TRIZ理论在提高污水处理中氧化池生物处理效果的应用研究

王楠 弓磊 李文博宇 刘尚霖 温泉 贾威

摘要：本研究旨在提高污水处理中氧化池的生物处理效果，运用TRIZ理论分析了氧化池生物处理存在的问题，并试图寻找新的解决方案。

關键词：TRIZ理论;污水处理;氧化池曝气

引言

氧化池是污水处理中进行生物处理的重要组成部分。氧化池底部的空气扩散装置对混合液曝气[1]，使溶解氧、活性污泥与污水互相混合、充分接触，污水中的可溶性有机污染物被活性污泥吸附，继而被活性污泥的微生物群体降解，使污水得到净化。目前，氧化池生物处理效果还存在一定问题，如所供氧与污水不能充分接触;供氧速率过大，容易造成污泥流失，降低污水处理效果等。

对此，笔者将发明问题解决理论（TRIZ）应用到污水处理中，旨在提高污水处理中氧化池生物处理效果[2]。

一、TRIZ理论分析过程

1.初始形势分析

问题解决目标：提高氧化池污泥处理效果。

限制条件：不改变氧化池内在结构、出水指标。

分析存在问题：氧化池首端有机污染物负荷高，耗氧速度高，为了避免由于缺氧形成的厌氧状态，进水有机物负荷不宜过高。因此，氧化池容积大，占用的土地较多，基建费用高;氧化池混合液所供氧与污水不能充分接触，造成资源浪费;氧化池末端有可能出现供氧速率大于需氧速率的现象，动力消耗较大，容易造成污泥流失;对进水水质、水量变化的适应性较低，运行效果易受水质、水量变化的影响。

2.系统分析

利用九屏图进行分析，提出两个技术方案（见表3）。

3.最终理想解

最终理想解应用流程如表1所示，并据此提出三个技术方案（见表3）。

4.因果链分析

提出六个技术方案。

5.功能分析

功能模型如表2所示，并据此提出三个技术方案（见表3）。

二、解决问题

1.技术矛盾

确定要解决的技术矛盾发生在好氧菌与成本之间，发生在处理污水的时候。

运用39个通用技术程参数来描述技术矛盾：改善的参数为生产率，恶化的参数为功率。

对应查看阿奇舒勒矛盾矩阵表得到参考创新原理为：28，35，34。提出三个技术方案（见表3）。

2.物理矛盾

确定物理矛盾：曝气量应该减少，以满足减少好氧菌流失要求;曝气量应该增加，以满足增加好氧菌要求。

采用空间分离、时间分离、条件分离、整体与部分分离原理提出五个技术方案。（见表3）

3.资源分析

提出五个技术方案（见表3）。

4.物场模型

利用模型，如图1所示，并据此提出五个技术方案（见表3）。

三、结语

通过对全部技术方案进行评价打分，如表3所示，得出分数较高的可实施的方案为：使局部气泡与水逆向接触，增加接触面积，提高气泡溶解量，避免气泡带走好氧菌（方案15）;改进曝气装置，减小气泡直径，提高溶解度（方案24）。※

参考文献：

[1] 张景炳，齐鲁，汪俊妍，等. “污水厂活性污泥耗氧速率的定量分析” [J].环境工程，2018（8）：20-25.

[2] 曹俊强，郝盛涛，许崇春，等. TRIZ 理论基础教程与创新实例[M].黑龙江： 黑龙江科学技术出版社，2013.