申请日2009.02.04
公开(公告)日2011.04.06
IPC分类号C02F3/30
摘要
低能耗间歇曝气废水处理系统，包括以下步骤：水泵进水池或由PLC控制的水泵进水池，以实现液体泵入、水平及流量的控制;液体被泵入需氧处理装置或UASB装置中，需氧处理装置由空气扩散单元或小气泡扩散器(1)组成，采用间歇和对角式操作，有氧区密集分布着扩散器，该所述区域为可选的比其它区域深;搅拌机(8)，搅拌机和风机均由PLC实时控制，搅拌机在扩散器停止后操作，曝气池内外加能量以防止污泥的沉降;然后水进入用于将液体和污泥分离的沉降池(3)并通过电动阀(10)将多余的污泥输送至UASB厌氧污泥消化装置中;UASB系统设有沼气累积室，气体可被烧掉，燃烧系统由PLC控制，该部分也设有用于液体和厌氧污泥分离的沉降单元;无污泥液体由沉降器(3)分离得到，沉降器的上部设有带有浮渣滤网的通道，这使得液体中既没有浮渣也没有污泥，然后液体被传送至消毒室(15)以进行一段时间的消毒，消毒剂通过PLC控制的计量泵供给，也可选择性的采用传感器来控制消毒剂的浓度。
权利要求书
1.一种低能耗间歇曝气废水处理系统，包括：废水预处理装置，装置包括吸入废水的泵(24)，该泵采用细和粗格栅(22)封闭以将砾石阻隔在室(19)外;所述预处理装置具有流量计和控制装置，滞留和控制阀门，泵(25)采用电气控制，将信号传输至PLC装置中来控制液体的泵入、水平以及流速;液体被泵入处理装置，或作为污泥消化器的UASB装置中;需氧处理装置，由空气扩散单元或小气泡扩散器(1)组成，采用间歇和对角式操作的风机(9)将空气吹入扩散器中，有氧区密集分布着扩散器，该所述区域为，可选的，可以比其它区域更深;搅拌机(8)，搅拌机和风机均PLC实时控制，搅拌机在扩散器停止后进行操作，曝气池内采用外加能量防止污泥的沉降;
然后废水进水沉降池(3)，通过采用池内贮存污泥的沉淀装置实现液体和污泥的分离;为使污泥的吸入更均匀，沉降室的低端部分有一利用泵(14)吸入污泥的环(30)，所述泵具有防止超压的特性;泵运用电动阀(10)，通过管道将污泥输送至处理设备中;泵运用另一电动阀(10)将过量的污泥输送到厌氧污泥消化装置;所述的UASB(21)(升流式厌氧污泥床)型消化装置采用厌氧细菌消化污泥，消化过程不消耗能量，形成一层絮状或粒状污泥;该UASB装置由迫使污泥进入的进水管(6)组成，并采用管道(5)从底部上升至顶部;更高的部分有一沼气累积室，该气体可在上升过程中被烧掉以避免污染大气;燃烧系统由PLC控制，并且该部分也有用于液体和厌氧污泥分离的沉降单元;
无污泥液体由沉降器(3)分离，所述沉降器的上部有通道和带有浮渣滤网的锯齿形溢流堰，这样该液体中既没有浮渣也没有污泥，然后液体被传送至提供消毒剂停留一段时间的蛇形消毒管或消毒室(15);消毒剂由配料泵供给，并由PLC控制;可选择性的采用传感器来控制消毒剂的浓度。
2.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：进水池泵包括离心泵、螺杆泵、螺旋水斗型泵、分叶膜片泵。
3.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：筛网为手动的或自动的。
4.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：流量控制和测量装置包括苏特罗式溢流堰、旋转型部件、超声测量和控制系统、紫外光灯、机械的、PalmerBoulus或Cipoleti型溢流堰。
5.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：阀门包括球阀、闸阀、电动阀、铜截留阀、单向阀。
6. 根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：控制系统包括PLC装置或电气控制卡和电气计时系统。
7.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：对角曝气系统包括:无堵塞小气泡平板型扩散器装置、管式无堵塞小气泡鼓泡式、陶瓷平板以及小气泡鼓泡式，采用塑料覆盖平板防止堵塞，空气扩散采用文丘里型装置进行;采用机械曝气型系统而不是鼓风机时，将其用该类型机械曝气机替代。
8.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：风机包括螺杆型或离心型，随空气流量的变化有或没有频率变化。
9.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：搅拌机可为：高速型、桨片小于1米、速度为1000到3000rpm，或低速型，搅拌机的每个宽桨片长度超过2米，速度范围从10rpm到50rpm。
10.根据权利要求1所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：沉降池可为：具有平行薄板、组件或工业型包含管板的、或波纹板、或者没有薄板的沉降槽。
11.一种低能耗间歇曝气废水处理系统的处理方法，包括以下阶段：
a) 预处理以去除0.2cm的沙子，但可使更小的沙子通过，去除所有不可生物降解的颗粒，并且水泵进水池中的理想停留时间为小于或等于20分钟;
b) 废水被泵入废水处理装置中，所述的处理是可变的，取决于：
若5天内测得的BOD浓度在300至1000之间，处理为三个状态：有氧、缺氧和兼性的;有氧状态的水的停留时间为4小时到3天，缺氧状态，由特定废水中的氮元素引起，其计算基础是考虑到安全因子理论时间的1.5到2.5倍，所述时间可为3小时至大于3天;
若5天内测得的BOD浓度高于300但小于10000，系统包括第四个状态，即为初始的厌氧状态，这意味着在水泵进水池之后以UASB作为起始的第一个单元，其停留时间达24小时或达到5天;在这些条件下，该UASB系统具有双重功能，一个是作为粗处理单元，另一个是污泥消化系统;之后，在低负荷时，将污泥输送至UASB型单元进行消化，挥发性悬浮固体的去除效率达到90%;剩余液体回到曝气系统中;在该UASB系统中，有机污泥逐渐被固定悬浮固体取代，其中约每7年需要清理一次，或者当VSS/TSS值小于0.1时;处理后液体最终进行10分钟至2小时的停留，沉降室内泵的清理时间不超过4小时;清除容积随废水的BOD含量变化，该清理进行的方式使得细菌质存在于对数生长期，而不是常规情况下稳定的生长期，不过必须要确保系统内污泥含量的清理时间至少为5mL每升，采用英霍夫式锥形管测量，到900mL每升;考虑到低污泥浓度以及低温会产生泡沫，生活污水中，污泥含量的优选范围为300到850mL每升污泥;该清理可保证细菌处于对数状态;
c) 清除的污泥或多余的污泥被送入UASB系统，以厌氧方式降解污泥，由于该过程为清理污泥中的专用厌氧状态，这是系统的可选阶段;
d) 在这之后，对污水进行消毒，时间可变化，从使用臭氧的不到1分钟到使用氯气的30分钟。
12.根据权利要求11所述的低能耗间歇曝气废水处理系统，其特征在于：下述一种或其混合物可作为消毒剂使用：银离子、光学染料如亚甲基蓝、副玫瑰苯胺、溴、碘、铜、过氧化氢、与锐钛矿矿结合使用的紫外光或单独的紫外光。
说明书
厌氧兼缺氧好氧装置中采用小气泡无污泥法的能量优化
技术领域
本类型的处理装置是欧洲小型缺氧好氧装置起泡系统与逆流的组合，但是污泥消化中增加了并入了UASB(升流式厌氧污泥床)型系统的消化系统的特征，这意味着系统中没有污泥产生。
发明内容
本类型的处理装置是欧洲小型缺氧好氧装置起泡系统与逆流的组合，但是污泥消化中增加了并入了UASB(升流式厌氧污泥床)型系统的消化系统的特征，这意味着系统中没有污泥产生。
采用逆流型曝气机，将氧气最大限度地输入曝气系统中，这样用于转移的能耗将会最小;另外，由于不采用好氧法进行污泥消化，而采用厌氧法替代，然后就发现了应用于各种类型污泥的厌氧法，如用于处理活性污泥系统中污泥的UASB法，而使用UASB型厌氧系统作为消化系统。
这样形成了一个消耗氧气极少的系统，系统一方面处理好传质，使氧气能以一种有效方式的移入水中，同时在采用厌氧消化的原位使用时，应用UASB系统的方法进行消化，使同等高效的去除极高负荷成为可能;比如，在用于去除好氧系统中污泥负荷的常规系统中，其效率一般接近40到60%，而在UASB系统中可以更高，在去除固体和污泥的化学需氧量(DQO)方面可达到70%或更高。
本发明包括了基于活性污泥装置的处理系统，污泥包括好氧型、缺氧型、厌氧型，该系统具有低能耗，并无污泥产生，因为UASB能够高效的去除污泥中的有机物质。
该处理装置能耗较低，污泥产生量较少，不同于其他的产生污泥的系统，如下述专利申请或专利中叙述的：CN1313250、WO2007136296、JP2007130533以及US2006000770。其他专利或专利申请中采用的方法也有不产生污泥，或同样产量较少的，如MX173685A、MX172965A;不过，这些示例中并未如本申请中使用悬浮介质;在JP2005144291中使用了膜，同样有可能形成堵塞，并且其能耗要大得多;同时上述提到的示例均未使用间歇式曝气系统，除了JP2003245684，不过该示例中有污泥产生，并且它采用了本发明中未使用的膜系统。
本发明提出的系统还能去除硫、氮、磷以及生化需氧量(DBO)。