申请日2012.05.31
公开(公告)日2013.08.21
IPC分类号C02F3/30
摘要
一种应用在废水处理设备中的循环装置，其利用部分流化床或组合流化床过滤原理，包括使用离散通道以允许污泥在分离器底部与曝气区之间的流动，改善了使用现有循环设计的处理系统中固有的其它低效因素。
权利要求书
1.一种用于与废水处理设备相关的循环装置，包括：
缺氧区;
曝气区;
分离器，其具有纵向上逐渐增大的横截面;
多个离散通道，位于所述分离器中，用于允许污泥无阻碍地高速流过设 在所述曝气区和所述缺氧区之间的所述分离器。
2.根据权利要求1所述的循环装置，其进一步包括沟道，所述沟道与所 述曝气区、分离器和缺氧区流体连通，所述沟道包括多个置于其中的开口， 用于允许污泥在所述曝气区、分离器和所述缺氧区之间无阻碍地流动。
3.根据权利要求2所述的循环装置，其中所述多个离散通道靠近所述分 离器底部。
4.根据权利要求2所述的循环装置，其中所述沟道靠近所述分离器底 部。
5.根据权利要求2所述循环装置，其中所述离散通道是三角形、矩形、 正方形或半圆柱形。
6.根据权利要求2所述的循环装置，其中所述沟道由平面装置形成，所 述平面装置沿所述分离器的底部部分、横跨所述分离器的长度成一角度设 置。
7.根据权利要求1所述的循环装置，其中所述离散通道基本上沿着所述 分离器的整个长度形成。
8.根据权利要求6所述的循环装置，其中所述平面装置是板。
说明书
应用在废水处理系统中的活性污泥循环系统
技术领域
本发明涉及市政污水和工业液体废物的处置，并且特别涉及紧凑的活性 污泥微生物处理系统，该系统包括在缺氧区，曝气区和流化床过滤区的连续 循环的废水中进行生化有机物去除。
背景技术
包括有缺氧反应区，曝气区，流化床过滤式的污泥分离区以及活性循环 污泥系统的紧凑设计的生物反应器通常应用于废水处理中。它们可以设计用 来去除含碳有机物，除碳并硝化，反硝化，或者除碳，硝化，反硝化并除 磷，为了除碳，缺氧区用作“选择区”，提高混合液的沉降性能并控制丝状 菌的生长。为了除氮和除磷，缺氧区提供硝化降解以及“超量摄取”除磷所 需条件。在此过程中，氨氮被氧化成亚硝酸盐进而在曝气区被硝化菌和硝化 杆菌氧化成硝酸盐。硝酸盐再循环回到缺氧区并在那里降解除氮。在此反应 中，流入的有机污水提供碳源并在硝酸盐转化为氮气过程中充当电子供体。
影响硝化/反硝化过程的条件是(未按优先顺序)：缺氧，氧化停留时 间，缺氧容积的混和比例，保持适合的溶氧条件、温度、碳可获取量，以及 活性污泥循环速率。最后，总的脱氮效率是活性污泥循环量对日均进水流量 的比率的函数(比率越高，效率越高)。
此过程中的除磷机理与Phostrip工艺和改进的Bardenpho工艺中所用的相 同。可溶性BOD在缺氧区进行发酵，发酵产物被具有储磷能力的特殊微生物 群选择性的使用或吸收。在好氧阶段，可溶性磷被大量在缺氧区生长出的储 磷菌摄取，最终被吸收的磷通过微生物细胞体或废污泥排出。
在分离区中，活性污泥被流化床式滤层从处理的废水中分离。活性污泥分 离中使用流化床式过滤工艺是众所周知的。该工艺应用由向上穿过一个流化 床的水流的递减的上升速度，而流化床是由聚集的静止的或向下沉到分离器 底部的固体形式。为了获得所需的向上逐渐递减的速度梯度，分离空间通常 做成向上扩展的扩散器形状的横截面。用于此目的的通常的形状有简单的倒 置截锥，纵向或环形棱柱状。应用这个一般概念的工艺在美国专利 6620322，5775966，5720876和7270750B2中列出和描述，其内容在本申请 中引述作为参考。
本申请所描述的部分流化床系统中，密度流沿所述分离器的器壁流动，使 得多余的絮状物可以在污泥过滤层的下部被移除。早期时，这个过程通过在 入口处分离出来的悬浮固体物的简单的回流来实现。后来，发现从不断增加 的密度流的下部强制地去除悬浮固体物质可以提高此过程的效果。这是因 为，在重力流中的絮状物密集度高于完全流化状态的密集度要求，因而，部 分流化污泥床特别适合浓的悬浮物的分离，正如在多种典型的生物废水处理 方法中所见到的那样。在前面提及的美国专利号6620322中所披露和讨论的 内容是部分流化污泥床的一个示例。
为了确保污泥活化的最高效率，应该非常小心地确保活性污泥的比率。该 活性污泥通过曝气区从分离器的底部整个长度上均匀地通过，并且没有污泥 沉淀的“死区”形成。这样的死区可能会导致缺氧条件，从而造成不再具有 活性的污泥在死区中由于反硝化作用而产生氮气，而所有这些都对处理系统 的总体效率有不利影响。
由于去除有机物质的高效性，活性污泥工艺广泛地应用于污水处理领域。 然而它的一个缺点是会产生较多的剩余污泥。增加活性污泥从有氧区到缺氧 区的循环率(污泥交换率)可以显著地降低剩余污泥的产生。
因而，人们希望有一个循环系统可以应用于部份流化条件下的污泥床过 滤器系统，比通常的方案更好地提高以往设计中增加循环速率的问题。这样 的设计既移除并循环悬浮固体物质，同时帮助防止沉降死区的形成，并允许 活性污泥从曝气区到分离器底部抽取点间无阻碍地流动，且用上述活性污泥 循环的设计改善处理系统中其他低效因素。
发明内容
提供一种应用在废水处理系统中的改进的活性污泥循环系统，所述系统 利用了流化床式过滤层及使用流化床式过滤层的方法。更具体地，提供一种 循环系统，该循环系统能够增加活性污泥的循环率，该循环系统具有在污泥 床过滤器壁上的多个离散通道，以允许混合液在污泥床过滤器与曝气区之间 的流动。
进一步提供一种沟道，其具有多个离散的开口，以允许活性污泥被从所 述污泥床过滤器的底部去除、收集和转移至缺氧区。优选地，所述沟道位于 靠近污泥床过滤器的底部，并且所述开口位于沟道的一部分上，与沟道相 对，并且优选地，所述开口与用于混合液在所述分离器和所述曝气区之间流 动的所述通道相交错。优选地，所述沟道由具有适合的开口的板或者平面基 质形成，所述板或平面基质靠近所述分离器底部成一定角度设置。
正如下文会详细讨论到的，当提供无阻碍地流动的条件时，来自分离器 的污泥及混合液的循环组件的这种设置允许更大的活性污泥循环率;并且由 于有助于消除污泥“死区”(所述“死区”导致在“死区”中形成无效的缺 氧条件，从而造成污泥由于反硝化作用而产生氮气以及“厚块”污泥上升到 分离器表面)，这种设置允许更高的过滤效率。
