申请日2005.09.09
公开(公告)日2007.08.22
IPC分类号C02F1/52; C02F3/30; C02F1/58
摘要
本发明涉及一种自含有铵、生物需氧量(BOD)、磷酸盐和镁的液体中同时去除BOD和磷酸盐的方法，所述方法包含：将所述液体馈入含有BOD氧化生物体的反应器中;确保所述反应器中的所述液体含有相对于磷酸盐而言化学计量过量的铵和镁，其中所述化学计量与鸟粪石的化学计量相关;氧化至少部分的BOD;将所述反应器中所述液体的pH值调节到所需值;在所述反应器中形成固体物质，所述固体物质包含鸟粪石;将至少部分所述包含鸟粪石的固体物质自反应器排出物中分离;将一部分所述固体物质返回到所述反应器中。本发明也涉及一种用于此方法的反应器。所述方法和装置的优势在于，可在一个反应器中将BOD和磷酸盐都自所述液体中去除。
权利要求书
1.一种用于自含有铵、生物需氧量(BOD)、磷酸盐和镁的液体中同 时去除BOD和磷酸盐的方法，所述方法包含：
a)将所述液体馈入含有BOD氧化生物体的反应器中;
b)确保所述反应器中的所述液体含有相对于磷酸盐而言化学计量 过量的铵和镁，其中所述化学计量与鸟粪石的化学计量相关;
d)在所述反应器中需氧氧化至少部分的所述BOD;
e)将所述反应器中所述液体的pH值调节到7.5至11的值;
f)在所述反应器中形成固体物质，所述固体物质包含鸟粪石;
g)将至少部分的所述固体物质自所述反应器排出物中分离;
h)使一部分所述固体物质返回到所述反应器中;和
i)将所述生物体在所述反应器中保持生物体滞留时间，从而使铵 在所述反应器中的硝化作用为25%或25%以下。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含保持少于硝化细菌的 倍增时间的生物体滞留时间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其包含通过去除CO2来调节所 述反应器中所述液体的pH值。
4.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中将所述 pH值调节到8与9之间。
5.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中选择4 至40小时之间的生物体滞留时间(SRT)。
6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中通过选自由层状分 离器(lamella separator)、过滤器、澄清器、水力旋流器和回流系统组成 的群组中的一个或一个以上部件来控制所述生物体滞留时间。
7.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中自所述 液体排出物中的生物体分离鸟粪石。
8.根据权利要求7所述的方法，其中通过三通道固体-固体-液体分离 器来进行所述分离。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中通过水力旋流器或层状分 离器来分离所述分离。
10.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中所述反 应器中所述液体中的所述鸟粪石含量保持在至少5kg/m3。
11.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中在步骤 f)中使用硝化和/或脱氮细菌后自所述排出物去除铵。
12.根据前述权利要求中任意一项权利要求所述的方法，其中在步骤 a)之前厌氧处理所述BOD。
13.一种用于同时去除液体中的BOD和磷酸盐的装置，所述装置包 含：
a)反应器，所述反应器包含：
i)所述液体的入口;
ii)含氧气体的入口和分配器;
iii)含二氧化碳气体的出口;
iv)反应器排出物的出口;
v)视情况一个或一个以上选自由以下部件组成的群组的部件：用 于测量的部件和/或用于控制铵浓度、磷酸盐浓度、镁浓度、氧浓度、 温度和pH值的部件;
b)用于使固体物质与所述反应器中的所述液体分离的分离器;
c)连接所述分离器与所述反应器用于使至少一部分所述同体物质 返回到所述反应器中的回流管线。
14.根据权利要求13所述的装置，其中所述分离器为三通道固体-固 体-液体分离器。
15.根据权利要求13或14所述的装置，其另外包含所述反应器a) 的下游用于氧化氨的需氧反应器。
16.根据权利要求13至15中任意一项权利要求所述的装置，其另外 包含反应器a)的上游用于厌氧处理BOD的厌氧反应器。
17.根据权利要求13至16中任意一项权利要求所述的装置，其中所 述反应器另外包含：
vi)一个或一个以上选自由以下部件组成的群组的部件：搅拌机、 搅拌器、喷雾器和膜式分配器，其中所述部件经设计以将介于10与 500W/m3之间的混合能引入所述反应器中的所述液体中。
说明书
同时去除废水中的生物需氧量(BOD)和磷酸盐的方法
技术领域
本发明涉及一种自含有铵、生物需氧量(BOD)和磷酸盐的液体中 同时去除BOD和磷酸盐的方法以及一种用于此方法的装置。
背景技术
在城市和工业用水中产生受磷酸盐污染的废水，可应用磷酸盐去除 技术来处理废水。常规方法是基于活性污泥的固定或基于钙或铁盐的磷 酸盐的沉淀。后一种方法产生相当大量富含水的污泥，这需要以持续增 加的成本来处理。为使处理成本降到最低，通常在处理之前以机械方式 使污泥脱水。通常甚至在脱水后，污泥的含水量仍为60%至85%，且处 理成本的相当大部分来自于昂贵的水处理。由于废弃污泥的含水量高且 质量低，因此使得磷酸盐的再利用成为不具经济吸引力的选择。
US 5126049描述一种处理原水的方法，其包含在存在细菌的情况下 使水生物脱氮，从而产生具有降低的含氮量且含有细胞结合氮的细菌的 水源。对具有降低含氮量的水源通气以释放铵离子形式(并非硝酸盐或 亚硝酸盐离子)的所述细胞结合氮。在反应器中通过用镁离子和磷酸盐 离子处理水源来使铵离子以鸟粪石的形式沉淀，从而产生大体上不含氮 的水源。为达到生物反应的最佳条件，加入醇、糖或有机酸作为细菌的 碳源。沉淀优选包括用镁离子和磷酸盐离子来处理水，从而使铵离子以 鸟粪石(MgNH4PO4，MAP)的形式沉淀。此纯化方法需要至少四个反 应器和容器：脱氮反应器、通气容器、用于形成鸟粪石的第二反应器和 过滤或沉降容器(池)。
EP1496019(WO0308699)揭示一种自含有高浓度有机物质、磷和 氮的废水(例如人类废水和化粪池污泥的消化上清液、污泥的消化清液 和化工厂废水)中回收呈现磷酸二氢铵(MAP)晶体形式的磷酸镁铝的 方法和装置。污泥的处理方法包含：在厌氧消化池中处理在有机废水的 生物处理系统中所形成的混有污泥的液体，从而实现消化污泥，同时将 镁源加入厌氧消化池中，使得MAP晶体微粒在厌氧消化池中形成并生 长，将含有MAP晶体的混有污泥的液体自厌氧消化池中抽出，自所抽 出的混有污泥的液体中分离并回收含有MAP晶体微粒的固体，并在分 离和回收MAP晶体微粒后将部分混有污泥的液体返回到厌氧消化池中。
替代性方法可包含例如通过使用类似砂子和矿物(Crystalactor方 法)的合适晶种材料或通过使用颗粒(“Phosnix”方法)使鸟粪石结晶。 在此项技术的方法中，由于污泥产量低、能耗低且产生沼气，因此在厌 氧生物反应器中使用Crystalactor来处理废水。在需氧生物处理设备中 研磨排出物。在第二反应器中，通过将MgCl2和NaOH溶液馈入厌氧阶 段的一部分排出物中使鸟粪石结晶来去除磷酸盐。在“Phosnix”方法(即 此项技术的另一种方法)中，将含有磷酸盐的废水馈入已定剂量加入镁、 控制pH值且形成精细MAP晶体的反应容器中。在反应容器的底部，通 过空气使MAP颗粒保持流体化，且精细MAP晶体粘附于所述颗粒表面 上生长其尺寸。自反应容器底部周期性地排出已长大的MAP颗粒。
背景技术方法和装置的缺陷在于仅促进去除磷酸盐，而未去除BOD (生物需氧量)，或不得不在不同反应器中去除BOD和磷酸盐。另一缺 陷在于可能需要另外的化学物质来控制pH值。
发明内容
因此，本发明目的在于提供一种部分或完全克服上文提及缺陷的方 法。根据本发明，提供一种自含有铵、BOD、磷酸盐和镁的液体中同时 去除BOD和磷酸盐的方法，所述方法包含：
a)将所述液体馈入含有BOD氧化生物体的反应器中;
b)确保所述反应器中的液体含有相对于磷酸盐而言化学计量过量的 铵和镁，其中所述化学计量与鸟粪石的化学计量相关;
d)在所述反应器中需氧性地氧化至少部分的BOD;
e)将所述反应器中液体的pH值调节到7.5-11的值;
f)在所述反应器中形成固体物质，所述固体物质包含鸟粪石;
g)将至少部分所述包含鸟粪石的固体物质自反应器排出物中分离;
h)将一部分所述固体物质返回到所述反应器中;和
i)将所述生物体在所述反应器中保持生物体滞留时间，从而使铵在 所述反应器中的硝化作用为25%或25%以下。
另一方面，本发明涉及一种同时去除液体中的BOD和磷酸盐的装 置，所述装置包含：
a)反应器，所述反应器包含：
i)液体入口;
ii)含氧气体的入口和分配器;
iii)含二氧化碳气体的出口;
iv)反应器排出物的出口;
v)视情况一个或一个以上选自由以下部件组成的群组的部件：用于 测量的部件和/或用于控制铵浓度、磷酸盐浓度、镁浓度、氧浓度、温度 和pH值的部件;
b)用于使固体物质与反应器中的液体分离的分离器;
c)连接所述分离器与反应器用于使至少一部分所述固体物质返回到 所述反应器中的回流管线。
与背景技术的方法或装置相比，本发明方法和装置的优势在于可在 一个反应器中将BOD和磷酸盐都从液体中去除。所述方法的另一优势 在于，通过自液体中汽提CO2从而减少碱的使用。与例如EP1496919不 同，本发明有利地提供在一个反应器中需氧氧化BOD与形成MAP的组 合。