采用生物質(zhì)粒料的水的序列生物處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及采用生物質(zhì)粒料的水的序列生物處理方法。本發(fā)明涉及在裝有生物質(zhì)粒料并且配有曝氣裝置的反應(yīng)器中處理包含有機(jī)物質(zhì)的廢水的方法。根據(jù)本發(fā)明，這種方法包括多個(gè)相繼的循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括：用于將廢水供應(yīng)到所述反應(yīng)器中的厭氧步驟，在該步驟的過程中所述水與所述粒料混合以形成流化床；用于攪拌所述反應(yīng)器的內(nèi)容物的厭氧步驟；用于使所述反應(yīng)器的內(nèi)容物曝氣的步驟；沉降步驟；用于排出貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟。
【專利說明】采用生物質(zhì)粒料的水的序列生物處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]1.本發(fā)明的領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的領(lǐng)域是包含有機(jī)物質(zhì)的廢水的生物處理領(lǐng)域。
[0003]更具體地,本發(fā)明涉及采用生物質(zhì)粒料(granules)的水的序列生物處理技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004]2.現(xiàn)有技術(shù)
[0005]水中并且尤其是廢水中所含的碳和氮污染物通常借助于生物處理如序列型生物處理來降低。
[0006]水的序列生物處理在于通過使其以相繼部分的形式與裝在反應(yīng)器中的生物質(zhì)接觸來處理大量的水。這種類型的反應(yīng)器被稱作SBR,對(duì)應(yīng)英文的Sequenced Batch Reactor(序列間歇式反應(yīng)器)。
[0007]該生物質(zhì)在需氧階段中降解碳污染物。氨在此需氧階段中通過硝化(nitrification)轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,而硝酸鹽在缺氧階段中通過脫硝(d6nitrification)降解為氮。
[0008]貧含碳和氮污染 物的經(jīng)處理水然后在與生物質(zhì)分離之后被收集。
[0009]該經(jīng)處理水通常與在其沉降階段的處理所涉及的生物質(zhì)分離。
[0010]但是，該生物質(zhì)在水中基本上是以低沉降性小粒子的形式存在，通常具有小于1_的直徑。這樣的結(jié)果使得它們的沉降緩慢，這意味著水的生物處理所需的時(shí)間相對(duì)要長(zhǎng)。
[0011]為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，已設(shè)計(jì)了其它的水的序列生物處理技術(shù)。這些技術(shù)在于使待處理水與基本上為粒料(其直徑通常大于Imm)形式的生物質(zhì)接觸。比傳統(tǒng)生物質(zhì)粒子體積更大且更重的生物質(zhì)粒料具有更好的沉降能力。
[0012]這項(xiàng)水處理技術(shù)的實(shí)施具有減少通過沉降分離生物質(zhì)與經(jīng)處理水所需時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，并且在需要時(shí)具有降低為此目的實(shí)施的設(shè)備的尺寸的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]歐洲專利N0.EP-B1-1542932描述了這種類型的技術(shù)。
[0014]根據(jù)在此文獻(xiàn)中描述的技術(shù)，在反應(yīng)器中裝有生物質(zhì)粒料床。
[0015]待處理水在厭氧供應(yīng)過程中被引入到反應(yīng)器的底部。選擇將水供應(yīng)到反應(yīng)器中的流量以使得該供應(yīng)緩慢。因而避免了形成生物質(zhì)粒料流化床。
[0016]在待處理水向反應(yīng)器的供應(yīng)完成之后，在反應(yīng)器中保持未攪拌的潛伏階段，在該階段的過程中待處理水保持與生物質(zhì)粒料的接觸。在此階段中，水中存在的營養(yǎng)物被該生物質(zhì)消化(as s imi I ? s ),其粒料的體積和密度因此不斷增加。
[0017]然后借助于在反應(yīng)器下部提供的噴嘴單元(rampe)將氧引入到反應(yīng)器中。在待處理水中所含的氮污染物則至少部分地通過硝化-脫硝降解。
[0018]隨后提取粒料，然后在提取貧含(appauvrie en)氮污染物的經(jīng)處理水之前在反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行沉降。
[0019]在此文獻(xiàn)中描述的技術(shù)使得能夠降低水中的氮污染物的濃度，尤其是磷的深度。不過它具有一些缺點(diǎn)。
[0020]3.現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)
[0021]水向反應(yīng)器中的供應(yīng)要慢，以避免粒料床的流化。這樣做的結(jié)果就是粒料越在床表面附近，它們與它們所吸取的待處理水中的有機(jī)物質(zhì)的接觸程度越低。因而在床的粒料中存在有機(jī)物質(zhì)濃度的垂直梯度，并且因而存在粒料的不均勻發(fā)展。
[0022]為了限制這種現(xiàn)象，在供應(yīng)步驟之后跟隨潛伏步驟，在該潛伏步驟的過程中，反應(yīng)器的內(nèi)容物未被攪拌。待處理水則與生物質(zhì)粒料保持接觸足夠長(zhǎng)的時(shí)間以允許在床的上層中存在的粒料有足夠的時(shí)間消化營養(yǎng)物并且在體積和密度方面增長(zhǎng)。
[0023]不過本發(fā)明人注意到，這些供應(yīng)和潛伏的非攪拌階段導(dǎo)致在水中存的營養(yǎng)物與生物質(zhì)粒料之間的交換降低。這促使:
[0024]-限制粒料對(duì)營養(yǎng)物的消化，并且因而降低了它們的成長(zhǎng)和它們的沉降能力；
[0025]-限制營養(yǎng)物在粒料中的滲透深度并且因而降低了它們的穩(wěn)定性、它們的抗性；
[0026]-提高待處理水必須包含的最小有機(jī)物質(zhì)濃度以使得能夠產(chǎn)生具有良好沉降能力的粒料；
[0027]-降低待處理水必須包含的最大有機(jī)物質(zhì)濃度；
[0028]-提高厭氧潛伏階段和沉降階段的持續(xù)時(shí)間并且因而提高總處理持續(xù)時(shí)間。
[0029]此外，構(gòu)成粒料的生物質(zhì)尤其包含兩種類型的微生物:
[0030]-GAO (英文為《glucose accumulative organism (葡萄糖累積性生物體)》；
`[0031]-PAO (英文為《polyphosphate accumulative organism (多憐酸鹽累積性生物體)》。
[0032]還觀察到，PAO的密度高于GAO的密度。
[0033]因而，在提取粒料的過程中，在粒料床的下層中存在的PAO相比于GAO以高得多的比例從反應(yīng)器中提取。這樣做的結(jié)果就是GAO開始與PAO競(jìng)爭(zhēng)并且在反應(yīng)器內(nèi)占優(yōu)勢(shì)。這種現(xiàn)象對(duì)隨后引入到反應(yīng)器中的待處理水中所含的磷的去除水平具有負(fù)面影響。
[0034]除了粒料之外，反應(yīng)器中所含的水包含更低沉降性的粒子。這些粒子與從反應(yīng)器中提取的經(jīng)處理水一起排放。因而需要在反應(yīng)器下游進(jìn)行精處理(traitement depolissage)。這往往提高了水處理設(shè)備的尺寸以及水處理的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0035]4.本發(fā)明的目的
[0036]本發(fā)明尤其旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)。
[0037]更具體地，本發(fā)明的目的在于提供有助于改善生物質(zhì)粒料形成的生物處理水技術(shù)。
[0038]尤其是，本發(fā)明的目的是在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其使得能夠形成固體且穩(wěn)定的生物質(zhì)粒料。
[0039]本發(fā)明的另一目的是在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其能夠提高生物質(zhì)粒料的沉降性(d6cantabilit6)。
[0040]本發(fā)明的又一目的是在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其能夠減少生物處理水的持續(xù)時(shí)間。[0041]本發(fā)明進(jìn)一步尋求的目的是在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其最大程度地去除待處理水中所含的污染物。
[0042]本發(fā)明的目的還在于在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其是多用途的，尤其是其能夠確保處理具有可變污染載荷的不同體積的水。
[0043]本發(fā)明的另一目的是在至少一種實(shí)施方式中提供這種類型的技術(shù)，其是實(shí)施簡(jiǎn)單的和/或可靠的和/或經(jīng)濟(jì)的。
[0044]5.本發(fā)明的概述
[0045]這些目的以及下文將看到的其它目的借助于以下的方法實(shí)現(xiàn)，該方法用于在裝有生物質(zhì)粒料并且配有曝氣裝置的反應(yīng)器中處理包含有機(jī)物質(zhì)的廢水。
[0046]根據(jù)本發(fā)明，這種方法包括多個(gè)相繼的循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括:
[0047]-用于將廢水供應(yīng)到所述反應(yīng)器中的厭氧步驟，在該步驟的過程中所述水與所述粒料混合以形成流化床；
[0048]-用于攪拌所述反應(yīng)器的內(nèi)容物的厭氧步驟；
[0049]-用于使所述反應(yīng)器的內(nèi)容物曝氣的步驟；
[0050]-沉降(d6cantation)步驟；
[0051 ]-用于排出貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟。
[0052]因而，本發(fā)明基于一種完全原創(chuàng)性的方法，根據(jù)該方法，待處理水被快速引入到反應(yīng)器中，在該反應(yīng)器內(nèi)該待處理水在厭氧環(huán)境下與生物質(zhì)粒料接觸，然后是以下的厭氧相繼階段:攪拌反應(yīng)器的內(nèi)容物，曝氣，快速沉降，然后進(jìn)行經(jīng)處理水的提取。
[0053]在反應(yīng)器的快速供應(yīng)厭氧階段中，在反應(yīng)器中形成的床的粒料整體迅速與待處理水接觸。然后觀察到粒料床的流化。這種流化在厭氧攪拌步驟的過程中被保持。所述粒料然后以明顯均勻的方式分布并且在反應(yīng)器內(nèi)不分層。
[0054]在該反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的攪拌使得能夠提高每個(gè)粒料表面整體對(duì)于待處理水中所含
營養(yǎng)物的暴露。
[0055]反應(yīng)器內(nèi)粒料的攪拌使得能夠從供應(yīng)階段開始改善水與粒料之間的交換。這樣做的結(jié)果在于粒料對(duì)未受擴(kuò)散限制的水中初始存在的營養(yǎng)物的消化率得到提高。所形成的粒料因而具有比通過實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)獲得的粒料要大的體積和密度。因而，這些粒料的直徑通常為而它們的密度通常為1.02-1.10kg/l。所形成的粒料因而具有良好的沉降能力。
[0056]考慮到在粒料內(nèi)的營養(yǎng)物的擴(kuò)散不大受擴(kuò)散的限制，這些營養(yǎng)物可深度滲透到粒料中。所形成的粒料因而具有高穩(wěn)定性。
[0057]根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)使得能夠促進(jìn)粒料按比例生長(zhǎng)，從而使得對(duì)其的使用能夠降低待處理水必須包含的有機(jī)物質(zhì)的最小濃度，以能夠形成高沉降性的固體粒料。因而，本發(fā)明的技術(shù)導(dǎo)致從水中形成高沉降性的固體粒料，所述水的有機(jī)物質(zhì)的最小濃度為大約400mg/L.[0058]在本發(fā)明技術(shù)能夠提高待處理水與粒料之間的交換的情況下，對(duì)其的實(shí)施使得能夠改善待處理水中所含有機(jī)物質(zhì)的去除。根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)因而可被用來有效地處理其有機(jī)物質(zhì)濃度大于1500mg/l的水。
[0059]最后，本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施使得尤其能夠:[0060]-促進(jìn)大體積和致密的生物質(zhì)粒料的成長(zhǎng)；
[0061]-減少其中水中存在的營養(yǎng)物(尤其是葡萄糖和磷)被粒料消化的階段的持續(xù)時(shí)間并且因而提高粒料的形成速度；
[0062]-提高生物質(zhì)粒料的穩(wěn)定性；
[0063]-獲得生物質(zhì)粒料在反應(yīng)器內(nèi)的更好分布；
[0064]-減少沉降階段的持續(xù)時(shí)間；
[0065]-改善待處理水的污染物去除；
[0066]-減少生物處理水的總持續(xù)時(shí)間。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的一種有利特性，在所述供應(yīng)步驟的過程中水供應(yīng)到所述反應(yīng)器中的速度為10_20m/h或m3/m2/h。這個(gè)速度優(yōu)選大于8m/h或m3/m2/h。
[0068]水以這種速度向反應(yīng)器的供應(yīng)使得能夠在其中產(chǎn)生粒料床的流化并且因而改善了接觸并且因此改善了水中存在的營養(yǎng)物與生物質(zhì)粒料的交換。因而有利于一旦充填反應(yīng)器就形成穩(wěn)定且致密的粒料。當(dāng)然，選擇這種速度的唯一事實(shí)不足以必然獲得流化床。其它參數(shù)也必須被考慮，例如粒料的尺寸、它們的密度、它們的表面狀態(tài)。為了改善流化床的形成，水也必須供應(yīng)到反應(yīng)器中，優(yōu)選以在整個(gè)其表面上的明顯均勻的方式供應(yīng)。
[0069]供應(yīng)水的速度可以無區(qū)別地以m/h或m3/m2/h表示。在后一種情況下，m3對(duì)應(yīng)于水體積，而m2對(duì)應(yīng)于反應(yīng)器的表面積。
[0070]根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述用于攪拌的厭氧步驟包括在所述反應(yīng)器中包含的水的至少一部分從所述反應(yīng)器的一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域的再循環(huán)。
[0071]這樣的實(shí)施在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生攪拌，所述攪拌大到足以促進(jìn)大體積、固體且致密的生物質(zhì)粒料的成長(zhǎng)，并且小到足以保持粒料的完整性。
[0072]優(yōu)選地，再循環(huán)速度是4_8m/h。
[0073]根據(jù)另一實(shí)施方式，所述用于攪拌的厭氧步驟包括借助于攪拌器的所述反應(yīng)器的內(nèi)容物的攪拌(brassage)。
[0074]這樣的實(shí)施以一種簡(jiǎn)單且有效的方式產(chǎn)生反應(yīng)器內(nèi)容物的充分?jǐn)嚢琛?br> [0075]優(yōu)選地，在所述用于供應(yīng)的厭氧步驟的過程中在所述反應(yīng)器內(nèi)的攪拌水平為3-30W/m3。
[0076]有利地，在所述用于攪拌的厭氧步驟的過程中在所述反應(yīng)器內(nèi)的攪拌水平為5-1Off/m3ο
[0077]在反應(yīng)器內(nèi)的這種攪拌水平能夠促進(jìn)大體積、固體且致密的粒料的成長(zhǎng)，同時(shí)保持它們的完整性。
[0078]根據(jù)一種有利的變化形式，在所述用于排放貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟過程中水的排放點(diǎn)的水平是可變的。
[0079]因而可逐漸地降低在提取步驟中從其提取經(jīng)處理水的水平。經(jīng)處理水的提取則可不等待所有粒料沉降就開始。這可以減少經(jīng)處理水的提取時(shí)間。
[0080]這樣的實(shí)施還使得能夠使反應(yīng)器底部存在的粒料床更接近水的提取點(diǎn)的水平并且排出在該床的粒料上層的表面上隨時(shí)間累積的低沉降性粒子。
[0081]這樣的實(shí)施還可允許在反應(yīng)器的底部生長(zhǎng)或大或小厚度的粒料床，以能夠處理具有或大或小高度的污染載荷水平的水。[0082]水的提取點(diǎn)的水平還可顯著地更接近在反應(yīng)器的底部存在的粒料床的表面。這樣，幾乎所有的貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水可從反應(yīng)器提取。因而在每個(gè)新供應(yīng)操作中在反應(yīng)器內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)的濃度通過限制待處理水被提取之后的反應(yīng)器中停滯的經(jīng)處理水稀釋而得到提高。粒料的增長(zhǎng)因而由于它們吸取有機(jī)物質(zhì)進(jìn)行生長(zhǎng)而得到促進(jìn)。
[0083]根據(jù)一種有利的特性，根據(jù)本發(fā)明的方法包括用于提取粒料的步驟，所述提取步驟優(yōu)選在運(yùn)行多個(gè)相繼循環(huán)之后進(jìn)行。
[0084]這使得能夠控制反應(yīng)器內(nèi)的粒料床的成長(zhǎng)和高度以及構(gòu)成它們的生物質(zhì)的壽命。粒料床的高度的選擇可使該方法適合于處理具有不同污染載荷水平的水。
[0085]在所述提取步驟之前優(yōu)選具有用于攪拌所述反應(yīng)器的步驟。
[0086]構(gòu)成粒料的生物質(zhì)尤其包含被稱作GAO (葡萄糖累積性生物體)的微生物和被稱作PAO(多磷酸鹽累積性生物體)的微生物。消化葡萄糖的GAO沒有消化磷的PAO致密。因此，在沉降結(jié)束時(shí)，PAO位于粒料床的下層，而GAO位于粒料床的上層。對(duì)反應(yīng)器內(nèi)容物的攪拌因而可消除在反應(yīng)器內(nèi)的這種分層并且以基本上均勻的方式在反應(yīng)器內(nèi)分布GAO和ΡΑ0。因而，在粒料提取過程中，GAO和PAO以基本上相同的比例提取。因而避免了在下面的循環(huán)中GAO對(duì)PAO的優(yōu)勢(shì)，因此保持了良好的磷去除水平。
[0087]在這種情況下，所述攪拌步驟優(yōu)選包括用于將所述反應(yīng)器曝氣的步驟。
[0088]在提取粒料之前使反應(yīng)器曝氣的事實(shí)使得不僅能夠在其中產(chǎn)生攪拌，而且還能夠保持需氧氣氛并且避免由粒料消化的磷從其中漏出并且在粒料被從其中提取之前分布在反應(yīng)器中。這樣的實(shí)施因而可以改善磷的去除。
[0089]根據(jù)本發(fā)明的一種有利特性，所述循環(huán)的至少之一包括用于提取低沉降性粒子的步驟，所述低沉降性粒子不 與所述經(jīng)處理水一起提取。
[0090]提取的經(jīng)處理水因而與低沉降性粒子分離，使得經(jīng)處理水所具有的懸浮固體粒子比率足夠低而避免了使用下游精處理。只有提取的低沉降性粒子可被傳送到這種類型的處理。因而限制了生產(chǎn)經(jīng)生物處理的水的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0091]6.附圖清單
[0092]由以下優(yōu)選實(shí)施方式的描述以及附圖可以更清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)，所述實(shí)施方式以簡(jiǎn)單、示例性和非限制性的實(shí)施例的方式給出，在附圖中:
[0093]-圖1示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的水處理設(shè)備的第一實(shí)例；
[0094]-圖2示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的水處理設(shè)備的第二實(shí)例。
【具體實(shí)施方式】
[0095]7.本發(fā)明實(shí)施方式的描述
[0096]7.1.本發(fā)明一般原理的回顧
[0097]本發(fā)明的一般原理在于通過生物途徑以如下方式處理水:在厭氧供應(yīng)階段中將所述水快速引入到反應(yīng)器內(nèi)，其在反應(yīng)器內(nèi)與生物質(zhì)粒料接觸。水在其中然后經(jīng)歷以下的厭氧相繼階段:攪拌反應(yīng)器的內(nèi)容物，曝氣，然后快速沉降。最后從反應(yīng)器提取經(jīng)處理水。
[0098]7.2.用于實(shí)施本發(fā)明方法的水處理設(shè)備的實(shí)例[0099]參考圖1，其示出了用于實(shí)施本發(fā)明方法的水處理設(shè)備。
[0100]正如所示出的，這種類型的設(shè)備包括待處理水的進(jìn)入管道10，其出口與T型接頭12的入口連接。閥11被安裝在管道10上。
[0101]T型接頭12包括與再循環(huán)泵13的入口連接的出口。T型接頭12包括與在其上安裝有閥27的再循環(huán)管道14的出口連接的第二入口。
[0102]再循環(huán)泵13的出口與收集器15連接，該收集器15通到生物反應(yīng)器16的底部。
[0103]生物反應(yīng)器16包括底部161、頂部162和側(cè)壁163。側(cè)壁163開通有提取口 17。
[0104]反應(yīng)器16裝有用于提取經(jīng)處理水和/或粒子的裝置。這些提取裝置包括管道18。這種管道18的入口 181裝備有浮標(biāo)29。這種管道18的出口 182與提取口 17連接。
[0105]提取口 17與T型接頭19連接，T型接頭19的第一出口連接到在其上安裝有閥21的經(jīng)處理水排出管道20并且第二出口連接到在其上安裝有閥23的低沉降性粒子和粒料排出管道22。
[0106]該設(shè)備包括用于使反應(yīng)器16曝氣的裝置。這些曝氣裝置包括空氣進(jìn)入管道24，其出口連接到裝在反應(yīng)器16的底部161的分散器25。
[0107]反應(yīng)器16裝有由多個(gè)生物質(zhì)粒料26構(gòu)成的床。
[0108]再循環(huán)管道14包括入口 141，該入口 141連接到置于反應(yīng)器16的頂部162中的漏斗28。在一種變化形式中，這種再循環(huán)可通過使用經(jīng)處理水排出管道20來進(jìn)行。
[0109]圖2示出了圖1所示水處理設(shè)備`的一種變化形式。
[0110]正如可由此圖2看到的，尤其包括漏斗28和再循環(huán)管道14的用于再循環(huán)水的裝置在這種變化形式中由裝在反應(yīng)器16內(nèi)的槳式攪拌器200代替。
[0111]7.3.根據(jù)本發(fā)明的水處理方法的實(shí)例
[0112]在實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的水處理方法的過程中，生物反應(yīng)器16以序列模式運(yùn)行，就如將在下文中詳細(xì)解釋的。這因而涉及到SBR型的反應(yīng)器,對(duì)應(yīng)英文的“Sequenced BatchReactor (序列間歇式反應(yīng)器)”，在其中待處理水的總體積以相繼部分的方式進(jìn)行處理。
[0113]根據(jù)本發(fā)明的方法包括多個(gè)相繼循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括:
[0114]-用于將廢水供應(yīng)到反應(yīng)器16中的厭氧步驟，在該步驟的過程中所述水與所述粒料混合以形成流化床；
[0115]-用于攪拌反應(yīng)器16的內(nèi)容物的厭氧步驟；
[0116]-用于使反應(yīng)器16的內(nèi)容物曝氣的步驟；
[0117]-沉降步驟；
[0118]-用于排出貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟。
[0119]在每個(gè)供應(yīng)步驟的過程中，閥11打開，而閥27、21和23關(guān)閉。泵13的使用方式使得待處理水經(jīng)由進(jìn)入管道10、收集器15和管道151從反應(yīng)器底部161而被引入到反應(yīng)器16中，優(yōu)選一直到達(dá)反應(yīng)器16的頂部水平。
[0120]在供應(yīng)步驟期間水供應(yīng)到反應(yīng)器16中的速度為10_20m/h。待處理水向反應(yīng)器的供應(yīng)因而是快速的。
[0121]由于該快速供應(yīng)，待處理水快速經(jīng)過在反應(yīng)器16的底部存在的粒料床，以使得所述床被流化。因而，構(gòu)成床的粒料總體在其整個(gè)表面上快速地暴露于待處理水。因而，一旦水被供應(yīng)到反應(yīng)器，待處理水與構(gòu)成粒料的生物質(zhì)之間的交換就被最大化。換句話說，一旦進(jìn)行反應(yīng)器的供應(yīng)，粒料就開始消化營養(yǎng)物。
[0122]在水向反應(yīng)器的供應(yīng)完成之后，其內(nèi)容物在厭氧條件下保持?jǐn)嚢琛?br> [0123]在這個(gè)厭氧攪拌步驟的過程中，在反應(yīng)器16內(nèi)的攪拌通過使用攪拌裝置來產(chǎn)生。
[0124]在圖1所示的實(shí)施方式中，閥11關(guān)閉，閥27打開并且使用泵13以使得在反應(yīng)器16中所含的水被吸入到位于反應(yīng)器16的上部162的漏斗28中，并且流到再循環(huán)管道14中，然后經(jīng)由收集器15和管道151再注入到反應(yīng)器16的底部161。在此需氧攪拌階段中，水再循環(huán)速度是4-8m/h。
[0125]在圖2所示的實(shí)施方式中，該攪拌通過使槳式攪拌器200旋轉(zhuǎn)而在反應(yīng)器16中產(chǎn)生。
[0126]在厭氧攪拌步驟中攪拌裝置的使用在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生5-10W/m3的攪拌水平。
[0127]這種攪拌水平能夠改善待處理水與生物質(zhì)粒料之間的交換，同時(shí)保持它們的完整性。
[0128]在反應(yīng)器內(nèi)的攪拌能夠確保粒料在整個(gè)攪拌階段持續(xù)時(shí)間中在其整個(gè)表面上與水連接接觸。營養(yǎng)物(其通過粒料的消化不受擴(kuò)散限制)可深度滲透到粒料內(nèi)。粒料對(duì)營養(yǎng)物的消化率因而比實(shí)施現(xiàn)有技術(shù)時(shí)要大。這還可提高對(duì)于借助PAO細(xì)菌的生物脫磷所需的PO4-P的鹽析速度。
[0129]考慮到水與粒料 之間交換的改善，促進(jìn)粒料成長(zhǎng)的本發(fā)明技術(shù)的實(shí)施導(dǎo)致產(chǎn)生穩(wěn)定的粒料，即具有高密度和體積并且因而具有良好沉降能力的固體。
[0130]如此獲得的粒料的直徑通常為l_5mm，而它們的密度通常為1.03-1.5kg/l。
[0131]本發(fā)明的技術(shù)還改善了營養(yǎng)物尤其是磷和氮的去除。
[0132]在厭氧攪拌步驟完成之后，進(jìn)行反應(yīng)器內(nèi)容物的曝氣步驟。
[0133]閥27則被關(guān)閉，泵13停止，并且空氣或另一種含氧氣體經(jīng)由管道24和分散器25引入到反應(yīng)器16的底部。反應(yīng)器中的溶解氧濃度通常為l_4mg 02/1。
[0134]組成構(gòu)成粒料的生物質(zhì)的細(xì)菌的一部分通過消耗氧將水中存在的氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。因而觀察到水的硝化。
[0135]考慮到粒料的厚度，在其中存在氧濃度梯度:在粒料內(nèi)的氧濃度隨著深度而下降。因而在粒料核心處的氧濃度基本上為零。
[0136]組成構(gòu)成粒料的生物質(zhì)的細(xì)菌的另一部分則在缺氧階段中將預(yù)先產(chǎn)生的硝酸鹽降解為氮?dú)?。因而觀察到水的脫硝。因而，在厭氧步驟的過程中鹽析的磷將在粒料中累積。
[0137]在通過停止向反應(yīng)器16注入氧氣來結(jié)束曝氣步驟之后，在反應(yīng)器16中形成的粒料由于它們的尺寸而快速沉降。在沉降階段中，高沉降性粒料在反應(yīng)器16的底部累積。
[0138]然后可從反應(yīng)器16提取貧含有機(jī)物質(zhì)和營養(yǎng)物的經(jīng)處理水。為此，打開閥21以使得經(jīng)處理水從漂浮在水表面上的管18的入口 181流出。由于管18的入口 181飄浮在水的表面上，因此可通過打開閥21而啟動(dòng)經(jīng)處理水的提取，而不必等待所有的粒料均沉降到反應(yīng)器16的底部。因而可選擇經(jīng)處理水的提取流量以使得水在反應(yīng)器中的水平的下降跟隨反應(yīng)器中粒料水平的下降。因而可減少經(jīng)處理水的生產(chǎn)時(shí)間。水的提取速度優(yōu)選為10_20m/h。
[0139]經(jīng)處理水的提取點(diǎn)的水平(換句話說，管18的入口 181的水平)是可變的，并且在這種情況下在提取過程中下降。因而可降低管18的入口 181的水平，直到其達(dá)到與粒料床表面的水平接近的水平。因而使得能夠提取非常大體積的經(jīng)處理水，并且因而減少在提取步驟結(jié)束之后在反應(yīng)器16內(nèi)停滯的經(jīng)處理水的體積。
[0140]因此，在反應(yīng)器16的隨后充填中，被引入的待處理水很少被已經(jīng)處理的停滯的水(其對(duì)于生物質(zhì)來說的營養(yǎng)物濃度非常低)稀釋。在隨后的循環(huán)中粒料的生長(zhǎng)也得到促進(jìn)。
[0141]除了高沉降性粒料之外，在反應(yīng)器中所含的水還包含其它較低沉降性的粒子。在沉降階段中，這些粒子往往聚集以在位于反應(yīng)器16的底部的粒料床的表面上形成層。
[0142]因而，在提取經(jīng)處理水的過程中，該管的入口 181鄰近粒料床的上表面，并且閥21可被半閉并且閥23打開，以使得所述低沉降性粒子可與經(jīng)處理水分開地從反應(yīng)器16中提取。從反應(yīng)器16提取的經(jīng)處理水因而具有低的懸浮固體粒子比率，這避免了實(shí)施下游精處理。從反應(yīng)器16提取的低沉降性粒子可被送到隨后的處理。這種提取低沉降性粒子的步驟可以不在每個(gè)循環(huán)實(shí)施。
[0143]在結(jié)束經(jīng)處理水的提取步驟之后，通過實(shí)施用于向反應(yīng)器16快速供應(yīng)的新厭氧步驟來開始新的循環(huán)。實(shí)施必需的循環(huán)以確保處理給定體積的待處理水。
[0144]根據(jù)本發(fā)明的方法可包括一個(gè)或多個(gè)提取粒料的步驟。這一個(gè)或多個(gè)提供粒料的步驟優(yōu)選在運(yùn)行多個(gè)相繼循環(huán)之后進(jìn)行。
[0145]可在提取低沉降性粒子的步驟結(jié)束后通過使閥23打開來提取粒料。
[0146]提取粒料的步驟之前是攪拌反應(yīng)器16的內(nèi)容物的步驟。該攪拌可使用攪拌器以機(jī)械方式產(chǎn)生。它優(yōu)選 通過管道24和分散器25使反應(yīng)器內(nèi)部曝氣來產(chǎn)生。
[0147]以此方式，粒料床被攪拌以使得在粒料中所含的GAO和PAO的分配在所述床內(nèi)是基本上均勻的。因而，在提取粒料的過程中，從反應(yīng)器16排出的GAO和PAO的比例是基本上相同的。因而防止了 GAO在隨后循環(huán)中在反應(yīng)器內(nèi)占優(yōu)勢(shì)。這種優(yōu)勢(shì)會(huì)限制磷的去除。
[0148]在提取粒料之前的床曝氣還使得能夠在反應(yīng)器16內(nèi)保持需氧狀態(tài)并且避免被粒料消化的磷的一部分在粒料排出之前被丟棄在反應(yīng)器中。因而有助于改善磷的去除。
[0149]在實(shí)施這種方法的過程中，步驟的持續(xù)時(shí)間為:
[0150]-厭氧供應(yīng)為15分鐘，優(yōu)選10-30分鐘；
[0151]-厭氧攪拌為45分鐘，優(yōu)選30-60分鐘；
[0152]-曝氣為120分鐘，優(yōu)選90-180分鐘；
[0153]-沉降為15分鐘，優(yōu)選10-30分鐘；
[0154]-提取經(jīng)處理水為15分鐘，優(yōu)選10-30分鐘。
[0155]在使用沒有粒料的SBR型反應(yīng)器的現(xiàn)有技術(shù)中，步驟的持續(xù)時(shí)間為:
[0156]-供應(yīng)和潛伏為1-2小時(shí)；
[0157]-曝氣為2小時(shí)；
[0158]-沉降為I小時(shí)；
[0159]-提取經(jīng)處理水為I小時(shí)；
[0160]在采用所述粒料的現(xiàn)有技術(shù)中，步驟的持續(xù)時(shí)間為:
[0161]-供應(yīng)和潛伏為1-2小時(shí)；
[0162]-曝氣為2小時(shí)；
[0163]-沉降為2-10分鐘；
[0164]-提取經(jīng)處理水為2-10分鐘。[0165] 根據(jù)本發(fā)明的技術(shù) 的實(shí)施因而減少了處理持續(xù)時(shí)間。
【權(quán)利要求】
1.在裝有生物質(zhì)粒料并且配有曝氣裝置的反應(yīng)器中處理包含有機(jī)物質(zhì)的廢水的方法，其特征在于該方法包括多個(gè)相繼的循環(huán)，每個(gè)循環(huán)包括: -用于將廢水供應(yīng)到所述反應(yīng)器中的厭氧步驟，在該步驟的過程中所述水與所述粒料混合以形成流化床； -用于攪拌所述反應(yīng)器的內(nèi)容物的厭氧步驟； -用于使所述反應(yīng)器的內(nèi)容物曝氣的步驟； -沉降步驟； -用于排出貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于在所述供應(yīng)步驟的過程中水供應(yīng)到所述反應(yīng)器中的速度為10-20m3/m2/h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述用于攪拌的厭氧步驟包括在所述反應(yīng)器中包含的水的至少一部分從所述反應(yīng)器的一個(gè)區(qū)域向另一個(gè)區(qū)域的再循環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于所述用于攪拌的厭氧步驟包括借助于攪拌器的所述反應(yīng)器的內(nèi)容物的攪拌。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述用于供應(yīng)的厭氧步驟的過程中在所述反應(yīng)器內(nèi)的攪拌水平為3-30W/m3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述用于攪拌的厭氧步驟的過程中在所述反應(yīng)器內(nèi)的攪拌水平為5-10W/m3。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的方法，其特征在于在所述用于排放貧含有機(jī)物質(zhì)的經(jīng)處理水的步驟過程中水的排放點(diǎn)的水平是可變的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的方法，其特征在于該方法包括用于提取粒料的步驟，所述提取步驟在運(yùn)行多個(gè)相繼循環(huán)之后進(jìn)行。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于所述提取步驟之前具有用于攪拌所述反應(yīng)器的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于所述攪拌步驟包括用于將所述反應(yīng)器曝氣的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述循環(huán)的至少之一包括用于提取低沉降性粒子的步驟，所述低沉降性粒子不與所述經(jīng)處理水一起提取。
12.根據(jù)權(quán)利要求1-11任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述水的營養(yǎng)有機(jī)物質(zhì)的濃度大于400mg/l,優(yōu)選大于 650mg/l。
13.根據(jù)權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)的方法，其特征在于所述粒料的直徑大于I毫米，優(yōu)選1-5毫米。
【文檔編號(hào)】C02F3/12GK103619762SQ201280030325
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月22日
【發(fā)明者】K·索倫森 申請(qǐng)人:威立雅水務(wù)解決方案與技術(shù)支持公司