TRIZ理論在提高污水處理中氧化池生物處理效果的應用研究

王楠 弓磊 李文博宇 劉尚霖 溫泉 賈威

摘要：本研究旨在提高污水處理中氧化池的生物處理效果，運用TRIZ理論分析了氧化池生物處理存在的問題，并試圖尋找新的解決方案。

關鍵詞：TRIZ理論;污水處理;氧化池曝氣

引言

氧化池是污水處理中進行生物處理的重要組成部分。氧化池底部的空氣擴散裝置對混合液曝氣[1]，使溶解氧、活性污泥與污水互相混合、充分接觸，污水中的可溶性有機污染物被活性污泥吸附，繼而被活性污泥的微生物群體降解，使污水得到凈化。目前，氧化池生物處理效果還存在一定問題，如所供氧與污水不能充分接觸;供氧速率過大，容易造成污泥流失，降低污水處理效果等。

對此，筆者將發明問題解決理論（TRIZ）應用到污水處理中，旨在提高污水處理中氧化池生物處理效果[2]。

一、TRIZ理論分析過程

1.初始形勢分析

問題解決目標：提高氧化池污泥處理效果。

限制條件：不改變氧化池內在結構、出水指標。

分析存在問題：氧化池首端有機污染物負荷高，耗氧速度高，為了避免由于缺氧形成的厭氧狀態，進水有機物負荷不宜過高。因此，氧化池容積大，占用的土地較多，基建費用高;氧化池混合液所供氧與污水不能充分接觸，造成資源浪費;氧化池末端有可能出現供氧速率大于需氧速率的現象，動力消耗較大，容易造成污泥流失;對進水水質、水量變化的適應性較低，運行效果易受水質、水量變化的影響。

2.系統分析

利用九屏圖進行分析，提出兩個技術方案（見表3）。

3.最終理想解

最終理想解應用流程如表1所示，并據此提出三個技術方案（見表3）。

4.因果鏈分析

提出六個技術方案。

5.功能分析

功能模型如表2所示，并據此提出三個技術方案（見表3）。

二、解決問題

1.技術矛盾

確定要解決的技術矛盾發生在好氧菌與成本之間，發生在處理污水的時候。

運用39個通用技術程參數來描述技術矛盾：改善的參數為生產率，惡化的參數為功率。

對應查看阿奇舒勒矛盾矩陣表得到參考創新原理為：28，35，34。提出三個技術方案（見表3）。

2.物理矛盾

確定物理矛盾：曝氣量應該減少，以滿足減少好氧菌流失要求;曝氣量應該增加，以滿足增加好氧菌要求。

采用空間分離、時間分離、條件分離、整體與部分分離原理提出五個技術方案。（見表3）

3.資源分析

提出五個技術方案（見表3）。

4.物場模型

利用模型，如圖1所示，并據此提出五個技術方案（見表3）。

三、結語

通過對全部技術方案進行評價打分，如表3所示，得出分數較高的可實施的方案為：使局部氣泡與水逆向接觸，增加接觸面積，提高氣泡溶解量，避免氣泡帶走好氧菌（方案15）;改進曝氣裝置，減小氣泡直徑，提高溶解度（方案24）。※

參考文獻：

[1] 張景炳，齊魯，汪俊妍，等. “污水廠活性污泥耗氧速率的定量分析” [J].環境工程，2018（8）：20-25.

[2] 曹俊強，郝盛濤，許崇春，等. TRIZ 理論基礎教程與創新實例[M].黑龍江： 黑龍江科學技術出版社，2013.