申请日2011.01.05
公开(公告)日2013.02.13
IPC分类号C02F3/12
摘要
本发明涉及通过活性污泥对废水进行生物净化，其中先将废水引入可通风的活性污泥池(B池)中，然后交替地将其引入沉淀池和再循环池(SU池)两者中的其中之一，该沉淀池和再循环池持续以液压连接至该B池。在该些沉淀池和再循环池中，通过沉淀将活性污泥和已处理的水分离(V阶段)，在此之后，将活性污泥送回该B池(S阶段)中。然后混合SU池的内含物(U阶段)。最后是排出已处理的水(A阶段)。该些SU池中的循环以分阶段的形式接替，该些A阶段互相邻接，以致仅在该些A阶段中有经过该些SU池的流，水位大致不变，因而使到废水处理系统排水量相应于该废水处理系统的供水量(持续流原理)。为了使从SU池送回到B池的活性污泥不回流进入该SU池(S阶段)，故在B池中设置两个通风区，其中在S阶段时，只有与正在执行S阶段的SU池毗连的通风区进行操作。
权利要求书
1.一种借助活性污泥对废水进行生物净化的方法，该方法中先将废水引入可通风的 活性污泥池(此后称为B池)中，然后交替地将其引入若干个持续地以液压连接至该 B池的沉淀池和再循环池(此后称为SU池)中的其中之一，且一天中若干个操作循 环在SU池中进行，该些操作循环包括污泥返回阶段、再循环阶段、预沉淀阶段以及 排出阶段(此后分别称为S阶段、U阶段、V阶段以及A阶段)，其中以接续的方式， 在S阶段中使该稠化污泥相继从该些SU池返回到该B池中，在该U阶段中使该活性 污泥再次与该水混合，在该V阶段中使该活性污泥沉淀，以及在该A阶段中排出已处 理的水，其中在该些SU池中该些循环彼此之间以分阶段的形式接替，该些A阶段彼 此邻接，仅在该些A阶段中有经过该些SU池的流，提供了大致不变的水位，因而使 到废水处理系统排水量相应于该废水处理系统的供水量(「持续流」原理)，其特征在 于该B池中用了至少两个通风区，其中，在该些S阶段中，只有邻接刚在其中进行S 阶段的SU池的通风区至少大部分在独自操作，而在该些U和V阶段中则使用两个通 风区，该两个通风区是一同使用或间歇地使用的。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于该B池通过该池的中心区域的一个或多个 开口持续以液压连接至该些SU池，其中，在该S阶段中，稠化污泥从该些SU池的 底部泵出，并且被输送到该B池的上方区域中，而因此被移置的B池的内含物通过该 池的中心区域的开口返回，其中，在该U阶段中，该SU池的内含物被旋动和均质化， 而又不产生通过该B池的循环流，且其中，该A阶段中有从该B池流入该些SU池中 的流，同样地穿过该中心区域的开口。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于使用具细泡通风的通风区。
4.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所用的SU池的结构为该些SU 池被设置在该B池的相对的两侧，其中该些通风区所处位置直接邻接该些SU池，大 小相等，而且该些通风区之间形成无通风的区域。
5.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所用的SU池的结构为该些SU 池被设置在该B池的相对的两侧，其中该两个通风区大小相等，并覆盖该B池的底面 积，完全覆盖为优选，但供水管(3)所占的区域除外。
6.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于所用的SU池的结构为该些SU 池被设置在该B池的相对的两侧，其中该要净化的废水通过一条或多条横向管流入该 B池中，该些管沿该B池的纵向方向延伸，基本上在水深大约一半的位置并大约在该 池的中心，并优选地穿过多个用于均匀浸覆该B池的开口。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于该要净化的废水通过一条或多条横向管流 入该B池中，该些管沿该B池的纵向方向在其底部延伸，并优选地穿过多个用于均匀 浸覆该B池的开口。
8.如权利要求1至3中任一项权利要求所述的方法，其特征在于两个SU池(SU1 和SU2)并排位于该B池的一侧，其中一个通风区邻接该些SU池，而另外一个则处 于对侧，而邻接该些SU池的通风区在该S阶段于SU池进行时操作。
9.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于该污泥是通过空气提升泵从该些 SU池返回到该B池(S阶段)中，将压缩空气供給该些空气提升泵一段短时间，优选 是为该B池的通风而提供的压缩空气。
10.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于该些SU池的内含物通过压缩空 气而再循环(U阶段)，该压缩空气是为该B池的通风而提供的，其中使用了多孔管， 该些管优选是横向地设置的，在该些SU池中形成竖直水力流。
11.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于该已处理的水是在最低水位的 大约20cm之下注入的，并相继通过球阀件、集水总管、用电驱动的关闭构件以及堰 结构而流出。
12.如前述任一项权利要求所述的方法，其特征在于提供若干出水口以排出该已处 理的水，所述出水口可通过由以下各项组成的系统而开关：可竖直移置的关闭构件(例 如板)、移动所述关闭构件的杆、通过旋转运动而驱动该些杆的横向轴、适应要求的驱 动装置以及堰。
13.一种废水净化装置，其用于实施如前述任一项权利要求所述的方法。
说明书
废水生物净化的方法和装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1前序部分所述的借助活性污泥对公共废水或之类的废 水进行生物净化的方法，以及用于实施这方法的装置。
背景技术
从第EP 0 851 844号欧洲专利已知道一种借助活性污泥对废水进行生物净化的方 法，该方法为先将废水引入可通风的活性污泥池中，然后引入沉淀池中，在沉淀池中， 将活性污泥和已处理的水分离，并且在分离程序后，将活性污泥送回活性污泥池中， 并排出已处理的水。一天中有若干个操作循环在沉淀池中进行，该些操作循环包括搅 拌阶段U、预沉淀阶段V以及排出阶段A，其中在搅拌阶段中活性污泥再次与水混合， 在预沉淀阶段中使活性污泥沉淀，以及在排出阶段中排出已处理的水。根据如本文所 述的方法，净化程序是在生物双池系统(biological twin-tank system)中(即是说在活 性污泥池中和沉淀池中)进行，并持续地进水和间歇地出水。在不出水期间，水位因 进水而升高(充注原理)。此方法的专利权利要求在于已沉淀的活性污泥在预沉淀阶段 之后和搅拌阶段之前返回「具充注操作的双池系统」的活性污泥池。在搅拌阶段中， B池(活性污泥池)的内含物与SU池(沉淀池)的内含物混合，直至获得大致不变 的干物质浓度。这两个池彼此邻接，并在底部区域持续以液压互相连接。
从第PCT/AT00/00322号国际专利已知道一种类似的方法，该方法中已沉淀并稠 化的活性污泥在V阶段之后但U阶段之前从SU池返回到B池中。B池通过池的中心 区域的一个或多个开口持续以液压连接至两个SU池(图1)，而所选的循环时间大约 是140分钟(S阶段大约5分钟;U阶段大约5分钟;V阶段大约60分钟;A阶段 大约70分钟，A=(S+U+V))。在S阶段中，稠化污泥从SU池的底部被输送到B池的 上方区域(接近表面)中，而因此被移置的B池的内含物通过该池的中心区域的开口 返回。在U阶段中，SU池的内含物被旋动和均质化，而又不产生通过B池的循环流。 在A阶段中，有从B池流入SU池中的流，同样地穿过该中心区域的开口。在SU池 中的搅拌(U阶段)是通过吹入空气而达致的。
发明内容
本发明的目的是改进或补足在引言中描述的废水生物净化的方法，而所采取的方 式因使用了模块原理，故使到中型和大型的废水处理厂亦有可能应用所述方法，而B 池中的稠化活性污泥(S阶段)以及持续引入到B池中的原废水又不会形成短路流。 此目的是通过具有权利要求1所述的特征的方法以及通过用于实施此方法的装置而达 到的。从属权利要求公开了本发明的优势。
为了节省空间、成本和能源，该模块系统被应用到大型的废水处理厂。将较多的 模块(由B池和两个设置在B池对侧的SU池组成(图2和3))组合，以形成废水处 理系统路径。通过组合多达10个(或許更多)模块，制成很长而窄的B池，在B池 中有以下风险：在S阶段时，稠化活性污泥可能形成短路流，有待净化而持续供给的 废水亦可能形成短路流。已知有可能解决这个问题的办法在于将B池制成带有循环流 的活性污泥池。就S和A阶段而言，这个解决方案是有问题的，因为各模块不可再以 彼此独立的方式操作，从而导致在干物质值、净化效率和水力负荷这几方面形成不同 的状况。此外，引导该流所需要的壁和持续运行的搅拌机组对能源平衡和成本非常不 利。
因此，本发明的一方面在于解决以下问题：使稠化活性污泥从SU池返回到B池 中(S阶段)，而所采取的方式不会造成短路流。进入B池之后，稠化污泥不可经短的 路径回到SU池，因为不然的话污泥的回流便会受到干扰，B池中的干物质会急剧减 少且净化会不再有效率。根据本发明的这个方面，此问题的解决方案在于在B池中(于 邻接SU池的边缘)设置两个通风区1和2(大多是细泡通风)，视乎过程需要而定， 所述通风区可一同操作或分开操作。池的中心保留无通风区域(大约是池宽度的三分 之一)。根据本发明，只有与在其中进行S阶段的SU池邻接的通风区在S阶段期间操 作。竖直水力流因此在B池中形成，其引导来自SU池的稠化污泥QS进入B池的另 一半的部分并因而防止形成短路流(见图4)。QS比Q多大约十倍。
提供多于两个通风区亦是可能的，例如是四个、六个、八个、十二个或十六个通 风区，优选地将这些通风区成对地设置，每对供应一个或多个模块。
本发明的又一方面牵涉以下问题：把要净化的废水Q引入B池中，而所采取的方 式不会有仍未充分净化的废水漂流入SU池中，B池和所有模块所受的水力负荷相等， 而且模块的两个SU池机组中达到不变的状况。应当小心，以确保S阶段时(大量竖 直水力流)的流动状况不受干扰，以及B池的不通风区域中无活性污泥一直沉积。根 据本发明的这方面，为了解决这个问题，要净化的废水通过一个或多个横向管道进给， 该些管道沿B池的纵向方向延伸，位于该池的中心大约水深一半的位置，并且具有开 口。优选地将该些开口设置得废水可横向地沿两个方向逸出，并有可能做到均匀地浸 覆(Beschichtung)B池和模块(图3)。当U和V阶段正在进行时，该两 个通风区均会完全相同地操作(供气不同或者间歇通风)。因此在这些阶段中可达致最 佳地混合了B池的内含物而且良好的生化净化。
使用这个解决方案，将管直接放置在B池的底部会对在S阶段形成水力不利，并 导致污泥非理想地沉积。应确保在该些管道下可自由穿流。
原则上，将该些用于废水供给的管直接放置在B池的底部以及使通风区达到和这 些管一样远亦是可能的。此解决方案需要更多的通风机而且相应昂贵。
视乎SU池的设置而定(并排或相对)，在B池中提供适用于该些SU池的废水供 给装置以防止短路流。
在两个SU池均被设置在B池的一侧时亦可使用本发明。一个通风区邻接该些SU 池，另一个则位于B池的对侧。在S阶段时，只有邻接该些SU池的通风区在操作。
若使用空气提升泵使稠化污泥(S阶段)返回且若同样地利用压缩空气使到SU 池的内含物再循环(U阶段)，则特别具成本效益和节能。为使B池通风而提供的压缩 空气亦满足这点。
可使用不同的装置来排出已处理的废水。图5和6展示了两种装置。亦注意到的 是使用这个方法，大部分的硝酸盐在SU池中出现(内源性反硝化反应)。在S阶段开 始之前，将多余的污泥从各个SU池的底部排出。然后尽可能地稠化活性污泥。
由于B池和SU池中的水位平衡、缺少持续运行的电动泵和搅拌机组、将压缩空 气用于S和U阶段的操作(氧同时进入)并且有大规模(内源性)反硝化反应，故能 以甚低的能源需求和低成本达致极好的净化。