專利名稱：使用曝氣調(diào)節(jié)并通過活性污泥進(jìn)行水的生物處理的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于純化目的的水的生物處理領(lǐng)域。
這種水可例如由城鎮(zhèn)廢水或工業(yè)水組成。
更確切地，本發(fā)明涉及使用活性污泥技術(shù)或混合培養(yǎng)物技術(shù)對(duì)水進(jìn)行生物處理。
活性污泥技術(shù)是在至少一個(gè)配有曝氣設(shè)備的池中使用游離生物物質(zhì)，也即未結(jié)合于載體上的生物物質(zhì)。
混合培養(yǎng)物技術(shù)是在配有曝氣設(shè)備的池中同時(shí)使用游離生物物質(zhì)和保持懸浮狀態(tài)的結(jié)合到載體上的生物物質(zhì)。
根據(jù)這些技術(shù)，生物物質(zhì)使包含在待處理水中的含碳污染物和含氮污染物降解。
為了實(shí)現(xiàn)這種目的，設(shè)備池配有空氣或氧氣注入設(shè)備(通過小氣泡、渦輪機(jī)、刷子等曝氣)，下文稱為“曝氣設(shè)備”。
這些曝氣設(shè)備的運(yùn)行可按一定順序進(jìn)行，以便在同一池中組織曝氣和缺氧階段。
根據(jù)另一種類型的設(shè)備，在同一池中或者在幾個(gè)池中配有至少一個(gè)曝氣區(qū)和至少一個(gè)非曝氣區(qū)。
該曝氣使得能夠降解被處理水中的含碳污染物并且硝化這種處理的水。
這種水的非曝氣能夠使水脫硝。
硝化和脫硝階段的交替進(jìn)行有助于待處理水中氮污染物的降解。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)需要控制曝氣設(shè)備的操作，尤其是曝氣與非曝氣階段的交替。
這是因?yàn)?，研究表明，通過曝氣設(shè)備過量添加氧氣到生物物質(zhì)中會(huì)妨礙硝酸鹽的恰當(dāng)消除，而氧氣添加不足會(huì)限制氨的破壞。
因此需要連續(xù)控制曝氣設(shè)備的操作，以使其遵循一個(gè)折衷方案，根據(jù)該方案，曝氣設(shè)備不會(huì)添加太多或太少的氧氣到曝氣池中。
現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)提出了實(shí)現(xiàn)這種控制的不同設(shè)備。
根據(jù)第一種方法，提出使用探針檢測(cè)在氧氣于活性污泥池中的停留過程中，在水中溶解的氧的濃度，并且根據(jù)所保持的記錄和在出口處NH4和NO3的含量來改變曝氣設(shè)備的操作持續(xù)時(shí)間和間隔時(shí)間，以便測(cè)定通過這些設(shè)備添加的氧氣量。
但是，當(dāng)這種溶解的氧的含量低于0.5mg/l時(shí)，這種溶解氧的測(cè)量方法無法保持被處理的水中硝酸鹽含量處于總是可接受的閾值下。
因此提出了將這種溶解氧濃度測(cè)量和測(cè)量活性污泥池中存在的水的氧化還原電位相結(jié)合。專利FR2779140公開了這種技術(shù)。然而，這種技術(shù)的缺點(diǎn)是，它需要頻繁地人工再調(diào)節(jié)氧化還原電位的設(shè)定值。對(duì)于使用浸漬在活性污泥中的過濾膜的生物裝置來說，氧化還原調(diào)節(jié)是特別不足的。
在FR2685692中所述的技術(shù)提出在配有曝氣設(shè)備的生物池中測(cè)量氧化還原電位，以將這些曝氣設(shè)備的操作控制在這個(gè)氧化還原電位的至少一個(gè)設(shè)定值，并控制這個(gè)氧化還原電位設(shè)定值在被處理污水中的硝酸鹽和/或氨含量的測(cè)量值。
盡管這種技術(shù)有效，但其缺點(diǎn)是它要求測(cè)量?jī)x器在所有時(shí)刻的可靠性，尤其是連續(xù)校正設(shè)定值的硝酸鹽測(cè)量?jī)x或氨測(cè)量?jī)x的可靠性。
本發(fā)明的目的是提供一種通過活性污泥或混合培養(yǎng)物生物處理水的方法，其采用了能夠比現(xiàn)有技術(shù)方法更有效地調(diào)節(jié)曝氣的曝氣設(shè)備的控制。
具體地，本發(fā)明的一個(gè)目的是公開這樣的方法，該方法可以連續(xù)地將處理的水中的氮污染物含量限制在一個(gè)非常低的水平，實(shí)踐中為小于10mg/l。
本發(fā)明的另一目的是公開這樣的方法，該方法不需要隨著時(shí)間而頻繁地人工調(diào)節(jié)控制閾值。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是公開這樣的方法，該方法可用于任何類型的活性污泥或混合培養(yǎng)物處理裝置，尤其是用于使用過濾膜的裝置中。
本發(fā)明另一目的是公開一種方法，所述方法可以優(yōu)化并降低曝氣所需的能耗。
本發(fā)明的另一目的是提供一種比現(xiàn)有技術(shù)的方法具有更大可靠性的方法。
采用本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)這些不同的目的，其中本發(fā)明涉及一種生物水處理方法，該方法包括下述步驟-使所述水在至少一個(gè)裝有生物物質(zhì)的生物池中經(jīng)過，其中在所述生物池的內(nèi)部，分別通過運(yùn)行和關(guān)閉曝氣設(shè)備來交替進(jìn)行氧化和還原階段；和-使生物池中的混合液進(jìn)行至少一個(gè)分離步驟，以便獲得污泥和處理的水，其特征在于它包括初步步驟，這些步驟是-確定(fixer)所述混合液的最小允許曝氣時(shí)間(T1min)，最大允許曝氣時(shí)間(T1max)，最小允許非曝氣時(shí)間(T2min)和最大允許非曝氣時(shí)間(T2max)；-確定在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量的低設(shè)定值(SB NO3)和至少一個(gè)高設(shè)定值(SH NO3)；-確定所述混合液的SH氧化還原電位的至少一個(gè)高設(shè)定值；并且它包括另外步驟，這些步驟是-連續(xù)測(cè)量在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量；連續(xù)測(cè)量在曝氣池中混合液的氧化還原電位；-測(cè)量混合液的曝氣時(shí)間T1和非曝氣時(shí)間T2；-在下述情況下不使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2還沒有達(dá)到最小允許非曝氣時(shí)間T2min，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2小于最大允許非曝氣時(shí)間T2max，-在下述情況下使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者當(dāng)所測(cè)量的氧化還原電位的值保持大于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1小于最小允許曝氣時(shí)間T1min時(shí)，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者當(dāng)所測(cè)量的氧化還原電位的值保持小于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1小于最大允許曝氣時(shí)間T1max時(shí)。
因此，這種具有曝氣調(diào)節(jié)的生物處理方法基于在處理的水或混合液中的硝酸鹽以及在生物池中存在的混合液的氧化還原電位的連續(xù)測(cè)量。
根據(jù)本發(fā)明，一旦符合下述條件之一則啟動(dòng)由曝氣設(shè)備進(jìn)行的空氣注入-第一條件在處理的污水中的硝酸鹽含量達(dá)到低設(shè)定值(SNNO3)(低閾值)并觀測(cè)到最小缺氧持續(xù)時(shí)間(T2min)，-第二條件(可供選擇的)在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量(SN NO3)還沒有達(dá)到低設(shè)定值(SB NO3)，但觀測(cè)到最大缺氧持續(xù)時(shí)間(T2max)。
最小非曝氣持續(xù)時(shí)間T2min和最大非曝氣持續(xù)時(shí)間T2max形成了一個(gè)等待時(shí)間(temporisation)，該等待時(shí)間的目的是一旦脫硝處理出現(xiàn)故障或者在硝酸鹽含量測(cè)量設(shè)備中出現(xiàn)故障時(shí)起到安全機(jī)制的作用。
當(dāng)硝化處理沒有按照需要發(fā)生時(shí)，換句話說，當(dāng)硝酸鹽含量不可能達(dá)到預(yù)定的低值時(shí)或者當(dāng)在硝酸鹽測(cè)量設(shè)備中出現(xiàn)故障時(shí)，最大允許非曝氣時(shí)間(T2max)限制缺氧階段。
甚至在這些測(cè)量設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下，最小允許非曝氣時(shí)間(T2min)可以確保最小的脫硝作用。
根據(jù)本發(fā)明，一旦符合下述條件之一則停止由曝氣設(shè)備進(jìn)行的空氣注入
-第一條件當(dāng)在處理的污水中的硝酸鹽含量達(dá)到高設(shè)定值(SHNO3)(高閾值)時(shí)或者當(dāng)曝氣池中水的氧化還原電位達(dá)到高設(shè)定值(SHredox)(高閾值)時(shí)并且當(dāng)觀測(cè)到最小曝氣持續(xù)時(shí)間(T1min)時(shí)；-第二條件(可供選擇的)當(dāng)還沒有達(dá)到在處理的水中的硝酸鹽的高閾值(SH NO3)或者在曝氣池中存在的水的高氧化還原電位閾值(SH redox)，但觀測(cè)到最大曝氣持續(xù)時(shí)間T1max時(shí)。
例如，在污染物含量低的時(shí)間段過程中，使用氧化還原電位高設(shè)定值限制曝氣。
最小曝氣持續(xù)時(shí)間T1min和最大曝氣持續(xù)時(shí)間T1max形成了一個(gè)等待時(shí)間，該等待時(shí)間的目的是一旦脫硝處理出現(xiàn)故障或者硝酸鹽含量測(cè)量設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)起到安全機(jī)制的作用。
最小曝氣持續(xù)時(shí)間T1min確保生物物質(zhì)的最小曝氣時(shí)間，因而在用于測(cè)量處理的水或混合液中的硝酸鹽含量的設(shè)備或者用于測(cè)量曝氣池中存在的混合液的氧化還原電位的設(shè)備出現(xiàn)故障的情況下提供安全性。
當(dāng)難以達(dá)到硝酸鹽含量的高參考閾值時(shí)，最大曝氣持續(xù)時(shí)間T1max防止生物池過度曝氣。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變化方案，該方法包括另外的初步步驟，這些初步步驟是確定處理的水或混合液中的硝酸鹽含量的超高設(shè)定值(STH NO3)和混合液中的氧化還原電位的超高設(shè)定值(STH Redox)，并且它包括-在下述情況下不使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2小于最小允許非曝氣時(shí)間T2min，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述低設(shè)定值(SB NO3)但所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2還沒有達(dá)到最大允許非曝氣時(shí)間T2max時(shí)，-在下述情況下使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位的值保持大于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)，并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1小于最小允許曝氣時(shí)間T1min，并且所測(cè)量的硝酸鹽含量還沒有達(dá)到所述超高設(shè)定值(STH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位還沒有達(dá)到所述超高設(shè)定值(STH Redox)，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位的值保持小于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SHredox)，但所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1還沒有達(dá)到最大允許曝氣時(shí)間T1max時(shí)。
當(dāng)待處理水中污染物含量低于正常情況時(shí)，使用超高硝酸鹽閾值限制了過度曝氣問題。尤其當(dāng)待處理的水由城市廢水(包括在大雨情況下收集的水)組成時(shí)，情況即是如此。
使用超高硝酸鹽閾值(STH NO3)避免了添加過量的溶解氧到生物池中。當(dāng)達(dá)到這個(gè)超高閾值時(shí)，停止曝氣，而不考慮最小和最大允許曝氣時(shí)間。因此，該方法可以省去使用適應(yīng)于不同質(zhì)量的待處理水的多次的等待時(shí)間。
即使沒有達(dá)到超高的硝酸鹽含量，使用超高氧化還原電位閾值(STH redox)可以停止曝氣。當(dāng)待處理的水具有低含量的有機(jī)污染物時(shí)，使用這個(gè)超高氧化還原電位閾值是特別有用的。尤其當(dāng)待處理的水是極稀的城市廢水(例如在夜晚收集的這類城市廢水)時(shí)，情況即是如此。
可按照一種或幾種給定的空氣流量來實(shí)施曝氣。這些空氣流量的值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)獲得的已知在給定的時(shí)間周期(如一天)內(nèi)達(dá)到的污染物含量來確定。因此，對(duì)于城市污水的處理來說，可在污染高峰期間確定高空氣流量，而在低污染時(shí)(例如晚上)則可確定中等空氣流量和低空氣流量。
然而，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)變化方案，空氣流量被連續(xù)調(diào)節(jié)，這意味著該方法可適應(yīng)待處理水中污染物含量的變化。
根據(jù)本發(fā)明的這種變化方案，本發(fā)明的方法包括另外的步驟，這些步驟是
-確定用于表示池中氧化還原電位隨時(shí)間變化的曲線的斜率的至少一個(gè)設(shè)定值；-連續(xù)計(jì)算所述斜率；-連續(xù)調(diào)節(jié)在曝氣過程中分配的空氣流量，以保持大約等于所述斜率設(shè)定值的氧化還原斜率。
因此本發(fā)明的方法意味著可控制曝氣和非曝氣階段，還意味著在曝氣階段的過程中也可控制曝氣強(qiáng)度。
氧化還原電位斜率的計(jì)算的這種積分法因而可進(jìn)一步提高本發(fā)明方法的質(zhì)量。
可在不同類型的水處理工藝中使用本發(fā)明的方法。
因此，當(dāng)從生物池中分離混合液的分離步驟是在常規(guī)的層狀或者非層狀沉降槽中進(jìn)行的沉降步驟時(shí)，可使用本發(fā)明。
當(dāng)這種分離步驟是膜過濾步驟時(shí)，也可使用本發(fā)明。在此情況下，可在具有浸漬或加壓膜的至少一個(gè)外部過濾回路中使用該膜，或者它們可以是浸漬在池中的膜。
這種浸漬的膜通常被連接到特定的曝氣設(shè)備上，該曝氣設(shè)備被設(shè)計(jì)為防止所述浸漬膜被堵塞，或者如果它們需要清除堵塞時(shí)，則清除該膜的堵塞。
在此情況下，本發(fā)明的方法優(yōu)選包括另外的步驟，這些步驟是測(cè)量通過膜過濾的水的流量，并根據(jù)該過濾的水的流量來調(diào)節(jié)分配的空氣流量，以清除它們的堵塞。用于清除膜堵塞的空氣參與池中存在的介質(zhì)的氧化，這是因?yàn)樵撃な墙谄渲械摹?br> 本發(fā)明還涵蓋了采用以上所述方法的不同類型的裝置。
本發(fā)明因此涵蓋了配備有下述設(shè)備的任何裝置輸送待處理水的設(shè)備、配有曝氣設(shè)備的收集活性或混合污泥的生物池、膜過濾設(shè)備和從所述膜過濾設(shè)備中使過濾的水排出的設(shè)備，其特征在于，它具有在所述排出設(shè)備上或者在所述生物池中配備的測(cè)量氮含量的設(shè)備，在所述生物池中配備的測(cè)量氧化還原電位的設(shè)備，設(shè)計(jì)用于根據(jù)硝酸鹽測(cè)量設(shè)備和氧化還原電位測(cè)量設(shè)備傳送的測(cè)量結(jié)果對(duì)所述曝氣設(shè)備起作用的調(diào)節(jié)設(shè)備，所述調(diào)節(jié)設(shè)備包括輸入氧化還原電位設(shè)定值、硝酸鹽濃度設(shè)定值和最小及最大曝氣和非曝氣時(shí)間的設(shè)備。
根據(jù)一個(gè)變化方案，所述裝置的調(diào)節(jié)設(shè)備還包括輸入氧化還原斜率設(shè)定值的設(shè)備。
根據(jù)一個(gè)變化方案，在配有浸漬或加壓膜的主活性污泥池外部的回路上配備所述膜過濾設(shè)備。
根據(jù)另一變化方案，所述膜過濾設(shè)備被浸漬在所述生物池中并與能夠分配空氣的曝氣設(shè)備協(xié)同工作，以防止它們被堵塞或者清除它們的堵塞。
在此情況下，該裝置優(yōu)選包括在所述排出設(shè)備上配備的測(cè)量過濾的水的流量的設(shè)備，以及第二調(diào)節(jié)設(shè)備，該第二調(diào)節(jié)設(shè)備設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述流量測(cè)量設(shè)備傳送的測(cè)量結(jié)果對(duì)所述曝氣設(shè)備起作用。
在結(jié)合參考附圖閱讀了本發(fā)明不同實(shí)施方案的下述說明之后，將容易理解本發(fā)明及其各種優(yōu)點(diǎn)，其中-

圖1-4圖示了用于實(shí)施本發(fā)明方法的不同生物水處理裝置；-圖5-7示出了代表本發(fā)明方法的三個(gè)變化方案的不同流程圖；-圖8示出了根據(jù)本發(fā)明方法的第一個(gè)變化方案(硝酸鹽-氧化還原調(diào)節(jié))，在處理的水中硝酸鹽含量的變化；-圖9示出了根據(jù)本發(fā)明方法的第二個(gè)變化方案(硝酸鹽-氧化還原-氧化還原斜率調(diào)節(jié))，在處理的水中硝酸鹽含量的變化；圖1圖示了用于生物處理廢水的裝置。
該裝置包括待處理水的傳輸設(shè)備1，裝有生物物質(zhì)并配有曝氣設(shè)備3的生物池2。
曝氣設(shè)備3包括連接到在池2下部提供的曝氣歧管3a上的空氣傳輸管4，以及啟動(dòng)和終止曝氣并且在需要時(shí)調(diào)節(jié)通過歧管3a分配的空氣流量的設(shè)備5。
通過交替進(jìn)行其中曝氣設(shè)備3處于操作狀態(tài)下的曝氣階段和其中曝氣階段不運(yùn)行的缺氧階段，存在于生物池2中的生物物質(zhì)使含碳污染物和氮污染物降解。
由存在于曝氣池2中的水和污泥組成的混合液通過管道6排出，所述管道6將這種混合液導(dǎo)引到分離設(shè)備7中。
實(shí)際上，這些設(shè)備由沉降槽7a組成。這種沉降槽7a將混合液分離成通過管道8排出的處理過的污水和至少部分再循環(huán)到生物池2中的污泥9。
為了實(shí)施本發(fā)明的方法，該裝置包括在來自沉降槽7a的處理的水所用的排出管道8上提供的測(cè)量硝酸鹽含量的設(shè)備10(下文稱為“硝酸鹽測(cè)量?jī)x”)，以及安裝在生物池2中的測(cè)量氧化還原電位的設(shè)備11。作為一個(gè)變化方案，硝酸鹽測(cè)量?jī)x可安裝在混合液中。
該裝置還包括調(diào)節(jié)設(shè)備12，該調(diào)節(jié)設(shè)備12設(shè)計(jì)用于根據(jù)所述硝酸鹽測(cè)量設(shè)備10和氧化還原電位測(cè)量設(shè)備11傳送的測(cè)量結(jié)果對(duì)所述曝氣設(shè)備3、3a、4和5起作用。這些調(diào)節(jié)設(shè)備12包括輸入氧化還原電位設(shè)定值、硝酸鹽含量設(shè)定值和最小及最大曝氣和非曝氣時(shí)間的設(shè)備。
圖2示出了可用于實(shí)施本發(fā)明方法的另一裝置。該裝置與圖1所示裝置的不同之處僅僅在于下述特征，用于將混合液從池2中分離的分離設(shè)備由具有膜的膜過濾設(shè)備7b組成，而不再是沉降槽7a。這些膜過濾設(shè)備被配置在一個(gè)過濾回路上，該過濾回路由攜帶來自池2的混合液的混合液輸送管道6以及把來自膜的滲余物向池中返送的管道9組成。這些過濾設(shè)備或者處于壓力下或者浸漬在除池2以外的池中。
圖3也圖示了可用于實(shí)施本發(fā)明方法的第三類裝置。
該裝置與圖2所示裝置的不同之處僅僅在于下述特征，膜分離設(shè)備7b沒有在池2外部的過濾回路上提供，而是浸在所述池中，并且這些膜過濾設(shè)備7與曝氣設(shè)備13協(xié)同工作，所述曝氣設(shè)備13包括在膜下方提供且設(shè)計(jì)用于分配空氣到膜上的曝氣歧管13a，以防止其被堵塞，或者在其確實(shí)堵塞時(shí)用于清除堵塞。這種歧管13a通過空氣入口管道14連接到用于啟動(dòng)和停止膜曝氣并調(diào)節(jié)通過其分配的空氣流量的設(shè)備15上。
圖4示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的另一類裝置。
該裝置與圖3所示裝置的不同之處僅僅在于下述特征，流量計(jì)16還配備在了管道8上，這種流量計(jì)16把有關(guān)從膜過濾設(shè)備7b輸出的過濾水的流量的信息連續(xù)提供到調(diào)節(jié)設(shè)備17，所述調(diào)節(jié)設(shè)備17可以對(duì)設(shè)備15起作用，以啟動(dòng)、停止或調(diào)節(jié)通過歧管13a分配的空氣的流量。
圖1-4所示的裝置可用于實(shí)施下文中參考圖5、6和7的流程圖詳細(xì)描述的本發(fā)明方法的不同變化方案。
根據(jù)圖5所示的第一個(gè)變化方案，設(shè)備12配置了處理的水的硝酸鹽含量的高設(shè)定值(SH NO3)、硝酸鹽含量的低設(shè)定值(SB NO3)、氧化還原電位的高設(shè)定值、最小曝氣時(shí)間(T1min)、最大曝氣時(shí)間(T1max)、最小非曝氣時(shí)間(T2min)和最大非曝氣時(shí)間(T2max)。
作為非限制性的實(shí)例給出了用于廢水處理的下述這些參數(shù)值-SH NO36mg/l-SB NO31mg/l-SH redox150mV-T1min10分鐘-T1max60分鐘-T2min15分鐘-T2max120分鐘參考圖5所示的流程圖，該裝置的操作如下所述硝酸鹽測(cè)量?jī)x10連續(xù)測(cè)量在通過管道8排出的處理的污水中的硝酸鹽含量，同時(shí)儀器11連續(xù)測(cè)量存在于曝氣池2中的混合液的氧化還原電位。
只要通過硝酸鹽測(cè)量?jī)x10記錄的測(cè)量結(jié)果不超過6mg/l(SH NO3)，或者只要通過儀器11記錄的測(cè)量結(jié)果不超過150mV并且只要還沒有達(dá)到10分鐘的最小曝氣持續(xù)時(shí)間(T1min)，則曝氣設(shè)備通過歧管3a分配空氣，直到曝氣持續(xù)時(shí)間達(dá)到60分鐘(T1max)。
當(dāng)達(dá)到T1max時(shí)，即使硝酸鹽含量不超過6mg/l并且即使氧化還原電位不超過150mV，也停止通過設(shè)備5到歧管3a中的空氣注入。
一旦停止空氣注入，則只要通過硝酸鹽測(cè)量?jī)x10測(cè)量的硝酸鹽含量還沒有達(dá)到1mg/l(SB NO3)并且只要還沒有達(dá)到15分鐘的最小非曝氣持續(xù)時(shí)間(T2min)，則延長(zhǎng)這種停止操作。
當(dāng)達(dá)到T2max(120分鐘)時(shí)，即使還沒有達(dá)到低設(shè)定值(SB NO3)，也重新開始曝氣。
在硝酸鹽測(cè)量?jī)x或者氧化還原電位測(cè)量?jī)x器出現(xiàn)故障的情況下，等待時(shí)間T1min、T1max、T2min、T2max被用作保護(hù)措施。
在圖6所示的流程圖上示出了本發(fā)明方法的另一變化方案。
在某些情況下，尤其在污染物含量低的時(shí)間周期，使用超高氧化還原電位閾值SH redox限制了這種曝氣。
根據(jù)這種實(shí)施方案，除了參數(shù)SH NO3、SB NO3、SH redox、T1min、T2min、T1max、T2max以外，設(shè)備12還配置超高硝酸鹽含量設(shè)定值(STHNO3)和超高氧化還原電位設(shè)定值(STH redox)。
例如，STH NO3可以等于13mg/l且STH redox可以等于200mV。
如果通過硝酸鹽測(cè)量?jī)x10或者氧化還原電位測(cè)量?jī)x器11記錄的測(cè)量結(jié)果超過這些設(shè)定值，即使還沒有遵守最小曝氣時(shí)間，使用這些超高設(shè)定值也可停止曝氣。
使用硝酸鹽含量的超高設(shè)定值可以消除適應(yīng)不同質(zhì)量的待處理水的多次等待時(shí)間的問題。
當(dāng)待處理的污水被稀釋時(shí)，使用氧化還原電位的超高設(shè)定值尤其有用。
根據(jù)參考圖7所示的流程圖描述的本發(fā)明方法的另一變化方案，設(shè)備12還配置了下述這種曲線的斜率的設(shè)定值，其中所述曲線表示存在于池中的混合液的氧化還原電位隨時(shí)間進(jìn)行的變化。這個(gè)設(shè)定值可例如確定在5mv/min。
通過使用由儀器11提供的數(shù)據(jù)，設(shè)備12可連續(xù)計(jì)算這個(gè)斜率(dredox/dt)，而且如果斜率低于設(shè)定值，則通過提高空氣流量(Q空氣)來調(diào)節(jié)空氣的注入，反之亦然。
使用浸漬在活性污泥池2中的膜過濾設(shè)備7的圖3所示類型的試驗(yàn)裝置被用來測(cè)試在池2中的不同曝氣調(diào)節(jié)處理，也即根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的僅僅基于測(cè)量活性污泥池中的氧化還原電位所進(jìn)行的調(diào)節(jié)。
-根據(jù)在圖6的流程圖上示出的方法的變化方案所進(jìn)行的調(diào)節(jié)(‘硝酸鹽-氧化還原調(diào)節(jié)’)；-根據(jù)在圖7的流程圖上示出的方法的變化方案所進(jìn)行的調(diào)節(jié)(‘硝酸鹽-氧化還原-氧化還原斜率調(diào)節(jié)’)。
下述參數(shù)被用于硝酸鹽-氧化還原調(diào)節(jié)-SB NO31mg/l-SH NO36mg/l-STH NO313mg/l-SH redox150mV-STH redox200mV采用具有下述污染物的未凈化水來測(cè)試該方法-總COD466mg/l-NNH436.4mg/l-N總計(jì)46.7mg/l應(yīng)當(dāng)指出，在兩種流速下，亦即5Nm3/h或24Nm3/h下使用曝氣設(shè)備。
圖8示出了在處理的水中氨和硝酸鹽含量以及存在于池中的水的氧化還原電位的變化。通過利用本發(fā)明的這種類型的硝酸鹽-氧化還原調(diào)節(jié)，在處理的水中的總氮含量等于8.9mg/l。
在分離的高污染物含量的情況下，由于缺少外加氧氣導(dǎo)致硝化作用下降，因此處理效率降低。
另一方面，在低污染物含量的情況下，在稀的污水的處理過程中，脫硝作用會(huì)由于過度曝氣而劣化。
當(dāng)發(fā)生這種情況時(shí)，需要在這一天中人工調(diào)節(jié)空氣流量或者等待時(shí)間。然而，如果污水質(zhì)量變化太頻繁的話，則這種調(diào)節(jié)可能是不可靠的。
在這種情況下可有利地使用圖7所示流程圖中示出的本發(fā)明變化方案的方法(‘硝酸鹽-氧化還原斜率-氧化還原調(diào)節(jié)’)。
圖9示出了在斜率設(shè)定值為5mV/min下調(diào)節(jié)空氣流量的優(yōu)點(diǎn)。盡管待處理水的釋放存在可變性，但平均氮含量保持在約10mg/l。
權(quán)利要求
1.一種生物水處理方法，該方法包括下述步驟-使所述水在至少一個(gè)裝有游離或混合生物物質(zhì)的生物池中經(jīng)過，其中在所述生物池的內(nèi)部，分別通過運(yùn)行和關(guān)閉曝氣設(shè)備來交替進(jìn)行氧化和還原階段；和-使生物池中的混合液進(jìn)行至少一個(gè)分離步驟，以便獲得污泥和處理的水，其特征在于它包括初步步驟，這些步驟是-確定所述混合液的最小允許曝氣時(shí)間(T1min)，最大允許曝氣時(shí)間(T1max)，最小允許非曝氣時(shí)間(T2min)和最大允許非曝氣時(shí)間(T2max)；-確定在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量的低設(shè)定值(SB NO3)和至少一個(gè)高設(shè)定值(SH NO3)；-確定所述混合液的SH氧化還原電位的至少一個(gè)高設(shè)定值；并且它包括另外步驟，這些步驟是-連續(xù)測(cè)量在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量；連續(xù)測(cè)量在曝氣池中混合液的氧化還原電位；-測(cè)量混合液的曝氣時(shí)間T1和非曝氣時(shí)間T2；-在下述情況下不使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2小于最小允許非曝氣時(shí)間T2min，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2還未達(dá)到最大允許非曝氣時(shí)間T2max，-在下述情況下使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者當(dāng)所測(cè)量的氧化還原電位的值保持大于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1小于最小允許曝氣時(shí)間T1min時(shí)，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者當(dāng)所測(cè)量的氧化還原電位的值保持小于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1還未達(dá)到最大允許曝氣時(shí)間T1max時(shí)。
2.權(quán)利要求1的方法，其特征在于該方法包括另外的初步步驟，這些初步步驟是確定處理的水或混合液中的硝酸鹽含量的超高設(shè)定值(STH NO3)和混合液中的氧化還原電位的超高設(shè)定值(STH Redox)，并且它包括-在下述情況下不使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述低設(shè)定值(SB NO3)并且所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2小于最小允許非曝氣時(shí)間T2min，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述低設(shè)定值(SB NO3)但所測(cè)量的非曝氣時(shí)間T2還沒有達(dá)到最大允許非曝氣時(shí)間T2max時(shí)，-在下述情況下使混合液曝氣或者只要所測(cè)量的硝酸鹽含量保持大于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位的值保持大于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SH redox)，并且所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1小于最小允許曝氣時(shí)間T1min，并且所測(cè)量的硝酸鹽含量還沒有達(dá)到所述超高設(shè)定值(STH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位還沒有達(dá)到所述超高設(shè)定值(STH Redox)，或者當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量保持小于所述高設(shè)定值(SH NO3)或者所測(cè)量的氧化還原電位的值保持小于所述氧化還原電位高設(shè)定值(SHredox)，但所測(cè)量的曝氣時(shí)間T1還沒有達(dá)到最大允許曝氣時(shí)間T1max時(shí)。
3.權(quán)利要求2的方法，其特征在于它包括另外的步驟，這些步驟是-確定用于表示混合液中氧化還原電位隨時(shí)間變化的曲線的斜率的至少一個(gè)設(shè)定值；-連續(xù)計(jì)算所述斜率；-連續(xù)調(diào)節(jié)在曝氣過程中分配的空氣流量，以保持氧化還原斜率恒定并大約等于所述斜率設(shè)定值。
4.權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)的方法，其特征在于所述分離步驟是沉降步驟。
5.權(quán)利要求1-3任何一項(xiàng)的方法，其特征在于所述分離步驟是在至少一個(gè)過濾膜上的過濾步驟。
6.權(quán)利要求5的方法，其特征在于所述分離步驟包括在膜上過濾來自所述生物池的混合液，并且在配有浸漬或加壓膜的至少一個(gè)外部過濾回路中實(shí)施。
7.權(quán)利要求5的方法，其特征在于使用浸漬在所述生物池中的至少一個(gè)膜來進(jìn)行所述分離步驟。
8.權(quán)利要求3和7的方法，包括用于使所述浸漬膜曝氣以防止其被堵塞或者清除其堵塞的步驟，并且它包括用于測(cè)量過濾水的流量并根據(jù)過濾水的流量調(diào)節(jié)為了使所述膜曝氣而分配的空氣的流量。
全文摘要
本發(fā)明涉及使用活性污泥或混合培養(yǎng)物生物處理水的方法與裝置，其中包括調(diào)節(jié)活性污泥池的曝氣。該方法包括確定曝氣階段(T1min和T1max)和非曝氣階段(T2min和T2max)的等待時(shí)間，處理水或混合液的硝酸鹽含量的高設(shè)定值(SH NO3)和低設(shè)定值(SB NO3)，以及存在于槽中的水的氧化還原電位的高設(shè)定值(SH redox)；連續(xù)測(cè)量曝氣(T1)和非曝氣(T2)時(shí)間，在處理的水或混合液中的硝酸鹽含量和混合液的氧化還原電位；并且當(dāng)硝酸鹽含量小于SB NO3和T2小于T2min時(shí)，或者當(dāng)硝酸鹽含量保持大于SB NO3但T2沒有達(dá)到時(shí)間T2max時(shí)，不使混合液曝氣；當(dāng)所測(cè)量的硝酸鹽含量大于SH NO3或者當(dāng)所測(cè)量的氧化還原電位的值保持大于SH redox并且T1小于T1min，或者當(dāng)硝酸鹽含量保持小于SH NO3或者當(dāng)氧化還原電位的值保持小于SH redox但T1還沒有達(dá)到T1max時(shí)，使混合液曝氣。
文檔編號(hào)C02F3/30GK1829666SQ200480021916
公開日2006年9月6日 申請(qǐng)日期2004年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者L·奧格, A·塔基潘, M·派勞迪奧 申請(qǐng)人:Otv股份有限公司