公布日：2022.08.02
申請日：2021.01.30
分類號：C02F3/12(2006.01)I
摘要
本提出了一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法。它的反應池、調節池和二沉池都由多宮格形兩兩相鄰的垂直宮格組成，各宮格上部是調節池，下部是反應池；污水按照下向流和上向流交替自流多次循環方式依次經過各垂直宮格，形成封閉無終端的流渠，并在反應池形成推流狀態；循環泵根據調節池水位按間歇開啟和關停方式運行。采用本專利可以將氧化溝法推廣到最小500升/天的一體化污水處理器，并且循環泵可根據來水量自動間歇開停，可以大大降低運行功耗。
權利要求書
1.一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，包括調節池、反應池和二沉池，其特征是：反應池、調節池和二沉池由多個兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部限速自流出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調節池，以下部分為反應池和二沉池；反應池內各垂直宮格采用下向流和上向流多次交替方式，形成封閉無終端的循環流渠；反應池內配備短時充氧和推流裝置，并且其動力根據水位按循環方式間歇開啟和關停方式運行。
2.如權利要求1所述的一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，其特征是：充氧和推流采用微型表曝機進行。
3.如權利要求1所述的一種多宮格氧化溝活性污泥法污水處理方法，其特征是：充氧和推流采用潛水泵加水射曝氣方式進行。
發明內容：
本發明專利提出了一種多宮格氧化溝法，包括調節池、反應池和二沉池，其特征是：反應池、調節池和二沉池由多個兩兩相鄰的垂直宮格組成，二沉池采用上部限速自流出水方式，各垂直宮格在二沉池出水口以上部分為調節池，以下部分為反應池和二沉池；反應池內各垂直宮格采用下向流和上向流多次交替方式，形成封閉無終端的循環流渠；反應池內配備短時充氧和推流裝置，并且其動力根據水位按循環方式間歇開啟和關停方式運行。
采用本專利的垂直多宮格形反應池，反應池內各垂直宮格兩兩相鄰，并且分別交替在上部或者底部開有聯通孔，使污水采用上向流與下向流(或者下向流與向上流)多次交替方式，形成封閉無終端的循環流渠。污水流經的流渠長度相當于反應池內各垂直宮格的高度之和，一般單個垂直宮格的高寬比都比較大，因此，這種設計可以使反應池具有很大的“長”寬比，可以使反應池中的污水整體處于推流狀態。
由于多宮格的橫截面長寬尺寸都比較小，并且鋼、塑料等結構性材料的親水性一般都比混凝土差很大(由于結構孔隙、材質等原因)，因此污水在橫截面上的流速梯度會非常小。據了解，有關技術規范中，規定的氧化溝流渠中的平均流速
0.3米/秒是根據大型混凝土結構下防止污泥沉淀的水力學試驗得出的，在采用鋼、塑料等結構性材料，并且橫截面非常小的情況下，這個平均流速可以小得多(據中國水利水電科學院水力專家分析，這個平均流速可以降為0.1米/秒以下)，因此對整個氧化溝流渠的長度要求也小得多。
如，我國目前最小的潛污泵370W，其揚程1.5米帶水射器下的流量3立方/小時。如果我們采用市場上現有的九宮格PVC管，其每宮格的橫截面尺寸為5X5cm，則其流速為3/3600/(5*5/10^4)＝0.32米/秒，高于要求的0.1米/秒流速。按循環周期為10分鐘計算，則所需要的流渠長＝10*60*0.32＝192米；按每宮格管反應池高1.5米計算，則需要128格。由此計算多宮格管的體積為128*5*5/10^4*1.5＝0.48立方米。從這個角度看，多宮格氧化溝法可以用于幾乎500升/天的污水處理器。即采用此多宮格氧化溝法，理論上可以設計的最小污水處理器為500升/天。如果將循環周期成倍放大，如20、30分鐘等，采用多個曝氣點方式，則其處理量會相應放大，其適應的處理量沒有上限。
從另一角度看，其循環次數(指循環流量與平均進水流量之比)為3*1000/500*24＝144，高于一般設計要求。如果按水射曝氣的體積加氣量為30％計算，則每循環一次的氣水比為0.3，循環144次的氣水比達到43.2，而一般氧化溝的氣水比為4-8，因此，循環泵可以采用間歇開啟和關停方式，并且開停時長比可達1∶(5-10)。為了保證水泵的間歇運行工況，其間歇開啟時的停歇時間不低于30分鐘，則循環泵的相應的運行時長可以設置為3-6分鐘。
一般二沉池采用高位出水方式。二沉池的自流出水方式一般分為自由自流出水和限量自流出水兩種，前者出水口徑不小于污水處理器的進水口徑，污水處理器一般進水流量與出水流量相同。后者將二沉池的出水設定為一定流量，如污水處理器的平均流量。本專利采用后者，即采用上部限速自流出水方式。
當一段時間內進入反應池的污水流量高于該設定流量時，就會使各垂直宮格內的污水水位抬高，污水會自動進入各垂直宮格的調節池區域。因此，可以根據調節池內的水位來控制曝氣和推流動力裝置的開啟和關停。
當一段時間內進入反應池的污水流量低于設定流量甚至停止進水時，反應池內水位會保持穩定，污水不會進入調節區內。雖然的化溝反應池的進水混合比非常大，并且一般將反應池的進水口與出水口保持盡可能大的距離，新進入的污水對其出水影響很小，但當持續時間達到反應池的總水力停留時間的接近50％，就有可能新進污水到達出水口。為此，需要設定一個曝氣和推流動力裝置停止運行的最長期限，當這個時間到達時，即使水位開關沒有開啟，也要啟動曝氣和推流動力裝置的運行。顯然，這個時間與設定的出水流量有關，一般當出水流量設定為污水處理器的平均流量情況下，這個時間不宜超過反應池的總水力停留時間的1/4。實際上，設定這種最長停機時限也有利于反應池內菌種的保持，也相當于一種保種運行。
由于二沉池所需要的水力停留時間較長，一般大于一個垂直宮格的水力停留時間，因此，二沉池可以采用多個垂直宮格，或者相當于多個垂直宮格的空間。為了便于二沉池內底部污泥抽取，一般以采用一個相當于多個垂直宮格的空間為宜。
曝氣和推流動力裝置可以污泥潛水泵加水射曝氣方式，將潛水泵直接布置在其個垂直宮格中。也可以采用表曝機形式，只是目前市場上還沒有這么小的表曝機。
綜合來看，采用本發明專利的多宮格氧化溝法，可以氧化溝法推廣應用到最小500升/天的污水處理器，大大降低了氧化溝法的應用領域，為農村分散污水處理提供了一種新途徑，并且可以根據來水流量自動間歇開啟和關停，有助于降低運行費用。顯然，這種污水處理方法適合地埋或半地埋安裝，特別適合小型污水處理設施。
（發明人：孫長貴;姚中貴）
