專利名稱：一種氧化溝工藝的模擬裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水污染處理領(lǐng)域，特別是一種氧化溝エ藝的模擬裝置及方法。
背景技術(shù)：
氧化溝是活性污泥法的ー種變型。氧化溝是ー個(gè)封閉的環(huán)形溝渠，泥水混合液在溝渠中反復(fù)循環(huán)流動(dòng)而使污染物得到降解，具有推流式和完全混合式的特點(diǎn)。氧化溝作為污水生物處理的有效方法之一，具有系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作方便、剰余污泥少、耗電量低等其他活性污泥系統(tǒng)無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外污水處理中得到廣泛應(yīng)用。氧化溝一般采用表面機(jī)械曝氣，曝氣設(shè)備分散定點(diǎn)布置，當(dāng)混合液流經(jīng)曝氣區(qū)時(shí)溶解氧濃度升高，離開曝氣區(qū)時(shí)由于微生物耗氧作用混合液的溶解氧逐步下降，以至處于缺氧狀態(tài)，出現(xiàn)明顯的溶解氧濃度梯度，再經(jīng)歷曝氣區(qū)時(shí)重復(fù)上述過程，從而在氧化溝中形 成了良好的缺氧好氧交替工作環(huán)境，為生物脫氮?jiǎng)?chuàng)造良好的環(huán)境條件，有利于氮的去除，所以氧化溝具有脫氮能力，如果在氧化溝前再增設(shè)厭氧池就可以達(dá)到脫氮除磷效果。目前針對(duì)氧化溝脫氮及處理效果研究，通常采用的研究手段有ニ種ー是采用實(shí)際運(yùn)行的氧化溝，ニ是采用氧化溝模型模擬。由實(shí)際運(yùn)行的氧化溝規(guī)模大，運(yùn)行條件改變困難，不能很好地實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)研究的目的，而氧化溝模型容積較小，一個(gè)循環(huán)的水力停留時(shí)間很短，不能很好地反映氧化溝的運(yùn)行特點(diǎn)和反應(yīng)狀況。特別是針對(duì)氧化溝的生物脫氮研究及多點(diǎn)曝氣研究利用氧化溝模型難以實(shí)施或達(dá)到研究效果。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種氧化溝エ藝的模擬裝置及方法，能很好地反映氧化溝的運(yùn)行特點(diǎn)和反應(yīng)狀況。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種氧化溝エ藝的模擬裝置，包括厭氧反應(yīng)器I和模擬反應(yīng)器2，厭氧反應(yīng)器I的進(jìn)水ロ通過污水泵A和進(jìn)水管連接，厭氧反應(yīng)器I的出水ロ和模擬反應(yīng)器2的進(jìn)水ロ連接，模擬反應(yīng)器2的出水ロ通過第一閥門C和排水管連接，模擬反應(yīng)器2的回流污泥出口通過污泥泵B和厭氧反應(yīng)器I的回流污泥入口連接，模擬反應(yīng)器2的剩余污泥出ロ通過第二閥門D和排泥管連接，模擬反應(yīng)器2的曝氣器通過氣管和氣泵E連接，厭氧反應(yīng)器I裝有第一攪拌器F，模擬反應(yīng)器2裝有第二攪拌器G。所述的污水泵A、污泥泵B、氣泵E、第一閥門C、第二閥門D、第一攪拌器F和第二攪拌器G均由微電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)控制。所述的厭氧反應(yīng)器I為厭氧反應(yīng)池。所述的模擬反應(yīng)器2為模擬反應(yīng)池。一種氧化溝エ藝的模擬方法，包括以下步驟
第一歩，污水泵A、污泥泵B、第一攪拌器F和第二攪拌器G同時(shí)開啟，進(jìn)水和污泥回流開始，厭氧反應(yīng)器I中的泥水混合液自流進(jìn)入模擬反應(yīng)器2中，在O. 5-2min后，污水泵A、污泥泵B停止，進(jìn)水和污泥回流結(jié)束；
第二歩，進(jìn)水結(jié)束后厭氧反應(yīng)器I和模擬反應(yīng)器2進(jìn)行混合反應(yīng)，l-15min后氣泵E開啟，模擬反應(yīng)器2進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min后關(guān)閉氣泵E，反應(yīng)l_15min后又開啟氣泵E，進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關(guān)閉氣泵E，一個(gè)循環(huán)內(nèi)氣泵E的間歇開啟和運(yùn)行模擬實(shí)現(xiàn)氧化溝的不同曝氣方式，兩次進(jìn)水之間的時(shí)間稱為一個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)時(shí)間相當(dāng)于模擬氧化溝的ー個(gè)循環(huán)時(shí)間；
第三歩，當(dāng)模擬氧化溝ー個(gè)循環(huán)時(shí)間結(jié)束后又同時(shí)開啟污水泵A和污泥泵B進(jìn)行進(jìn)水和污泥回流，進(jìn)行新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后，關(guān)閉第二攪拌器G，使模擬反應(yīng)器2中的泥水混合液靜置沉淀，進(jìn)行泥水分離，沉淀30min后，開啟第一閥門C進(jìn)行排水，排水量為前面幾個(gè)循環(huán)所進(jìn)的水量；
第四步，排水結(jié)束后又開始新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后進(jìn)行沉淀排水，如此反復(fù)運(yùn)行，從長(zhǎng)期運(yùn)行效果來看與氧化溝的運(yùn)行效果是等效的，即實(shí)現(xiàn)了氧化溝エ藝模擬。
在整個(gè)模擬運(yùn)行中，第一攪拌器F —直開啟，第二攪拌器G只是在模擬反應(yīng)器2沉淀時(shí)關(guān)閉，其它時(shí)間開啟，進(jìn)水和進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器I中的回流污泥同步進(jìn)行，剩余污泥根據(jù)泥齡要求在泥水混合液開始沉淀前開啟第二閥門D從模擬反應(yīng)器2中排放。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為
(I)本模擬方法以氧化溝的循環(huán)比為基礎(chǔ)，將氧化溝在空間上的生物反應(yīng)變?yōu)闀r(shí)間上的生物反應(yīng)，能較好地反映氧化溝的流態(tài)特征和運(yùn)行特性。( 2 )本發(fā)明所采用的模擬方法可以使模擬試驗(yàn)裝置體積小，對(duì)氧化溝的試驗(yàn)研究不受地域限制，模擬方法更能切合氧化溝的實(shí)際運(yùn)行狀況，模擬試驗(yàn)更加方便可靠。(3)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對(duì)氧化溝不同曝氣方式及脫氮除磷進(jìn)行模擬試驗(yàn)研究，運(yùn)行方
便可靠。


附圖為本發(fā)明模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述。參見附圖，一種氧化溝エ藝的模擬裝置，包括厭氧反應(yīng)器I和模擬反應(yīng)器2，厭氧反應(yīng)器I的進(jìn)水口通過污水泵A和進(jìn)水管連接，厭氧反應(yīng)器I的出水口和模擬反應(yīng)器2的進(jìn)水口連接，模擬反應(yīng)器2的出水ロ通過第一閥門C和排水管連接，模擬反應(yīng)器2的回流污泥出口通過污泥泵B和厭氧反應(yīng)器I的回流污泥入口連接，模擬反應(yīng)器2的剩余污泥出口通過第二閥門D和排泥管連接，模擬反應(yīng)器2的曝氣器通過氣管和氣泵E連接，厭氧反應(yīng)器I裝有第一攪拌器F，模擬反應(yīng)器2裝有第二攪拌器G。所述的污水泵A、污泥泵B、氣泵E、第一閥門C、第二閥門D、第一攪拌器F和第二攪拌器G均由微電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)控制。所述的厭氧反應(yīng)器I為厭氧反應(yīng)池。所述的模擬反應(yīng)器2為模擬反應(yīng)池。一種氧化溝エ藝的模擬方法，包括以下步驟第一歩，污水泵A、污泥泵B、第一攪拌器F和第二攪拌器G同時(shí)開啟，進(jìn)水和污泥回流開始，厭氧反應(yīng)器I中的泥水混合液自流進(jìn)入模擬反應(yīng)器2中，在O. 5-2min后，污水泵A、污泥泵B停止，進(jìn)水和污泥回流結(jié)束；
第二歩，進(jìn)水結(jié)束后厭氧反應(yīng)器I和模擬反應(yīng)器2進(jìn)行混合反應(yīng)，l-15min后氣泵E開啟，模擬反應(yīng)器2進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min后關(guān)閉氣泵E，反應(yīng)l_15min后又開啟氣泵E，進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關(guān)閉氣泵E，一個(gè)循環(huán)內(nèi)氣泵E的間歇開啟和運(yùn)行模擬實(shí)現(xiàn)氧化溝的不同曝氣方式，兩次進(jìn)水之間的時(shí)間稱為一個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)時(shí)間相當(dāng)于模擬氧化溝的ー個(gè)循環(huán)時(shí)間；
第三歩，當(dāng)模擬氧化溝ー個(gè)循環(huán)時(shí)間結(jié)束后又同時(shí)開啟污水泵A和污泥泵B進(jìn)行進(jìn)水和污泥回流，進(jìn)行新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后，關(guān)閉第二攪拌器G，使模擬反應(yīng)器2中的泥水混合液靜置沉淀，進(jìn)行泥水分離，沉淀30min后，開啟第一閥門C進(jìn)行排水，排水量為前面幾個(gè)循環(huán)所進(jìn)的水量；
第四步，排水結(jié)束后又開始新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后進(jìn)行沉淀排水，如此反復(fù)運(yùn)行，從長(zhǎng)期運(yùn)行效果來看與氧化溝的運(yùn)行效果是等效的，即實(shí)現(xiàn)了氧化溝エ藝模擬。在整個(gè)模擬運(yùn)行中，第一攪拌器F —直開啟，第二攪拌器G只是在模擬反應(yīng)器2沉淀時(shí)關(guān)閉，其它時(shí)間開啟，進(jìn)水和進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器I中的回流污泥同步進(jìn)行，剩余污泥根據(jù)泥齡要求在泥水混合液開始沉淀前開啟第二閥門D從模擬反應(yīng)器2中排放。根據(jù)對(duì)氧化溝運(yùn)行特點(diǎn)分析可知，氧化溝最根本的特點(diǎn)是ー是封閉的環(huán)形溝渠；ニ是具較大的水力內(nèi)回流。氧化溝屬于環(huán)流反應(yīng)器的ー種形式，具有和環(huán)流反應(yīng)器相似的流態(tài)特征，即在ー個(gè)或幾個(gè)循環(huán)內(nèi)表現(xiàn)為推流特性，多次循環(huán)表現(xiàn)為完全混合特性。推流式反應(yīng)和間歇反應(yīng)具有相似的停留時(shí)間分布，因而二者具有相似的流態(tài)。因此，氧化溝在ー個(gè)循環(huán)中的推流反應(yīng)可以用間歇反應(yīng)器在時(shí)間上的推流反應(yīng)來模擬，間歇反應(yīng)器的多次循環(huán)在空間上累積效應(yīng)就表現(xiàn)為氧化溝的多次循環(huán)特征。間歇反應(yīng)器進(jìn)水的間隔時(shí)間即ー個(gè)循環(huán)，反映氧化溝的ー個(gè)循環(huán)時(shí)間；間歇進(jìn)水的進(jìn)水量根據(jù)氧化溝的循環(huán)比確定。雖然間歇反應(yīng)器為間歇進(jìn)水，即一次循環(huán)為間歇推流式，但是多次循環(huán)即對(duì)于整個(gè)停留時(shí)間運(yùn)行來說為完全混合式，也就是說從長(zhǎng)期運(yùn)行效果來說間歇模擬運(yùn)行的氧化溝與連續(xù)運(yùn)行的氧化溝是等效的。模擬エ藝中的泵、閥門和攪拌器均由微電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)控制。模擬裝置和模擬方法簡(jiǎn)單、方便、可靠。該模擬裝置可解決氧化溝模型不能真實(shí)反映氧化溝每ー循環(huán)的實(shí)際運(yùn)行狀況和物質(zhì)變化的問題，為氧化溝的試驗(yàn)研究提供一種新的途徑。本發(fā)明考慮了厭氧反應(yīng)對(duì)氧化溝作用的影響，既可用于氧化溝脫氮除磷研究，又可將厭氧池作為水解酸化池使用，從而使該方法也用于其它エ業(yè)廢水的研究，同時(shí)本發(fā)明中的厭氧反應(yīng)器I也可以省去，進(jìn)水直接進(jìn)入模擬反應(yīng)器2中。
權(quán)利要求
1.一種氧化溝工藝的模擬裝置，包括厭氧反應(yīng)器(I)和模擬反應(yīng)器(2)，其特征在于厭氧反應(yīng)器(I)的進(jìn)水口通過污水泵(A)和進(jìn)水管連接，厭氧反應(yīng)器(I)的出水口和模擬反應(yīng)器(2)的進(jìn)水口連接，模擬反應(yīng)器(2)的出水口通過第一閥門(C)和排水管連接，模擬反應(yīng)器(2)的回流污泥出口通過污泥泵(B)和厭氧反應(yīng)器(I)的回流污泥入口連接，模擬反應(yīng)器(2)的剩余污泥出口通過第二閥門(D)和排泥管連接，模擬反應(yīng)器(2)的曝氣器通過氣泵(E)和氣管連接，厭氧反應(yīng)器(I)裝有第一攪拌器(F)，模擬反應(yīng)器(2)裝有第二攪拌器(G)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特征在于所述的污水泵(A)、污泥泵(B)、氣泵(E)、第一閥門(C)、第二閥門(D)、第一攪拌器(F)和第二攪拌器(G)均由微電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)行全自動(dòng)控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特征在于所述的厭氧反應(yīng)器(I)為厭氧反應(yīng)池。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氧化溝工藝的模擬裝置，其特征在于所述的模擬反應(yīng)器(2)為模擬反應(yīng)池。
5.一種氧化溝工藝的模擬運(yùn)行方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步，污水泵(A)、污泥泵(B)、第一攪拌器(F)和第二攪拌器(G)同時(shí)開啟，進(jìn)水和污泥回流開始，厭氧反應(yīng)器(I)中的泥水混合液自流進(jìn)入模擬反應(yīng)器(2 )中，在O. 5-2min后，污水泵(A)、污泥泵(B)停止，進(jìn)水和污泥回流結(jié)束； 第二步，進(jìn)水結(jié)束后厭氧反應(yīng)器(I)和模擬反應(yīng)器(2)進(jìn)行混合反應(yīng)，l-15min后氣泵(E)開啟，模擬反應(yīng)器(2)進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min后關(guān)閉氣泵(E)，反應(yīng)l_15min后又開啟氣泵(E)，進(jìn)行充氧曝氣，曝氣O. 5-15min又關(guān)閉氣泵(E)，一個(gè)循環(huán)內(nèi)氣泵(E)的間歇開啟和運(yùn)行模擬實(shí)現(xiàn)氧化溝的不同曝氣方式，兩次進(jìn)水之間的時(shí)間稱為一個(gè)循環(huán)，一個(gè)循環(huán)時(shí)間相當(dāng)于模擬氧化溝的一個(gè)循環(huán)時(shí)間； 第三步，當(dāng)模擬氧化溝一個(gè)循環(huán)時(shí)間結(jié)束后又同時(shí)開啟污水泵(A)和污泥泵(B)進(jìn)行進(jìn)水和污泥回流，進(jìn)行新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后，關(guān)閉第二攪拌器(G)，使模擬反應(yīng)器(2)中的泥水混合液靜置沉淀，進(jìn)行泥水分離，沉淀30min后，開啟第一閥門(C)進(jìn)行排水，排水量為前面幾個(gè)循環(huán)所進(jìn)的水量； 第四步，排水結(jié)束后又開始新的循環(huán)，在運(yùn)行3-6個(gè)循環(huán)后進(jìn)行沉淀排水，如此反復(fù)運(yùn)行，從長(zhǎng)期運(yùn)行效果來看與氧化溝的運(yùn)行效果是等效的，即實(shí)現(xiàn)了氧化溝工藝模擬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種氧化溝工藝的模擬運(yùn)行方法，其特征在于在整個(gè)模擬運(yùn)行中，第一攪拌器(F) —直開啟，第二攪拌器(G)只是在模擬反應(yīng)器(2)沉淀時(shí)關(guān)閉，其它時(shí)間開啟，進(jìn)水和進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器(I)中的回流污泥同步進(jìn)行，剩余污泥根據(jù)泥齡要求在泥水混合液開始沉淀前開啟第二閥門(D)從模擬反應(yīng)器(2)中排放。
全文摘要
一種氧化溝工藝的模擬裝置及方法，裝置包括厭氧反應(yīng)器和模擬反應(yīng)器，厭氧反應(yīng)器的進(jìn)水口通過污水泵和進(jìn)水管連接，厭氧反應(yīng)器的出水口和模擬反應(yīng)器的進(jìn)水口連接，模擬反應(yīng)器的出水口通過第一閥門和排水管連接，模擬反應(yīng)器的回流污泥出口通過污泥泵和厭氧反應(yīng)器的回流污泥入口連接，模擬反應(yīng)器的剩余污泥出口通過第二閥門和排泥管連接，模擬反應(yīng)器的曝氣器通過氣管和氣泵連接，厭氧反應(yīng)器裝有第一攪拌器，模擬反應(yīng)器裝有第二攪拌器，運(yùn)行方法采用模擬氧化溝的多循環(huán)形式，從長(zhǎng)期運(yùn)行效果來看與氧化溝的運(yùn)行效果是等效的，本發(fā)明能很好地反映氧化溝的運(yùn)行特點(diǎn)和生物反應(yīng)狀況。
文檔編號(hào)C02F3/30GK102815790SQ201210348640
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者郭昌梓, 陳雪梅 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)