公布日：2023.04.21
申請日：2022.11.29
分類(lèi)號：C02F3/00(2023.01)I;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，該方法使用初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置進(jìn)行，初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置集水解發(fā)酵開(kāi)發(fā)碳源、除懸浮物和脫氮除磷的多功能，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進(jìn)水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰，通過(guò)對各個(gè)部件進(jìn)行具體設置的同時(shí)對處理步驟的各個(gè)參數進(jìn)行具體設置，實(shí)現了可以大幅提高污水處理系統的脫氮除磷效率的技術(shù)效果，在降低生產(chǎn)運行成本的同時(shí)，增強出水水質(zhì)的穩定性。
權利要求書(shū)
1.一種初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，其特征在于，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進(jìn)水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰；所述水解發(fā)酵池包括第一側壁、第二側壁、底壁、第一端壁、第二端壁和儲泥槽，所述第一側壁、第二側壁、第一端壁、第二端壁和底壁合圍成水解發(fā)酵池的主體發(fā)酵的槽結構，在緊靠第一端壁一側的底壁上設置有開(kāi)口與所述儲泥槽連通，所述儲泥槽頂部開(kāi)口與底壁上的開(kāi)口相連通，儲泥槽內部設置有兩個(gè)三角臺，將儲泥槽內部空間設置為上大下小的空間結構；在所述第一端壁上開(kāi)設有污水入口，在第二端壁上開(kāi)設有處理水排出口；所述除臭回流裝置設置于水解發(fā)酵池的外部，包括除臭污泥回流泵和污泥回流管，所述除臭污泥回流泵設置于外部污水處理生物池的末端，所述污泥回流管的入口端與除臭污泥回流泵相連，出口端與進(jìn)水布水槽相連，所述污泥回流管用于將污水處理生物池培養的含有除臭微生物的剩余污泥通過(guò)除臭污泥回流泵加壓后排入至進(jìn)水布水槽內；所述進(jìn)水布水槽設置于水解發(fā)酵池的所述第一端壁的外部，所述進(jìn)水布水槽為方槽狀結構設置，頂部設置污泥回流管的出口端，在其中一個(gè)側壁上設置有進(jìn)水口，在與水解發(fā)酵池的所述污水入口相接處的側壁上設置有多個(gè)污水排出口；所述刮泥裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪、第四鏈輪和刮泥鏈板，所述第一鏈輪設置于儲泥槽正上方的第一側壁和第二側壁之間的上部，所述第二鏈輪的高度位置與第一鏈輪相同，也設置于第一側壁和第二側壁之間，第二鏈輪至第二端壁的距離為B，第二鏈輪至第一端壁的距離為A，滿(mǎn)足A＝(2～6)B，所述第三鏈輪設置于緊靠第二端壁的第一側壁和第二側壁之間，第三鏈輪與底壁之間的距離為C，第一側壁和第二側壁的高度均為D，滿(mǎn)足C＝(3％～8％)D，所述第四鏈輪設置于儲泥槽與底壁相接處的第一側壁和第二側壁之間，所述刮泥鏈板順次與第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪鏈接，在所述刮泥鏈板上均勻布設有多個(gè)刮板；所述出水堰設置于緊靠第二端壁的第一側壁和第二側壁之間，所述出水堰包括水平板和豎直板，所述水平板一端與第二端壁連接，另一端懸空，所述豎直板設置有多個(gè)，且均豎直的與水平板下方連接，所述處理水排出口開(kāi)設于所述出水堰上方處的第二端壁上；所述撇渣裝置設置于所述出水堰與所述第二鏈輪之間，所述撇渣裝置包括撇渣筒和撇渣管道，所述撇渣筒的兩個(gè)端部分別與所述第一側壁和第二側壁連接，所述撇渣筒的側壁設置有多個(gè)開(kāi)口，且多個(gè)開(kāi)口始終朝向所述第二鏈輪的方向，所述撇渣管道與所述撇渣筒內部連通，并用于將撇渣筒內部的渣料排出；所述排泥裝置設置于所述儲泥槽的外部，所述排泥裝置包括排泥泵和排泥管道，所述排泥管道設置于儲泥槽和排泥泵之間，用于通過(guò)排泥泵的抽吸將儲泥槽內的污泥排出；出水堰的所述水平板的高度為E，第二鏈輪的高度為F，E和F的位置關(guān)系滿(mǎn)足：20cm<E-F<40cm；進(jìn)水布水槽的污水排出口設置有2個(gè)，分別為污水上部排出口和污水下部排出口，且污水上部排出口和污水下部排出口均傾斜設置，其中污水上部排出口的出口端斜向下設置，污水下部排出口的出口端斜向上設置，同時(shí)與進(jìn)水布水槽側壁和水平面均垂直的平面定義為豎直出水面，污水上部排出口的數學(xué)軸心線(xiàn)與水平面的夾角為-2～-5°、與豎直出水面的夾角為1～3°，污水下部排出口的數學(xué)軸心線(xiàn)與水平面的夾角為2～5°、與豎直出水面的夾角為-1～-3°；且污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述底壁的距離為H1，污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述第一側壁最頂端的距離為H2，滿(mǎn)足H1：H2＝(1～1.3):1。
2.根據權利要求1所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，其特征在于，所述除臭回流裝置還包括設置于污泥回流管上的電磁流量計，所述電磁流量計用于測量含有除臭微生物的剩余污泥的回流量；所述排泥管道設置于進(jìn)水布水槽的底壁正下方，在所述排泥管道上設置有閘門(mén)和電磁流量計，所述閘門(mén)用于日常檢修，所述電磁流量計用于測量和控制污泥的排放量，在排泥管道與排泥泵之間設置有放空管道，所述放空管道用于日常檢修。
3.根據權利要求1所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，其特征在于，所述撇渣裝置還包括撇渣角度控制電動(dòng)閥門(mén)，所述撇渣筒的兩個(gè)端部分別與所述第一側壁和第二側壁以可轉動(dòng)的方式連接，所述撇渣角度控制電動(dòng)閥門(mén)用于控制所述撇渣筒側壁的多個(gè)開(kāi)口在始終朝向所述第二鏈輪方向的基礎上，始終位于污水上表面處；所述撇渣管道外部連接渣水分離器，對撇渣管道排出的渣料進(jìn)行固液分離。
4.一種初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，其特征在于，所述初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法使用權利要求1～3任一項所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，包括如下步驟：(1)將外部污水處理生物池培養得到的含有除臭微生物的剩余污泥利用除臭回流裝置排入到進(jìn)水布水槽內，同時(shí)也將生活污水排入到進(jìn)水布水槽內，其中通過(guò)除臭回流裝置排入的剩余污泥的質(zhì)量是排入到進(jìn)水布水槽內物料總量的4～6wt％；(2)通過(guò)進(jìn)水布水槽將剩余污泥與生活污水進(jìn)行混合，然后通過(guò)污水入口將混合物排入到水解發(fā)酵池內，啟動(dòng)刮泥裝置，進(jìn)行生活廢水中初沉污泥與剩余污泥的混合水解發(fā)酵過(guò)程，通過(guò)剩余污泥內的水解細菌、酸化菌的作用下，將生活廢水中的固體顆粒物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉化為易生物降解的小分子物質(zhì)，并且啟動(dòng)第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，帶動(dòng)刮泥鏈板以第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，然后再向第一鏈輪的移動(dòng)方向帶動(dòng)刮泥鏈板不斷移動(dòng)，并富集生活廢水中的懸浮物；(3)每0.8～1.2小時(shí)啟動(dòng)一次所述撇渣裝置，進(jìn)行撇渣，實(shí)現對懸浮物的去除；(4)每小時(shí)啟動(dòng)一次所述排泥泵，每次運行4～6min，維持水解發(fā)酵池內的污泥濃度梯度，保持水解發(fā)酵池的水下一米的污泥濃度為8000～10000mg/L，保持所述出水堰位置的污泥濃度為2900～3100mg/L；(5)控制水解發(fā)酵池內的污水停留時(shí)間為2～3h，水解發(fā)酵池內的污泥停留時(shí)間為3～4天，實(shí)現初沉池內碳源開(kāi)發(fā)的污水處理。
5.根據權利要求4所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中，通過(guò)控制進(jìn)水流速和排泥泵的運行時(shí)間來(lái)對污水停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間進(jìn)行控制。
6.根據權利要求4所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中，通過(guò)控制含有除臭微生物的剩余污泥回流量和水解發(fā)酵池排泥泵運行時(shí)間來(lái)實(shí)現水解發(fā)酵池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度。
7.根據權利要求4所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，其特征在于，所述刮泥鏈板的移動(dòng)速度為28～33m/h。
8.根據權利要求5或6所述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，其特征在于，步驟(4)中的進(jìn)水流速為700-1100m3/h，含有除臭微生物的剩余污泥回流排入的流速為50-100m3/h。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種集水解發(fā)酵開(kāi)發(fā)碳源、除懸浮物和脫氮除磷的多功能活性初沉池系統，解決傳統初沉池運行導致的進(jìn)水碳源流失問(wèn)題，通過(guò)初沉污泥和回流污泥進(jìn)行混合產(chǎn)酸發(fā)酵，產(chǎn)生大量的優(yōu)質(zhì)VFA碳源，補充脫氮除磷所需碳源，大幅度提高系統脫氮除磷效率。
具體通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現：
一種初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，包括水解發(fā)酵池、除臭回流裝置、進(jìn)水布水槽、刮泥裝置、撇渣裝置、排泥裝置和出水堰。
所述水解發(fā)酵池包括第一側壁、第二側壁、底壁、第一端壁、第二端壁和儲泥槽，所述第一側壁、第二側壁、第一端壁、第二端壁和底壁合圍成水解發(fā)酵池的主體發(fā)酵的槽結構，在緊靠第一端壁一側的底壁上設置有開(kāi)口與所述儲泥槽連通，所述儲泥槽頂部開(kāi)口與底壁上的開(kāi)口相連通，儲泥槽內部設置有兩個(gè)三角臺，將儲泥槽內部空間設置為上大下小的空間結構；在所述第一端壁上開(kāi)設有污水入口，在第二端壁上開(kāi)設有處理水排出口。
所述除臭回流裝置設置于水解發(fā)酵池的外部，包括除臭污泥回流泵和污泥回流管，所述除臭污泥回流泵設置于外部污水處理生物池的末端，所述污泥回流管的入口端與除臭污泥回流泵相連，出口端與進(jìn)水布水槽相連，所述污泥回流管用于將污水處理生物池培養的含有除臭微生物的剩余污泥通過(guò)除臭污泥回流泵加壓后排入至進(jìn)水布水槽內。
所述進(jìn)水布水槽設置于水解發(fā)酵池的所述第一端壁的外部，所述進(jìn)水布水槽為方槽狀結構設置，頂部設置污泥回流管的出口端，在其中一個(gè)側壁上設置有進(jìn)水口，在與水解發(fā)酵池的所述污水入口相接處的側壁上設置有多個(gè)污水排出口。
所述刮泥裝置包括第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪、第四鏈輪和刮泥鏈板，所述第一鏈輪設置于儲泥槽正上方的第一側壁和第二側壁之間的上部，所述第二鏈輪的高度位置與第一鏈輪相同，也設置于第一側壁和第二側壁之間，第二鏈輪至第二端壁的距離為B，第二鏈輪至第一端壁的距離為A，滿(mǎn)足A＝(2～6)B，所述第三鏈輪設置于緊靠第二端壁的第一側壁和第二側壁之間，第三鏈輪與底壁之間的距離為C，第一側壁和第二側壁的高度均為D，滿(mǎn)足C＝(3～8％)D，所述第四鏈輪設置于儲泥槽與底壁相接處的第一側壁和第二側壁之間，所述刮泥鏈板順次與第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪鏈接，在所述刮泥鏈板上均勻布設有多個(gè)刮板。
所述出水堰設置于緊靠第二端壁的第一側壁和第二側壁之間，所述出水堰包括水平板和豎直板，所述水平板一端與第二端壁連接，另一端懸空，所述豎直板設置有多個(gè)，且均豎直的與水平板下方連接，所述處理水排出口開(kāi)設于所述出水堰上方處的第二端壁上。
所述撇渣裝置設置于所述出水堰與所述第二鏈輪之間，所述撇渣裝置包括撇渣筒和撇渣管道，所述撇渣筒的兩個(gè)端部分別與所述第一側壁和第二側壁連接，所述撇渣筒的側壁設置有多個(gè)開(kāi)口，且多個(gè)開(kāi)口始終朝向所述第二鏈輪的方向，所述撇渣管道與所述撇渣筒內部連通，并用于將撇渣筒內部的渣料排出。
所述排泥裝置設置于所述儲泥槽的外部，所述排泥裝置包括排泥泵和排泥管道，所述排泥管道設置于儲泥槽和排泥泵之間，用于通過(guò)排泥泵的抽吸將儲泥槽內的污泥排出。
作為優(yōu)選，出水堰的所述水平板的高度為E，第二鏈輪的高度為F，E和F的位置關(guān)系滿(mǎn)足：20cm<E-F<40cm。
作為優(yōu)選，進(jìn)水布水槽的污水排出口設置有2個(gè)，分別為污水上部排出口和污水下部排出口，且污水上部排出口和污水下部排出口均傾斜設置，其中污水上部排出口的出口端斜向下設置，污水下部排出口的出口端斜向上設置，同時(shí)與進(jìn)水布水槽側壁和水平面均垂直的平面定義為豎直出水面，污水上部排出口的數學(xué)軸心線(xiàn)與水平面的夾角為-2～-5°、與豎直出水面的夾角為1～3°，污水下部排出口的數學(xué)軸心線(xiàn)與水平面的夾角為2～5°、與豎直出水面的夾角為-1～-3°；且污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述底壁的距離為H1，污水下部排出口的在豎直方向上與水解發(fā)酵池所述第一側壁最頂端的距離為H2，滿(mǎn)足H1：H2＝(1～1.3):1。
作為優(yōu)選，所述除臭回流裝置還包括設置于污泥回流管上的電磁流量計，所述電磁流量計用于測量含有除臭微生物的剩余污泥的回流量。
作為優(yōu)選，所述撇渣裝置還包括撇渣角度控制電動(dòng)閥門(mén)，所述撇渣筒的兩個(gè)端部分別與所述第一側壁和第二側壁以可轉動(dòng)的方式連接，所述撇渣角度控制電動(dòng)閥門(mén)用于控制所述撇渣筒側壁的多個(gè)開(kāi)口在始終朝向所述第二鏈輪方向的基礎上，始終位于污水上表面處；所述撇渣管道外部連接渣水分離器，對撇渣管道排出的渣料進(jìn)行固液分離。
作為優(yōu)選，所述排泥管道設置于進(jìn)水布水槽的底壁正下方，在所述排泥管道上設置有閘門(mén)和電磁流量計，所述閘門(mén)用于日常檢修，所述電磁流量計用于測量和控制污泥的排放量，在排泥管道與排泥泵之間設置有放空管道，所述放空管道用于日常檢修。
一種初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法，所述初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理方法使用上述的初沉池內碳源開(kāi)發(fā)污水處理裝置，包括如下步驟：
(1)將外部污水處理生物池培養得到的含有除臭微生物的剩余污泥利用除臭回流裝置排入到進(jìn)水布水槽內，同時(shí)也將生活污水排入到進(jìn)水布水槽內，其中通過(guò)除臭回流裝置排入的剩余污泥的質(zhì)量是排入到進(jìn)水布水槽內物料總量的4～6wt％。
(2)通過(guò)進(jìn)水布水槽將剩余污泥與生活污水進(jìn)行混合，然后通過(guò)污水入口將混合物排入到水解發(fā)酵池內，啟動(dòng)刮泥裝置，進(jìn)行生活廢水中初沉污泥與剩余污泥的混合水解發(fā)酵過(guò)程，通過(guò)剩余污泥內的水解細菌、酸化菌的作用下，將生活廢水中的固體顆粒物水解為溶解性有機物，將難生物降解的大分子物質(zhì)轉化為易生物降解的小分子物質(zhì)，并且啟動(dòng)第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，帶動(dòng)刮泥鏈板以第一鏈輪、第二鏈輪、第三鏈輪和第四鏈輪，然后再向第一鏈輪的移動(dòng)方向帶動(dòng)刮泥鏈板不斷移動(dòng)，并富集生活廢水中的懸浮物。
(3)每0.8～1.2小時(shí)啟動(dòng)一次所述撇渣裝置，進(jìn)行撇渣，實(shí)現對懸浮物的去除。
(4)每小時(shí)啟動(dòng)一次所述排泥泵，每次運行4～6min，維持水解發(fā)酵池內的污泥濃度梯度，保持水解發(fā)酵池的水下一米的污泥濃度為8000～10000mg/L，保持所述出水堰位置的污泥濃度為2900～3100mg/L；
(5)控制水解發(fā)酵池內的污水停留時(shí)間為2～3h，水解發(fā)酵池內的污泥停留時(shí)間為3～4天，實(shí)現初沉池內碳源開(kāi)發(fā)的污水處理。
作為優(yōu)選，步驟(4)中，通過(guò)控制進(jìn)水流速和排泥泵的運行時(shí)間來(lái)對污水停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間進(jìn)行控制。
作為優(yōu)選，步驟(5)中，通過(guò)控制含有除臭微生物的剩余污泥回流量和水解發(fā)酵池排泥泵運行時(shí)間來(lái)實(shí)現初沉池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度。
作為優(yōu)選，所述刮泥鏈板的移動(dòng)速度為28～33m/h。
作為優(yōu)選，步驟(4)中的進(jìn)水流速為700-1100m3/h，含有除臭微生物的剩余污泥回流排入的流速為50-100m3/h。
本發(fā)明的技術(shù)效果在于：
(1)本發(fā)明通過(guò)對各個(gè)部件，尤其是在水解發(fā)酵池內的各部件進(jìn)行具體詳細設置以及進(jìn)行具體配合方式進(jìn)行具體配置，使得在同一個(gè)池子內可完成初沉污泥與剩余污泥混合水解發(fā)酵而開(kāi)發(fā)碳源的過(guò)程，該過(guò)程強化了系統脫氮除磷效果；由于水解發(fā)酵池內水體和污泥的混合以及反應需要合適的配合方式以及污泥與水體的接觸程度，因此，通過(guò)合理設定各個(gè)鏈輪的位置配合方式，使得成渣、除臭污泥與污水的接觸以及與污水中污泥的接觸、水體發(fā)酵水解等過(guò)程能夠更為優(yōu)化，避免了污泥堆積而造成與水體不能有效接觸的問(wèn)題，本發(fā)明的具體設置強化了接觸，提高了水解酸化效率，同時(shí)避免了撇渣存在死區和污泥逐漸富集在底部而導致刮泥阻力大等問(wèn)題；由于進(jìn)水流速相對較快，進(jìn)水布水槽內污水和除臭污泥已經(jīng)處于混合的狀態(tài)，通過(guò)合理將兩個(gè)污水排出口設置為相互對應傾斜的方式，從而使得從進(jìn)水布水槽排出的水體以渦流的形式流入到水解發(fā)酵池內，避免水體中的顆粒物在儲泥槽上方出現沉降的現象，通過(guò)與水流速度以及與水下一米的污泥濃度、出水堰位置的污泥濃度的設置進(jìn)行配合而合理設定了其具體的傾斜角度，從而使得渦流擾動(dòng)既能避免顆粒物沉降，又能保證不同部位污泥濃度符合本發(fā)明設定的范圍。同時(shí)在水解發(fā)酵池內保留了傳統初沉池功能，在水解發(fā)酵的同時(shí)實(shí)現了去除固體顆粒和懸浮物的效果，減少了對生化系統沖擊。
(2)在各個(gè)部件設置合理的情況下，通過(guò)對工藝各步驟的參數進(jìn)行具體設置，使得在本發(fā)明的水解發(fā)酵池內實(shí)現了脫氮除磷、去除固體顆粒和懸浮物等效果，通過(guò)對各個(gè)參數進(jìn)行具體控制，尤其是控制初沉池水下一米的污泥濃度和出水堰位置的污泥濃度，可以使污泥發(fā)酵效果最佳，大幅度提高了原水碳源利用率，可以有效改善低碳氮比城鎮污水廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)，在降低生產(chǎn)運行成本的同時(shí)，增強出水水質(zhì)的穩定性。
(3)通過(guò)對各個(gè)參數與水質(zhì)之間的關(guān)系進(jìn)行具體設置，實(shí)現了根據進(jìn)出水水質(zhì)的變化而靈活調整發(fā)酵時(shí)間、排泥時(shí)間以及發(fā)酵污泥濃度等參數，大大提高了抗沖擊性，適應了不同水質(zhì)和水量，達到了運行靈活的效果。本發(fā)明水解發(fā)酵池出水的SCOD和VFA相對進(jìn)水均提高了30％以上，有效改善了后續處理的進(jìn)水水質(zhì)。
（發(fā)明人：王繼苗;劉振;尹建輝;張燕;顧瑞環(huán);唐曉虎;馬曉寧;王仁禮;王媛媛;沈傳浩;遲文浩;孫揚;蔡宏亮;孫賢鵬;王曉霞;馮娟）
