專利名稱：利用間歇曝氣及內(nèi)循環(huán)處理廢水的方法
本申請是1998年6月24日提交的題為“有除臭、防沫、間歇曝氣及再循環(huán)功能的廢水處理設備和方法”，申請?zhí)枮?8102460.2的分案申請。
背景技術：
1.發(fā)明領域本發(fā)明涉及廢水處理設備和方法，更準確地說，本發(fā)明涉及具有帶泵的反應器、借助于管道延長至泵出口的出口管、安裝在出口管中的噴射泵、與噴射泵連接的供氣管、與供氣管連接的供氣導管、與供氣導管連接的供氣閥和與供氣閥連接的臭氣進口管，本發(fā)明還涉及使用所述設備進行廢水處理的方法。
2.相關技術的描述具有去除氮和磷功能的常規(guī)廢水處理設備分成許多厭氧反應器、缺氧反應器和需氧反應器，它們以恒定容量被固定安裝。因此，不可能靈活地適應流體質(zhì)量和數(shù)量上的變化。還有，必須向設備注入作為脫氮用的電子給體甲醇，或者為了水的再循環(huán)，必須把附加泵安裝在置于硝化反應器前面的脫氮反應器中，以便利用廢水中所含有的有機物。為了注入甲醇，必須花費更多的費用用于化學品，而且就利用有機物來說，由于再循環(huán)流速是在流速的四倍左右，所以牽涉用在泵安裝、電力、維修和管理過多的費用負擔。
為了克服這些難題，經(jīng)常采用間歇曝氣，其中供應空氣是為了在一個或多個反應器中交替地重復厭氧和需氧條件。在間歇曝氣時，空氣按指定時間間隔重復注入曝氣反應器，以便在需氧條件下交替變化反應器的操作條件，需氧條件時供氧而厭氧條件時不供氧。
間歇曝氣與常規(guī)廢水處理方法比較，由于反應器數(shù)量的減少，所以具有安裝費、電費和操作費用減少的優(yōu)點。另外，由于反應器容量可通過調(diào)節(jié)間歇曝氣的時間間隔加以改變，所以有可能靈活地適應流入物條件的變化。然而，由于尚未開發(fā)出具有廢水處理顯著效果的設備和方法，所以曝氣設備和混合設備分開安裝。如圖8所示，常規(guī)間歇曝氣設備包括向曝氣反應器101供應空氣用的鼓風機102和擴散器105。上述設備需要供混合活性污泥用的混合器103，以使活性污泥能自由地懸浮或流動，而不會在鼓風機102中斷運行的厭氧階段沉積在曝氣反應器101的底部。由此，由于鼓風機102和混合器103分開安裝，涉及裝置和電能費，所以這種方法不經(jīng)濟。尤其是，在混合器103由引發(fā)水流的浸沒式旋轉器104組成的情況下，為了選用微生物附著和生長在生物膜中的生物膜法，當曝氣反應器101裝滿生物膜接觸介質(zhì)時，生物膜接觸介質(zhì)與浸沒式旋轉器104相撞后破裂。這樣，就不可能選用生物膜法。
常規(guī)廢水處理設備的另外一個問題在于空氣注入曝氣反應器的曝氣過程中，曝氣反應器中會產(chǎn)生大量的泡沫。這主要起因是原廢水中所含有的表面活性劑如肥皂或清潔劑，或能產(chǎn)生泡沫的微生物如諾卡氏菌。在過量泡沫產(chǎn)生并為多風天氣的氣象條件下，泡沫會分散到廢水處理廠的四周，從而形成二次污染。
由此，廢水處理設備需要能抑制過量泡沫形成的防沫裝置。然而，由于常規(guī)防沫裝置使用處理過的廢水作為消泡水，如圖9所示，所以必然要求在緊接最終沉清池下面的階段中安裝防沫水反應器和防沫水泵，由于牽涉安裝、電力、維修和管理費而增加費用負擔，所以這樣做是不經(jīng)濟的。此外，還需額外的除臭設備。
按照常規(guī)防沫方法和裝置，要把大量處理過的廢水再次注入并作為消泡水反向流入所用的反應器中，這樣就能如消泡水流速一樣多地提高水力負荷。還有，澄清池的水力表面負荷提高，沉降效率會下降。
有臭味的氣體產(chǎn)自廢水處理廠所包含的污泥增稠器、厭氧消化器和脫水器。為了除去有臭味的氣體，在常規(guī)廢水處理廠中，安裝除臭裝置如吸附塔、堿洗塔或土壤除臭床。這樣一來，起始裝置費增大，且由于活性炭和化學品的使用而使操作費增加。土壤除臭床也會被阻塞。
發(fā)明概述為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供廢水處理設備和方法，它們能提高N.P去除效率、改進曝氣效率、降低反應器和澄清池的水力負荷、消除由反應器中的增稠器或脫水器產(chǎn)生的臭味、降低設備投資、維修費和管理費。
為了達到上述目的，提供本發(fā)明的廢水處理設備，該設備包括至少具有一臺泵的反應器；借助于管道延伸至泵出口的出口管；安裝在該出口管中至少一臺噴射泵；與該噴射泵連接的供氣管；與該供氣管連接的供氣導管；與該供氣導管連接并且與定時繼電器或氧化/還原電位控制器接合自動開啟/關閉的供氣閥；和為了引進由臭味發(fā)生源排出的臭氣而與供氣閥連接的臭氣入口管，其中混合、間歇曝氣和除臭都在反應器中進行。
在本發(fā)明的廢水處理設備中，在串聯(lián)安裝的至少兩套反應器之中的最終反應器內(nèi)配置至少一臺泵。出口管安置在泵的出口。最終反應器的出口管與第一反應器的噴射泵連接。這樣，對比泵安裝在各反應器的情況，需安裝泵的數(shù)目減少了。另外，可以通過再循環(huán)進行預脫氮。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供的廢水處理設備含有至少一臺其中安裝具有混合用葉輪曝氣器的反應器；與該曝氣器連接的供氣管；與該供氣管連接的供氣導管；與該供氣導管連接并與定時繼電器或氧化/還原電位控制器接合自動開/關的供氣閥；和與該供氣閥連接的鼓風機，其中曝氣和混合在反應器中交替地重復進行。
為了達到本發(fā)明另一個目的，提供的廢水處理方法包括的步驟有在反應器內(nèi)通過安裝在該反應器內(nèi)的泵混合水；通過泵流出物產(chǎn)生的負壓吸收由臭味發(fā)生源排出的臭氣進行曝氣，使產(chǎn)生臭氣的物質(zhì)進行氧化與分解；以及通過調(diào)節(jié)曝氣步驟中空氣的注入進行間歇曝氣。
根據(jù)本發(fā)明另一方面，提供的廢水處理方法包括的步驟有通過安裝在浸沒式反應器中的曝氣器葉輪混合水流；通過經(jīng)由供氣管與曝氣器連接的鼓風機注入空氣并在空氣擴散成為細小空氣泡時通過葉輪混合液體進行曝氣；和通過調(diào)節(jié)曝氣步驟中的供氣，在指定的時間間隔內(nèi)中斷供氣。
此外，本發(fā)明的廢水處理方法包括的步驟有在至少兩套反應器內(nèi)重復進行曝氣態(tài)混合和厭氧態(tài)混合(間歇曝氣步驟)；把來自反應器當中最終反應器的水反向循環(huán)送入第一反應器中(再循環(huán)步驟)；沉降最終反應器流出物中所含的活性污泥(活性污泥沉降步驟)；和使流經(jīng)活性污泥沉降步驟的處理水流出(流出物步驟)。
附圖的簡述參照附圖，通過更詳細地描述本發(fā)明的最佳實施方案，本發(fā)明上述目的和優(yōu)點將會變得更明顯，附圖中

圖1是表示本發(fā)明廢水處理設備第一實施方案的示意圖；圖2是表示本發(fā)明廢水處理設備第二實施方案的示意圖；圖3是表示本發(fā)明廢水處理設備第三實施方案的示意圖；圖4是表示本發(fā)明廢水處理設備第四實施方案的示意圖；圖5是表示本發(fā)明廢水處理設備第五實施方案的示意圖；圖6是表示本發(fā)明廢水處理設備第六實施方案的示意圖；圖7是說明使用本發(fā)明廢水處理設備的廢水處理方法的系統(tǒng)圖；圖8是常規(guī)間歇曝氣裝置的示意圖；和圖9是說明使用常規(guī)防沫裝置的廢水處理方法的系統(tǒng)圖。
最佳實施方案的描述現(xiàn)參照附圖對本發(fā)明最佳實施方案予以詳細地描述。
根據(jù)本發(fā)明第一實施方案，圖1是具有除臭、防沫和間歇曝氣功能的廢水處理設備示意圖。本發(fā)明的曝氣裝置包括安裝在反應器1中的泵2，延伸至泵2出口3的出口管4和與出口管4連接的多個噴射泵5，噴射泵用于注入水或水與空氣的混合物。供氣管6與各噴射泵5連接。供氣管6還與直徑較供氣管6更大的供氣導管7連接。空氣調(diào)節(jié)閥8a和供氣閥8分別安裝在供氣管6和供氣導管7上?？諝庹{(diào)節(jié)閥8a裝入供氣管6，以便調(diào)節(jié)供給反應器1內(nèi)部的空氣進氣。輸送至各噴射泵5的空氣量可通過調(diào)整空氣調(diào)節(jié)閥8a得到控制，借此調(diào)節(jié)了傳輸至反應器1內(nèi)部的空氣量。尤其是，反應器1是以柱塞式流動反應器形式存在的情況下，由于必要氧的量隨反應器1的作用不同而有差別，因此要調(diào)節(jié)由噴射泵5產(chǎn)生的泡沫量，由此保持整個反應器1的溶解氧濃度恒定。
具有流量調(diào)節(jié)閥10的流量調(diào)節(jié)管9與出口管4連接，以便能調(diào)節(jié)從噴射泵5排出的流量。具有防沫噴嘴15的防沫水管14與流量調(diào)節(jié)管9或出口管4連接。為了暫時停止消泡水的注入，防沫水閥16與防沫水管14連接。
為了選用廢水處理的生物膜法，需把生物膜接觸介質(zhì)11裝入反應器1中。
泵2可選取的型式有浸沒式或地面式。在使用浸沒式泵的情況下，優(yōu)選把泵2裝入具有分離壁12的附加泵室13的內(nèi)部。這是因為當小尺寸生物膜接觸介質(zhì)11裝入反應器1時，該生物膜接觸介質(zhì)會被引進泵2的入口中。特別是，當泵2保養(yǎng)搶修后安裝時，生物膜接觸介質(zhì)11就成為操作的障礙。換句話說，如果泵要保養(yǎng)搶修，混合就得中止。于是，生物膜接觸介質(zhì)11堆聚在反應器1的底部上。這樣，當安裝修好的泵2時，生物膜接觸介質(zhì)11會妨礙泵2在其原來的地方安裝。為解決這個問題，由網(wǎng)狀物或篩網(wǎng)組成的多孔分離壁安置在泵2的周圍，構成泵室13。結果，反應器1中的水平穩(wěn)地被引入泵室13，而雜質(zhì)得以過濾，由此阻止了防沫噴嘴15的堵塞。首先，生物膜接觸介質(zhì)11不進入泵室13。因此，生物膜接觸介質(zhì)11不妨礙搶修過的泵2的安裝。為阻止外部雜質(zhì)進入泵室13，最好裝上泵室蓋13a。
在本發(fā)明中，安裝從供氣閥8延伸的臭氣入口管23。臭氣入口管23與排氣開槽(未畫出)連接，經(jīng)該開槽由增稠器、污泥脫水器或污泥發(fā)酵反應器產(chǎn)生的臭氣排出后引入反應器1。
最好的是供氣閥8是可自動操作的閥如電子閥或氣壓閥，并且與定時繼電器、氧化/還原電位控制器或溶解氧控制器(未畫出)接合，進行能自動開啟/關閉操作。
本發(fā)明上述廢水處理設備操作如下。
首先，使反應器1在需氧條件下運行。在曝氣階段為使反應器1在需氧條件下運行，先使泵2運轉至打開與供氣導管7連接的供氣閥8。然后，快速經(jīng)噴射泵5由泵2噴射水，致使在安裝于噴射泵5內(nèi)部的噴咀周圍產(chǎn)生負壓?？諝獍错樞蛄鹘?jīng)供氣閥8、供氣導管7、空氣調(diào)節(jié)閥8a和供氣管6之后，再引至噴射泵5。混有細小空氣泡的水流由噴射泵5注入反應器1中。同時，氧在氣泡的氣/液接觸表面上溶解進入反應器1中的液體內(nèi)，致使反應器1被置于需氧條件下。
在這樣的需氧條件下，經(jīng)噴射泵5混合過的空氣泡升至反應器1的水表面上，并且產(chǎn)生大量的泡沫。這樣，在供氣閥8開啟的需氧條件下，為了抑制氣泡在反應器1中產(chǎn)生，供氣閥8和防沫水閥16將被同時打開，以便由泵2噴射出來的水流經(jīng)防沫噴咀15排放到反應器1的水表面上。如果消泡水能以這樣一種方式排放，則能抑制氣泡的產(chǎn)生。并且，在細水流接觸氣體的消泡水中，反應器1能獲得基本上是飽和態(tài)的溶解氧。這樣一來，曝氣效率就會得到提高。當反應器1保持在需氧條件下時，由于微生物使有機物硝化、分解和磷的吸附快速地生成。
在本發(fā)明中，為了除去由臭味發(fā)生源如增稠器或污泥脫水器產(chǎn)生的臭味，使反應器1采用由臭味發(fā)生源排出的臭氣進行曝氣。為此，使臭氣入口管23從裝在供氣導管7中的供氣閥8延伸，并與臭味發(fā)生源的排氣出口連接。在這種情況下，當供氣閥8開啟時，把臭氣與水一起引入反應器1的內(nèi)部。同時，把含在引入空氣中的氧用于需氧微生物呼吸用，并通過需氧微生物的代謝作用氧化或分解臭味發(fā)生源。
在間歇曝氣中，在脫氮和磷釋放的曝氣階段，即在厭氧階段下，即使供氣中斷，混合也必須連續(xù)進行，以便懸浮的微生物不堆聚。在泵2保持開啟狀態(tài)時，如果通過關閉與供氣導管7連接的供氣閥8中斷供氣時，水就借助于保持開啟的泵2經(jīng)噴射泵5連續(xù)噴射。這樣，即使在供氣管6的內(nèi)部產(chǎn)生負壓，由于供氣閥8是關閉的，所以只有水由噴射泵5中噴出，而空氣不會引入反應器1中。此外，由于混合態(tài)通過來自噴射泵5的流出物能得到保持且供氣中斷，所以氧由微生物呼吸排出，且反應器1的狀態(tài)轉化成為厭氧狀態(tài)。用這樣的方式，即使在厭氧狀態(tài)時，也必須提供混合動力，以避免微生物或生物膜接觸介質(zhì)11堆聚?；旌鲜墙柚趪娚浔?噴射出來的水流進行的。
在厭氧階段，如果游離氧溶解在反應器1中時，由于從微生物釋放磷的效果差，所以不能進行適當?shù)孛摰?，并且與脫氮有關的微生物在其呼吸過程中與以氮氧化物形式結合的氧相比，更喜歡溶解于水中的游離氧。因此，如果有大量氧溶解的消泡水在厭氧階段中連續(xù)排放，則會使去除氮和磷的效率降低。
由于在厭氧階段時不向反應器1注入空氣，所以只有很少量的氣泡在反應器1中產(chǎn)生。這樣，最好關閉防沫水閥16以便不從防沫噴嘴15排放消泡水。
在供氣閥8開啟的曝氣狀態(tài)時，即在需氧階段中，由于有大量的氣泡產(chǎn)生，所以應當打開防沫水閥16，以便抑制由于排放消泡水而產(chǎn)生氣泡。在供氣閥8關閉的厭氧狀態(tài)時，即厭氧階段中，由于少量氣泡產(chǎn)生和由于溶解氧與消泡水混合，使N.P去除率下降，所以防沫水閥16應當關閉，以中斷消泡水的排放。
由于供氣閥8的開啟/關閉時間與防沫水閥16大致相同，所以彼此接合的這兩種閥同時或以很短的時間間隔啟動，由此能進行自動操作。
能自動操作的空氣調(diào)節(jié)閥8a可以安裝在一臺反應器1內(nèi)所裝的多個供氣管6的各管上。然而，如果每根供氣管6上的空氣調(diào)節(jié)閥8a不同時運轉，那么，厭氧狀態(tài)與需氧狀態(tài)之間的轉換就不清楚。因此，空氣調(diào)節(jié)閥8a的操作必須精確地加以調(diào)節(jié)。由于供氣管6與大口徑的供氣導管7連接和供氣閥8在供氣導管7中安裝，所以使必須的閥門數(shù)量能夠減少，并且使故障的可能性也能降低。
除了產(chǎn)生適于吸收空氣的負壓外，從噴射泵5中噴射出來的水流有使活性污泥在反應器1的內(nèi)部漂浮或使生物膜接觸介質(zhì)11混合的作用。當從噴射泵5噴射出來的水流過強時，則在反應器1中產(chǎn)生分散力，由此，使生物膜接觸介質(zhì)11上的生物膜脫落，或者使懸浮著的活性污泥擴散并在反應器1中生長，這將引起去除效率的降低。因此，當來自噴射泵5的流出物過多時，應部分打開水流調(diào)節(jié)閥10，以引入來自泵2的部分流出物到反應器1水表面附近或泵室13，借此，調(diào)節(jié)了來自噴射泵5的流速。
換句話說，為了降低來自噴射泵5噴射出來的水流，水流調(diào)節(jié)閥10應一點一點地打開，然后使水流從旁路流到反應器1的水面附近，從而調(diào)節(jié)了流出物。通過以這種方式調(diào)節(jié)流速，使反應器1內(nèi)的混合能得到調(diào)節(jié)。因此，根據(jù)本發(fā)明的廢水處理設備，當由于生物膜與生物膜接觸介質(zhì)11過分粘著時，則需要人工使其脫落時，將水流調(diào)節(jié)閥10完全關閉，以使來自噴射泵5噴射出來的水流強度加大。
在供氣中斷的厭氧狀態(tài)下，即使向噴射泵5施加負壓，但由于供氣閥關閉，所以只噴射水。因此，混合能降低。為了提高來自噴射泵5的排出能，把水流再加注管6a安裝在浸沒于反應器1水表面以下的供氣導管7中。這使反應器1內(nèi)的水通過供氣管6，經(jīng)過水流再加注管6a和供氣導管7，用噴射泵5再加注。因此，提高了來自噴射泵5的水流排出能。開啟或關閉的再加注水流調(diào)節(jié)閥6b，需要時可安裝在水流再加注管6a上。
圖2是對本發(fā)明廢水處理設備第二個實施方案的說明。
按照該實施方案的廢水處理設備不同于第一實施方案，其差別在于與噴射泵5連接的支管4a安裝在出口管4上，而混合調(diào)節(jié)4b安裝在該支管4a上?；旌险{(diào)節(jié)閥4b通過調(diào)節(jié)各噴射泵5的流出物調(diào)節(jié)混合能。也就是說，當必須部分完成混合或降低混合能時，由泵2向各臺噴射泵5供應的水流可得到調(diào)節(jié)。即出口管4從泵2的出口延伸，每一管路皆從出口管4延伸至噴射泵5，并且供調(diào)節(jié)流量用的閥被安裝在各管路上，由此直接調(diào)節(jié)了來自噴射泵5噴射的流速。
采用示于圖1或2中的廢水處理設備的廢水處理方法包括下列步驟。
即該方法包括在廢水處理用的反應器中用泵混合反應器內(nèi)水的步驟，通過由泵流出物產(chǎn)生的負壓吸收臭氣發(fā)生源排出的臭氣，同時在曝氣條件下氧化和分解產(chǎn)生臭味物質(zhì)的曝氣步驟，和通過調(diào)節(jié)曝氣步驟中的空氣進氣口進行間歇曝氣的步驟。
圖3是說明本發(fā)明第三個實施方案廢水處理設備的示意截面圖。
在反應器1a和1f中，設置曝氣器17，它具有可用于混合水或把從外部輸送的空氣分散成為細小空氣泡并將分散的空氣與水混合的葉輪31。匯集供導管6(在多個反應器的情況下)，然后與供氣導管7連接。鼓風機18把空氣輸送到供氣導管7的一端。在供氣管6中，供氣閥81和82與安裝在供氣管6中的定時繼電器或氧化/還原電位控制器(未畫出)接合，進行可自動操作。
如果生物膜接觸介質(zhì)11注滿反應器1a和1f，把生物膜接觸介質(zhì)11引到曝氣器17低位部分的開口處，然后與葉輪碰撞，生物膜接觸介質(zhì)11的碰撞可能損傷其本身或葉輪31。為了防止這種損傷，按照生物膜接觸介質(zhì)11的尺寸，把由格網(wǎng)、篩網(wǎng)或多孔板制成的網(wǎng)狀體19優(yōu)選安裝在曝氣器17的下部。
按本發(fā)明該實施方案的上述廢水處理設備運行如下。
首先，在鼓風機18和曝氣器17連續(xù)運轉的情況下，當一個供氣閥81開啟而另一供氣閥82關閉時，供氣閥81打開的反應器1a在曝氣狀態(tài)下運行，而供氣閥82已關閉的反應器1f則在厭氧狀態(tài)下運行。如果變換供氣閥81和82的開啟/關閉，先前已在曝氣狀態(tài)下運行的反應器1a，則在厭氧狀態(tài)下運行，而反應器1f則在曝氣狀態(tài)下運行。因此，反應器1a和1f通過重復曝氣/厭氧狀態(tài)的變換，進行間歇曝氣的運行。
以下將詳細地描述廢水處理方法。
廢水處理方法包括通過裝入反應器內(nèi)水下的曝氣器葉輪混合水流的步驟，通過經(jīng)供氣管與曝氣器連接的鼓風機注入空氣，用葉輪分散空氣成為細小的氣泡以及混合液體進行曝氣的步驟，通過調(diào)節(jié)曝氣步驟時的空氣供給，供氣中斷達到所指定的時間，借此在混合水流的同時進行間歇曝氣的步驟。
如果廢水處理設備按本發(fā)明構成，通過鼓風機相對小的安裝動力即可提高運行速度。例如，當廢水以1小時曝氣狀態(tài)和1小時厭氧狀態(tài)交替處理時，反應器分成兩組構成，其中具有為一組反應器所需風量的鼓風機安裝在第一組反應器內(nèi)并持續(xù)不斷地運行，與定時繼電器接合的供氣閥每一小時重復其開啟和關閉，致使空氣能交替地供給相應組的反應器。對比調(diào)節(jié)鼓風機本身運行的方法，這能降低鼓風機安裝體積的一半。當廢水按2小時曝氣狀態(tài)和1小時厭氧狀態(tài)交替進行處理時，反應器分三組構成，其中具有為兩組反應器所需風量的鼓風機安裝在第一組反應器中并持續(xù)地運行，調(diào)節(jié)安裝在各組反應器中的供氣閥，使其與定時繼電器接合能2小時開啟和1小時關閉，致使各供氣閥的開啟/關閉定時按順序彼此一致。如此進行，鼓風機的安裝動力對比調(diào)節(jié)鼓風機本身進行的方法降低了三分之二。為了避免鼓風機過熱和在其故障調(diào)制中安裝備用的裝置，根據(jù)本發(fā)明間歇曝氣法允許備用裝置的安裝動力降低。
圖4是本發(fā)明第四實施方案的為水處理設備示意圖。
在該實施方案中，至少兩套反應器1a到1f串聯(lián)連接，澄清池21與最終反應器1f的下一個過程連接。再循環(huán)裝置25a和再循環(huán)管25b沿著最終反應器1f到第一反應器1a的管道安裝。污泥回流泵25沿著從澄清池21到第一反應器1a的管道安裝。流入物順序地流經(jīng)反應器1a-1f和澄清池21，然后進行處理。最終反應器1f的液體通過再循環(huán)裝置25a和再循環(huán)管25b反向循環(huán)進入第一反應器1a。
使第一反應器1a在厭氧狀態(tài)下持續(xù)運行，以便它能保持在缺氧狀態(tài)下，并且最終反應器1f通過間歇曝氣運行。含氮氧化物的最終反應器1的液體再循環(huán)至有機物濃度較高的第一反應器1a，有機物濃度高是由于進入的廢水造成的。因此，使用流入物中的有機物，通過預脫氮，可把最終反應器1f的液體內(nèi)所含有的氮氧化物中的氮除去，由此改進了除氮效率。這種方法是一種改進的間歇曝氣法，對比常規(guī)的缺氧/氧化(AO)法，上述間歇曝氣法的反應器交替保持在曝氣狀態(tài)下或厭氧狀態(tài)下，同時N.P去除效率得到了提高。特別是，降磷的效果要比常規(guī)AO法要好得多。此外，根據(jù)本方法，可以靈活地適應進水條件的變化。
因為最終反應器1f能以需氧和厭氧狀態(tài)交替地重復進行間歇曝氣法操作，所以最好以最終反應器1f的下一過程安裝能以需氧狀態(tài)下操作的附加需氧反應器，以便改進污泥的沉降效率。
圖5是本發(fā)明第五實施方案的廢水處理設備示意圖。
在這個實施方案中，至少有三套反應器1a、1m和1f及澄清池21串聯(lián)連接，并且廢水進水順序地流經(jīng)反應器1a、1m和1f以及澄清池21，然后進行處理。澄清池21沉降的活性污泥采用污泥回流泵25使其返回第一反應器1a。
此外，裝配再循環(huán)設備，用于把最終反應器1f內(nèi)的液體再循環(huán)至中間反應器1m。第一反應器1a持續(xù)在厭氧狀態(tài)下運行，第二反應器1m持續(xù)在缺氧狀態(tài)下運行，而最終反應器1f在重復厭氧狀態(tài)和需氧狀態(tài)的間歇曝氣法中運行。
現(xiàn)在，將描述各反應器中的反應。在處于厭氧階段的第一反應器1a中，磷從污泥中釋放。在以厭氧狀態(tài)進行混合的中間反應器1m中，預脫氮作用發(fā)生在缺氧條件下。在處于間歇曝氣狀態(tài)的最終反尖器1f中，由于微生物的內(nèi)源呼吸而發(fā)生硝化和脫氮作用，與此同時，由污泥進行磷的豐富攝取。
在這個實施方案中，進一步提供一種需氧反應方法，可用于第四實施方案起始階段，從第一反應器中出現(xiàn)的返回污泥中釋放磷。這就是改進的間歇曝氣法，對比常規(guī)的厭氧/氧化(A2O)法的需氧反應器，在該法反應器中存在著厭氧和需氧兩種條件。根據(jù)該實施方案，去除氮和磷的效率以及對流入物質(zhì)量變化的適應性均能得到提高。此外，該實施方案顯示的降磷效果比第四實施方案好得多。
圖6是對本發(fā)明廢水處理設備第六實施方案的說明，其中除第一實施方案提供的各種功能包括除臭、防沫和間歇曝氣外，還進一步提供再循環(huán)的功能。
在本實施方案的曝氣設備中，至少設置兩套反應器，其中在最終反應器1f中設置至少一臺泵2和借助于管道由泵2出口延伸的出口管4。在第一反應器1a中安裝一臺或多臺噴射泵5，但這里不安裝泵。安裝在最終反應器1f中的泵2出口管4與第一反應器1a的噴射泵5連接。供氣裝置和防沫裝置的結構與第一實施方案相同。在本發(fā)明第六實施方案中，按照第四和第五實施方案要詳細說明作為補充廢水處理方法用的設備。
具有再循環(huán)附加功能的廢水處理方法操作如下。
如果泵2在運行著，在安裝泵2的最終反應器1f中，或在曝氣或在厭氧條件下，混合可在最終反應器1f中進行，同時，反向流到第一反在器1a后再由安裝在第一反應器1a中的噴射泵5噴出的水流是從泵2排放的。這樣，通過安裝在最終反應器1f的泵2，或在曝氣或在厭氧條件下，在第一反應器1a中同樣能進行混合。此外，無需附加的再循環(huán)裝置，最終反應器1f中的水即可再循環(huán)進入第一反應器1a。
根據(jù)該實施方案，最終反應器1f中的含氮氧化物的液體能再循環(huán)進入第一反應器1a，其有機物濃度由于流入物才較高的。這樣，當?shù)谝环磻?a在厭氧狀態(tài)下運行，有兩個除氮反應同時進行，一個為預脫氮，即，使用流入物中含有的有機物作為氮氧化物的電子給體，該氮氧化物包含在最終反應器1f的液體中，由此氮從第一反應器1a中除去，另一個為間歇曝氣法，即，由微生物的呼吸產(chǎn)生的有機物用于脫氮。這樣，提高了除氮的效率。
依流入物的條件而定，使用流入物中含有的有機物脫氮時規(guī)定的重量多得多，以致于要延長第一反應器1a在厭氧狀態(tài)下的混合時間，或者在第一反應器1a中于厭氧狀態(tài)下使混合持續(xù)不斷地進行。即使第一反應器1a保持在厭氧狀態(tài)下，為了靈活地適應流入物質(zhì)量的變化，最好構成的設備能進行間歇曝氣法。
當流入物的質(zhì)量較恒定且流入物數(shù)量的變化不大即較穩(wěn)定時，第一反應器1a可在厭氧狀態(tài)下持續(xù)運行。在這種情況下，曝氣所必須的設備，包括供氣導管7，供氣閥8和安裝在第一反應器1a中的噴射泵3可用Jet型噴嘴(未畫出)代替，Jet型噴嘴經(jīng)濟而簡單且包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
當規(guī)定第一反應器1a用間歇曝氣法操作時，即使使用這種實施方案，即，使用安裝在最終反應器1f中的泵2作曝氣裝置和第一反應器1a的混合器，完成間歇曝氣用的供氣裝置如供氣導管7或供氣閥8，和氧溶解用的裝置如防沫水閥16，也必須獨立地在相關反應器1a和1f中構成，以便反應器1a和1f能交替地處在曝氣和厭氧狀態(tài)之下。
由于第一反應器不安裝泵，也不安裝另外的再循環(huán)裝置，所以從裝置費用角度考慮，依據(jù)該實施方案的方法是經(jīng)濟的。間歇曝氣、防沫和除臭與第一實施方案相同，故省略對其描述。
圖7是說明采用本發(fā)明廢水處理設備的廢水處理方法的系統(tǒng)圖。如圖7所示，本發(fā)明的廢水處理方法包括間歇曝氣步驟，其中在至少兩套反應器中重復進行曝氣狀態(tài)下的混合和厭氧狀態(tài)下的混合；再循環(huán)步驟，其中使水從最終反應器反向流到第一反應器后循環(huán)；活性污泥沉降步驟，其中使來自最終反應器的流出物所含有的活性污泥沉降；和流出步驟，其中使經(jīng)過活性污泥沉降的凈化水流出。
在用于第一實施方案處理廢水的裝置和方法中，與常規(guī)的廢水處理相反，鼓風機室和防沫水反應器不是必須的，因此附加的鼓風機和防沫泵是沒有必要的。尤其是，在圖6中所示的廢水處理裝置中，由于間歇曝氣器已包括了再循環(huán)裝置，所以采用再循環(huán)的預脫氮作用不用安裝附加的再循環(huán)裝置就能是有效的，由此提供了具有極好脫氮效率的經(jīng)濟裝置。此外，由于運送空氣和消泡水的管線即鼓風機、防沫水反應器和生物反應器是沒有必要的，所以從機械和管道配置來看，本發(fā)明的設備是經(jīng)濟的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的廢水處理設備和方法，可改進曝氣和沉降功率，還可抑制反應器中氣泡的產(chǎn)生。此外，采用生物膜接觸介質(zhì)填滿反應器的生物膜法是容易的。因為附加鼓風機是不必要的，所以鼓風機室的構成沒有必要。因此，安裝動力能夠降低。安裝防沫水反應器、防沫水泵和除臭裝置是必須的，而且允許再循環(huán)，由此減少了用于裝置、管道安裝、建筑結構、電能、維修和管理的費用。特別是，去除作為過營養(yǎng)化源物質(zhì)的氮和磷的效率也能有效地被提高。
權利要求
1.廢水處理方法，包括的步驟在至少兩套反應器中重復進行曝氣狀態(tài)下的混合和厭氧狀態(tài)下的混合(間歇曝氣步驟)；反向循環(huán)來自所述反應器中所述最終反應器的水到所述第一反應器中(再循環(huán)步驟)；沉降存在于所述最終反應器流出物的活性污泥(活性污染沉降步驟)；和使流經(jīng)所述活性污泥沉降步驟的所述凈化水流出(流出步驟)。
2.按權利要求1所述的廢水處理方法，其中廢水被引入的所述第一反應器在曝氣條件下持續(xù)不斷地保持在混合狀態(tài)下。
3.按權利要求1所述的廢水處理方法，其中在所述第一反應器的前期中另外安裝厭氧反應器，以便使流入物能被引入所述厭氧反應器中。
全文摘要
本發(fā)明提供具有除臭、防沫、間歇曝氣和再循環(huán)功能的廢水處理設備，及其廢水處理方法。所述廢水處理設備包括具有泵的反應器，借助于管道延伸至所述泵出口的出口管，安裝在所述出口管中的噴射泵，與所述噴射泵連接的供氣管，與所述供氣管連接的供氣導管，與所述供氣導管連接的供氣閥，和與所述供氣閥連接的臭氣入口管，本發(fā)明提供采用所述設備進行廢水處理的方法。因此，去除氮和磷的效率得到了改善，曝氣效率也得到了改善，而反應器和澄清池的水力負荷降低。此外，增稠器或脫水室產(chǎn)生的臭味可在所述反應器中被除去。
文檔編號C02F3/30GK1565989SQ20041004742
公開日2005年1月19日 申請日期1998年6月24日 優(yōu)先權日1998年3月31日
發(fā)明者韓相培 申請人:韓相培