有转碟曝气机要低不少，因此给业主节约了一定量的运行成本，从而产生一定的经济效益。
34.以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
35.图1示出现有技术的结构示意图。
36.图2示出本发明一实施例的结构示意图。
37.图3示出本发明一实施例中一组液下推流器和填料的局部剖面放大结构示意图。
具体实施方式
38.实施例1
39.如图2和图3所示，氧化沟，以两条以上并联的流程线并行设置，每一流程线均包括厌氧段1、缺氧段2和好氧段3；
40.每一厌氧段1均设有搅拌设备4；
41.每一缺氧段2均设有液下推进器5；
42.每一好氧段3均设有混合液回流装置和外设的二沉池污泥回流装置，通过混合液回流装置将混合液回流至相应的缺氧段2，通过二沉池污泥回流装置将混合液回流至厌氧段1。
43.其中，每一好氧段3均设有多组顺着混合液流动方向设置的液下推流器6和填料7；
44.每一填料7的上方和下方均分别设有曝气装置。
45.优选的，每一曝气装置均包括池顶曝气总管8和池底微孔爆气管9；
46.每一池顶曝气总管8均设置于相应的填料7的上方；
47.每一池底微孔爆气管9均设置于相应的填料7的下方。
48.本发明还提供氧化沟的不停运升级改造方法，步骤如下：
49.步骤1、在运行状态下，在每一好氧段3的池边安装曝气装置的曝气风机，以及相应的管道和碳源投加装置，并在池内预留管道接口；
50.步骤2、预制所有填料7的框架和曝气装置，并准备吊装；
51.步骤3、在运行状态下，在每一好氧段3的池的上方安装固定用的型钢结构；
52.步骤4、逐一停车每一好氧段3的转碟曝气机，并完成以下施工，其他好氧段继续运行，施工过程如下：
53.步骤4.1、在停车转碟曝气机的好氧段3的池内吊装安装相应的液下推流器6；
54.步骤4.2、在停车转碟曝气机的好氧段3的池内吊装安装填料7的框架；
55.步骤4.3、在停车转碟曝气机的好氧段3的池内吊装安装曝气装置的池顶曝气总管8，及其支管，安装插入式曝气器，并将插入式曝气器与池外曝气总管连接，并投入运行；
56.步骤4.4、完成后，停车转碟曝气机的好氧段3的供氧方式由转碟曝气机切换为池底微孔爆气器，并拆除转碟曝气机；
57.步骤4.5、边运行边清理因底部曝气而翻腾起来的池底积泥；
58.步骤4.6、重复执行步骤4.1至步骤4.5，直至完成所有的好氧段3的施工。
59.实施例2
60.以卡鲁塞尔氧化沟为例，卡鲁塞尔氧化沟的现状如下：
61.a设计规模：40000m3/d，2座，并联运行；
62.b使用时间：约10年；
63.c外形尺寸：85.6
×
34.5
×
4.7m；
64.d有效容积：约11000m3/座。
65.卡鲁塞尔氧化沟的主要问题如下：
66.a池底有不同程度的积泥，造成实际水力停留时间不足；
67.b采用转碟曝气机供氧推流，氧利用率低，能耗高；
68.升级改造的方案如下：
69.a为保证和恢复足够的水力停留时间，放空池体，清理底部积泥；
70.b为提高供氧效率，好氧段曝气方式改为池底微孔曝气，配套增加鼓风机，拆除转碟曝气机；
71.c为提高廊道截面流速，在好氧段增设液下推流器；
72.d为提高污泥浓度，好氧段增设生物填料；
73.e为保证反硝化反应有足够的碳源，增设补充碳源投加系统；
74.升级改造的工期估算
75.做好一切准备工作后，按照清淤——拆除现有设备——安装推流器——安装曝气设备——安装填料——连接曝气风管——进水污泥接种——恢复运行次序进行升级改造。如果，污水处理厂为配合氧化沟升级改造而经审批完全停运的话，升级改造所需的工期升级改造的最短工期约为20天，最长工期约为30天(主要是清淤时间不能完全确定)。
76.如果，污水处理厂为配合氧化沟升级改造而经审批仅在特定时间段降水量运行的话，则需要边运行边升级改造，即一条一座氧化沟运行而另一座升级改造，则最短工期约为35天(运行的氧化沟可以将活性污泥直接转移到升级改造完成后的氧化沟，可节约污泥接种时间)，最长工期约为55天。
77.由前文叙述的升级改造工期可见，在做好充分准备工作、排除客观因素(下雨)干扰的情况下，升级改造工期最少约20天，最长约55天。按污水处理厂平均35,000m3/d计算，将有约700,000m3(35,000m3/d
×
20d)～825,000m3(15,000m3/d
×
55d)污水需要暂存或者采用其他处理办法。如果考虑到最不利情况，如升级改造过程中遇到下雨天，又如池底积泥情况比较严重(部分弯道位置积泥已板结)，则升级改造工期会更长，需要暂存或其他办法处理的污水会更多。
78.以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。