申请日2003.09.16
公开(公告)日2005.12.07
IPC分类号C02F3/12; C02F3/30; C02F3/26
摘要
本发明涉及含有机营养物的废水的处理方法。根据本发明，第一步，将废水供入到淤渣颗粒中，在供应完待处理的废水之后，在含氧气体存在下，流化淤渣颗粒，和第三步，在沉降步骤中，允许淤渣颗粒沉降。这使得可能优选地不仅除去有机营养物，而且除去任选地氮化合物和磷酸盐。
権利要求書
1.一种含有机营养物的废水的处理方法，其中使废水与含微生物 的淤渣颗粒接触，将含氧气体供入到该淤渣颗粒中，并且该方法进一 步包括淤渣颗粒的沉降和贫有机营养物的废水的排放，其特征在于：
-在第一步中将废水供入到淤渣颗粒中，
-供应完待处理的废水之后，在第二步中引入含氧气体，同时颗 粒处于流化状态下，和
-在第三步沉降步骤中允许淤渣颗粒沉降。
2.权利要求1的方法，其特征在于，在第一步中将废水供入到淤 渣颗粒床中，并且在第三步中淤渣颗粒沉降，形成淤渣颗粒床。
3.权利要求2的方法，其特征在于，以避免床流化的速度将废水 供入到淤渣颗粒床中。
4.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在第三步中，在 至少部分沉降之后，排放至少一部分贫营养物的废水。
5.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在第一步中，在 将废水供入到淤渣颗粒床期间，排放至少一部分贫营养物的废水。
6.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，贫营养物的废水 的排放是由于供入到淤渣颗粒床内的废水导致的置换的结果。
7.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，以床的孔隙体积 的50-110%，优选80-105%，和最优选90-100%的量引入废水。
8.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在引入废水之后， 在开始第二步之前，间隔一段时间。
9.权利要求8的方法，其特征在于，间隔时间足够长到从废水中 除去至少50%，优选至少75%和最优选至少90%的有机营养物。
10.前述任何一项权利要求的方法，其特征在于，在第三步中发 生选择，其中较慢地沉降的淤渣颗粒从反应器中排放出，而较快地沉 降的淤渣颗粒仍在反应器内。
说明书
用淤渣颗粒处理废水的方法
本发明涉及含有机营养物的废水的处理方法，其中使废水与含微 生物的淤渣(sludge)颗粒接触，将含氧气体供入到该淤渣颗粒中，并 且该方法进一步包括淤渣颗粒的沉降和贫有机营养物的废水的排放。
这种方法在本领域中，例如根据US3864246是已知的。将具有高 比例生物需氧量(BOD)的废水与淤渣絮凝物混合，使如此获得的含淤 渣絮凝物的废水与氧气(空气)接触。所选条件增加淤渣絮凝物(也 就是说，生物物质颗粒)的生长，其生长具有改进的沉降性能。这降 低从废水中分离提供生物分解的微生物(尤其细菌)所需的时间。
已知方法尽管具有改进的沉降速度，但缺点是该方法的实现要求 相对大的表面积，也就是说，大规模的纯化占据令人讨厌大的空间。
本申请的目的是改进该方法，同时与已知方法相比，占据较少的 空间。
为此，本发明的特征在于：
-在第一步中将废水供入到淤渣颗粒中，
-供应完待处理的废水之后，在第二步中引入含氧气体，同时颗 粒处于流化状态下，和
-在第三步沉降步骤中允许淤渣颗粒沉降。
这允许在相对有限的反应器体积内进行该方法。这可将占据的空 间降低到1/5。所需的反应条件促进淤渣颗粒(与淤渣絮凝物相反) 的形成且沉降性能优异。此外，第一步的条件贫氧，而且实际上，它 们是厌氧的，因为不存在外加的氧气。在第一步中，淤渣颗粒从所供 应的废水中吸收有机营养物，并且它们以聚合物如聚β-羟基丁酸酯的 形式储存在微生物内部。如果在第一步供应氧气的话，则其一定不能 在防碍有机营养物储存的用量内。在第二步中，在有氧条件下发生所 储存的有机营养物的分解。另外，第二步的有氧步骤可使可能存在的 铵盐进行分解成硝酸盐。在第二步中，淤渣颗粒内部也是厌氧的，这 里是利用硝酸盐分解所储存的有机营养物的地方。这产生氮气，从而 导致废水内氮含量的有效下降。为了清除将要分解的氮化合物，第二 步中的氧浓度小于5mg/ml，和优选小于2mg/ml。按照这一方式，可避 免使用前置或后置的反应器供除去氮化合物，这意味着节约成本。本 发明还使得可能清除磷酸盐。为此，在非第一步的步骤中，和优选在 第二步最后或者在第三步开始的时候，除去淤渣颗粒。令人惊奇地， 恰巧在本发明的条件下，磷酸盐累积的微生物没有胜出(compete out)。在纯化车间的淤渣内可找到本发明方法所需的所有微生物。它 们不需要分离，因为所规定的条件确保这些微生物构成淤渣颗粒的一 部分。与根据例如US3864246中已知的条件获得的淤渣絮凝物(参见 图1)相比，本发明的条件导致形成显著较大和具有较高密度的淤渣 颗粒，其沉降速度为>10m/h(与之相反，对于已知的淤渣絮凝物来说， 为约1m/h)和淤渣体积指数为<35ml/g。淤渣体积指数是在沉降1小 时之后被1g生物物质吸收的体积。对于废水的随后部分的纯化来说， 重复步骤1-3(1个循环)。本发明非常适合于处理下水道污水。
在第一步中，废水优选被供入到淤渣颗粒床中，和在第三步中， 淤渣颗粒沉降，形成淤渣颗粒床。
这允许微生物暴露于促进颗粒生长的较高浓度的有机营养物下。
根据优选的实施方案，废水以避免床的流化的速度被供入到淤渣 颗粒床中。
由于在较大程度上避免了所存在的已经处理的废水与待处理的废 水混合，因此，这允许微生物暴露于最高可能的营养物浓度下，如上 所述，所述营养物促进颗粒的生长。术语“避免流化”应理解成是指 床不流化，和/或引入废水的结果是，在最多达床高度的25%处发生混 合。废水例如可以直接或者通过使用限制外力的装置喷洒在床上，其 中在所述外力作用下，废水可扰动该床表面。在任一情况下，在最多 达床高度的25%，优选小于15%处发生混合。与从淤渣颗粒床的顶侧引 入相反，废水可优选从下方引入。特别是在后一情况下，要限制供料 速度，以便不发生床的流化。在这两种情况下，可以以有效的方式， 即在废水与净化水(贫营养物)很少或者没有混合的情况下，从床中 置换并排放仍存在于淤渣颗粒之间的净化水，正如以下所述的。原则 上，也可经管道引入废水到淤渣颗粒床内。
根据优选的实施方案，在第三步中，在至少部分沉降之后，排放 至少一部分贫营养物的废水。
在添加待处理的新鲜废水之前除去贫营养物的废水意味着需要较 小的反应器体积，和含微生物的淤渣颗粒与最高可能浓度的营养物接 触。这对于形成淤渣颗粒来说是有利的。反应器内液体的高度是沉降 的淤渣颗粒床高度的例如2倍，和优选1.5倍或更低，如1.2倍。
根据优选的实施方案，在第一步中，在将废水供入到淤渣颗粒床 内期间，排放至少一部分贫营养物的废水。
在此情况下，排放贫营养物的废水优选是由于待供入到淤渣颗粒 床内的废水导致的置换的结果。
于是利用一步操作，实现了既添加新鲜的废水，又排放处理过的 废水。这可在低的资金投资下完成。此外，基于控制的技术(要求较 少的测量)和操作成本，节约是可能的。此外，避免了处理过的废水 与待处理的废水相混合，结果在淤渣颗粒内的微生物暴露于其下的营 养物浓度尽可能的高，从而以淤渣颗粒形式提供前面所述的生长优点。 被置换的处理过的废水优选在床的顶侧被排放。由于置换，可能形成 的任何絮凝物被冲刷出反应器。因此，有利地经床的底部引入废水。
一个重要的实施方案是其中以床的孔隙体积的50-110%，优选80 -105%，和最优选90-100%的量引入废水的方案。
按照这一方式，在最小可能的反应器体积下，最佳地利用淤渣颗 粒形式的生物物质。
优选在引入废水之后，在开始第二步之前，间隔一段时间。
这促进从废水中吸收营养物，和有助于形成具有良好沉降性能的 淤渣颗粒。视需要，可在间隔期间发生混合。
间隔时间优选足够长到从废水中除去至少50%，优选至少75%，和 最优选至少90%的有机营养物。
这最好地便于形成具有良好沉降性能的淤渣颗粒，同时废水的纯 化最佳。
废水优选在第三步引入，其中较慢地沉降的淤渣颗粒从反应器中 排放出，而较快地沉降的淤渣颗粒仍在反应器内。
这进一步增加压力的选择以供颗粒生长。可在淤渣颗粒的沉降过 程中，优选在至少部分淤渣颗粒已形成颗粒床之后，但如别处所述的， 最优选在颗粒床已形成之后，在低流速下进行废水的引入。在首先的 两种方法中，在第一步和第三步之间存在重叠。在第二种方法和特别 是在第三种方法中，在床上沉降或者将具有此种倾向的轻质淤渣絮凝 物因被废水置换的贫营养物水的流动而携带离开。结果是，存在选择 的压力导致维持淤渣特征为颗粒形式。优选在第三步发生经最后床的 正上方的排放开口的排放。
