申请日2008.12.16
公开(公告)日2011.02.23
IPC分类号C02F3/30
摘要
本发明公开了一种具有两级反应器的先进废水处理设备，以便在使反应器数量最小的同时使营养素去除效率最大化。该先进废水处理设备包括：第一反应器(30)，该第一反应器被供给来自初始沉淀反应器(20)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程;第二反应器(40)，该第二反应器被供给来自第一反应器(30)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行有氧和缺氧过程;内部回流管道(50)，该内部回流管道用于将由第二反应器(40)硝化的污水回流到第一反应器(30)，并且将由所述第二反应器(40)和最终沉淀反应器(60)形成的污泥回流到第一反应器(30)或第二反应器(40);和控制器(70)，该控制器接收来自安装在第一反应器(30)和第二反应器(40)中的传感器的信号，并且将驱动信号输出给通气搅拌器(90)。
权利要求书
1.一种先进废水处理设备，该废水处理设备被供给来自除砂器和初始沉淀反应器的污水以去除营养素，并且将污水排放至最终沉淀反应器(60)，所述先进废水处理设备包括：
第一反应器(30)，所述第一反应器被供给来自初始沉淀反应器(20)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程;
第二反应器(40)，所述第二反应器被供给来自第一反应器(30)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行有氧和缺氧过程;
内部回流管道(50)，所述内部回流管道用于将由第二反应器(40)硝化的污水回流到第一反应器(30)，并且将由第二反应器(40)和最终沉淀反应器(60)形成的污泥回流到第一反应器(30)或第二反应器(40);以及
控制器(70)，所述控制器接收来自安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的传感器的信号并且将驱动信号输出给通气搅拌器(90)。
2.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中每个安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的通气搅拌器(90)实时地、交替地操作。
3.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中每个安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的通气搅拌器(90)根据第一反应器和第二反应器的时间设定而交替地操作。
4.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括用于吸收包含在污水中的磷组分的磷过滤器。
5.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中最终磷过滤器(80)由预过滤材料和主过滤材料组成，所述预过滤材料由纤维或聚氨酯制成的合成树脂构成以用来过滤包含在排出水中的SS组分，所述主过滤材料由水滑石或锆基吸收剂构成以用来吸收磷组分。
6.如权利要求1或4所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括安装在排出管道中的磷浓度传感器(85)，所述磷浓度传感器用于检测包含在污水中的磷的浓度，以将信号输出给磷过滤器(80)。
7.如权利要求1或4所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括安装在排出管道中的电动阀和闸门阀中的任一个，以用于在磷过滤器的安装方向上引导污水的排出方向。
8.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中传感器为设置在第一反应器(30)中的氧化还原电位计(31、41)。
9.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中传感器为设置在第一反应器(30)或第二反应器(40)中的氧传感器(32、42)。
10.如权利要求1、8和9中任一项所述的先进废水处理设备，其中控制器(70)响应于传感器(31、41、32、42)的信号将操作信号输出给第一反应器(30)和第二反应器(40)。
11.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中通气搅拌器(90)包括：用于使用由驱动马达(91)驱动的旋转轴(92)来产生驱动力的驱动单元;用于通过使用安装在旋转轴(92)周围的通气叶轮(93-1)和搅拌叶轮(93-2)来进行通气和搅拌的操作单元;用于通过使用安装在旋转轴(92)周围的导流板(94)来扩散和引导污水的扩散单元;和用于通过使用包围导流板(94)的喷射角度调节器(96)来调节射流的方向和范围的控制单元。
12.如权利要求11所述的先进废水处理设备，其中喷射角度调节器(96)包括：导流叶片(96-1)，该导流叶片通过支承柱和支承板安装在导流板(94)上，用于在导流板(94)和导流叶片(96-1)之间形成横向流动通道;以及圆柱形主体(96-2)，该圆柱形主体与导流叶片(96-1)的底面联接，用于在导流板(94)和圆柱形主体(96-2)之间形成底流通道。
13.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中圆柱形主体(96-2)包围通气叶轮(93-1)的圆周。
14.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中圆柱形主体(96-2)在其下端部上设置有放大管道(96-3)，用于平稳地接收污水以进行通气过程。
15.如权利要求11所述的先进废水处理设备，其中所述导流板(94)具有斜角部分(94-1)，用于与圆柱形主体(96-2)一起引导污水的流动。
16.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中所述第一反应器(30)和第二反应器和(40)包括罩，所述罩用于罩住由于污水排放而导致的讨厌气味。
17.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中当所述内部回流管道(50)被打开或关闭时，独立地或互补地进行将污水从第二反应器(40)回流到第一反应器(30)并且将污泥从沉淀反应器回流到第一反应器(30)的步骤和将污泥从最终沉淀反应器(60)回流到第二反应器(40)的步骤。
18.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中所述内部回流管道(50)包括污泥回流流量计(51、52)、污泥回流泵(53)、内部回流流量计(54)和内部回流泵(55)，所述污泥回流流量计(51、52)、污泥回流泵(53)、内部回流流量计(54)和内部回流泵(55)根据控制器(70)的信号而被驱动。
说明书
具有两阶段反应器的先进废水处理设备
技术领域
本发明涉及一种用于控制能够去除包含在污水或废水中的营养素的先进水处理设备的系统，更具体地，涉及一种具有两阶段反应器的先进废水处理设备，该废水处理设备能够在使反应器数量最小化的同时使营养素去除效率最大化。
背景技术
包含在污水或废水中的各种污染物通常采用活性污泥方法进行处理。由于环境法规的增加，近来开发出能够去除包含在污水或废水中的重金属和各种营养素(比如氮或磷)的先进废水处理方法。
根据活性污泥方法，如图1所示，流经除砂器110的楔形棒细筛或者粗筛以去除砂的污水由泵115泵送，然后流经初始沉淀反应器120、曝气反应器130和最终沉淀反应器140，之后污水被消毒并排放到河流中。
曝气反应器130让污水与被引导到流经最终沉淀反应器120的污水中的空气发生反应。废水在曝气期间经受吸收、凝结或氧化作用，以使得有机物转变成生物活性污泥，并且在停留期间起反应的活性污泥在最终沉淀反应器140中被沉淀和分离。
包含于从最终沉淀反应器排出的污水中的许多营养素(比如氮和磷)虽然没有被活性污泥方法去除，但是在消毒之后被排出。因为河流或湖泊近年来由于这些营养素(比如氮和磷)而遭受富营养化影响，所以有必要去除氮或磷。
具体地，与其它有机物相比，包含在最终沉淀反应器140中的甚至很少量的氮和磷也会引起伊乐藻的繁殖。伊乐藻消耗存在于水中的氧，从而导致鱼类和贝类死亡。为了防止出现这种不良影响，向目前的工艺过程增添了一种先进废水处理方法(第三次处理)。
先进废水处理方法是一种用来去除包含在水中的氮或磷的方法。具体地，在去除氮的情况下，在有氧条件下将氨氧化成硝酸盐，或者在缺氧反应器的情况下，将氮气还原到空气中。在去除磷的情况下，为磷酸阴离子添加阳离子以形成化学沉淀物，例如吸收磷的生物物质，否则，为磷添加金属盐以形成沉淀物，以作为一种生物处理方法。
如上所述，引入微生物来去除氮或磷，并且需要能量以用于微生物的繁殖和生长。再者，在去除氮时，根据最终电子受体，在有氧过程中需要氧，在缺氧过程中需要亚硝酸盐，并且在厌氧过程中需要能量源(比如二氧化碳)。
具体地，由于通过活性污泥方法不能同时进行氮和磷的去除，所以应该加入缺氧过程和厌氧过程。更具体地，如图2所示，设置多阶段反应器，比如缺氧和有氧类型的两阶段反应器，或者厌氧、缺氧、有氧和缺氧类型的四阶段反应器，否则，将在其中连续地进行缺氧、厌氧、有氧、沉淀和排放过程的有次序的成批反应器应用于单个反应器。
因此，由于在先进废水处理方法中应该设置具有不同特征的反应器(比如缺氧反应器、厌氧反应器和有氧反应器)，以便同时去除氮和磷，所以增大了处理设备的专用面积，并且因此增加了操作或维护费用。
发明内容
技术问题
因此，本发明针对一种先进废水处理设备，该废水处理设备能够基本上消除由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。
本发明的一个目的在于提供一种具有两阶段反应器的先进废水处理设备，该废水处理设备能够在使反应器数量最小的同时使营养素去除效率最大化。
技术方案
为了实现这些目的，提供了一种先进废水处理设备，该废水处理设备被供给来自除砂器和初始沉淀反应器的污水以将营养素去除，并且将废水排放至最终沉淀反应器，该先进废水处理设备包括：第一反应器，该第一反应器被供给来自初始沉淀反应器的污水，以在通气搅拌器的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程;第二反应器，该第二反应器被供给来自第一反应器的污水，以便在通气搅拌器的操作中进行有氧和缺氧过程;内部回流管道，该内部回流管道用于将由第二反应器硝化的污水回流到第一反应器并且将由所述第二反应器和最终沉淀反应器形成的污泥回流到第一反应器或第二反应器;以及控制器，该控制器用来接收来自安装在第一反应器和第二反应器中的传感器的信号并且将驱动信号输出给通气搅拌器。
技术效果
根据用于去除营养素(比如氮或磷)的具有两阶段反应器的先进废水处理设备，减少了过程的数量和工作负荷，从而提高其工作效率。由于可以减小处理设备的专用面积，因此降低了安装成本或维护费用。
再者，通过在第一反应器和第二反应器中的任一个进行厌氧、缺氧和有氧过程，可以用最适宜的费用来处理污水或废水。