申请日2003.10.07
公开(公告)日2007.08.15
IPC分类号C02F3/22; C02F3/12; B01F3/08; B01F5/04; B01F5/02; B01F3/04
摘要
本发明涉及一种用于对于废水进行生物学净化的方法，其中通过一个仅具有两个稳定的、彼此同心布置的管子的双料喷嘴(2)将废水和气体输送给一个包含有微生物的反应容器(1)，所述双料喷嘴没有附加的输送元件，并轴线垂直地伸进到反应容器(1)中，直到到达位于该容器中的废水中。双料喷嘴(2)的所述位于内部的、引导着气体的内部管子并包括一个敞开的环形间隙被外部管子所包围，该外部管子对于借助于一个泵而输送的废水进行引导。借助于一个鼓风机(13)给内部管子输送气体，该内部管子与外部管子的出口孔(3)间隔着一个距离而在该外部管子的内部中结束，该距离比在出口孔(3)部位处的外部管子的内径至少大“5”倍。外部管子的出口孔(3)、并因此双料喷嘴(2)的出口孔(3)与除了双料喷嘴(2)之外不包括有其它装入件的反应容器(1)的底部(4)间隔着一个距离，该距离比位于反应容器中的废水的高度的一半要大。
権利要求書
1.用于对于废水进行生物学净化的方法，其中通过一个仅具有两 个稳定的且彼此同心布置的管子的双料喷嘴将废水和气体输送到一个 包含有微生物的反应容器中，所述双料喷嘴没有附加的输送元件，并 轴线垂直地伸进到反应容器中，直到到达位于该容器中的废水里，其 中双料喷嘴的所述位于内部的、引导气体的内部管子并包括一个敞开 的环形间隙被外部管子包围，该外部管子对于借助于一个泵而输送的 废水进行引导，并且其中在反应容器中废水和气体的混合物在一个回 路中运动，其特征在于，
-双料喷嘴(2)的、借助一个鼓风机向其输送气体的、引导气体 的内部管子(9)与引导废水的外部管子(8)的出口孔(3)间隔一个 距离(h)而在该外部管子的内部中结束，该距离比在出口孔(3)部 位处的外部管子(8)的内径(dF)大至少“ 5”倍，
-外部管子(8)的出口孔(3)、并因此双料喷嘴(2)的出口孔 (3)与除了双料喷嘴(2)之外不包括其它装入件的反应容器(1)的 底部(4)间隔一个距离(A)，该距离比位于反应容器(1)中的废水 的高度(H)的一半要大。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，外部管子(8)的 出口孔(3)、并因此也是双料喷嘴(2)的出口孔(3)设置在位于反 应容器(1)底部(4)上方的废水高度的大约三分之二处。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述废水、连 同从反应容器(1)中取出的废水一起被输送给双料喷嘴(2)的外部 管子(8)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在一 个反应容器(1)中无其它装入件地设置两个或者多个双料喷嘴(2)。
说明书
用于对于废水进行生物学净化的方法
本发明涉及一种用于对于废水进行生物学净化的方法，其中通过 一个仅具有两个稳定的、相互同心设置的管子的双料喷嘴将废水和气 体输送给一个包含有微生物的反应容器，所述双料喷嘴没有附加的输 送元件，并轴线垂直地伸进到反应容器中，直到到达位于该容器中的 废水里，其中双料喷嘴的位于内部的、引导气体的内部管子、还包括 一个敞开的环形间隙被外部管子所包围，该外部管子对于借助一个泵 所输送的废水进行引导，并且其中由废水和气体所组成的混合物在反 应容器中在一个回路中运动(EP0130499B1)。
在对于废水进行生物学净化时，在使用氧气的情况下用微生物- 以下称为“生物物质”-将有机的有害物置转变为无害物质。通过向 一个反应容器中吹入一种生物物质-水-混合物而将废水净化，不断 地向该反应容器输送废水和气体，并且从中取走类似量的生物物质- 水-混合物。所谓“气体”应理解为空气、增加了氧气含量的空气或 者也可以是纯氧气。
在家庭中、也在许多工业方法中出现含有有机物的废水。为了净 化这种废水，已知用于以通过微生物需氧的途径来清除溶解的有机化 合物的方法。这些方法多数在平坦的活化池中进行。这类方法的缺点 -例如由于大的废气量而影响环境的气味、噪声级高、占地大以及投 资高、耗能大，已是众所周知的。
此外还已知一种在类似一个鼓风柱的高的圆柱形塔中净化废水的 方法(DE-Z“化学-工程-技术(Chemie-Ingenieur-Technik)”54 (1982)，11号，939-952页)。由于不利的流体动力情况、并因此 鼓风柱的比较差的物质传递条件，所以它的容积载荷比较低一这是相 对于反应容器的容积以及每天的容积载荷，并以CSB进行测量的量的 污脏物质。该容积载荷约为1kgCSB/m3d。所述送气仅在所采用的塔的 底部进行，这样该方法的单位能量需求比较高。
DE4105726C1公开了采用一种在本技术领域叫做“回路反应器” 的反应容器的方法。这种回路反应器是一种设置了垂直轴线的圆柱形 容器，在该容器的内室设置了一个在两侧敞开、且也具有垂直轴线的 导管。在按照该文献的反应容器中，在导管上方设置一个双料喷嘴， 借助该喷嘴输送废水和气体。在此，所述气体通过一根直线管和一个 包围着该管的通道被输送到双料喷嘴的一个第一混合段，通过一个环 形通道向该双料喷嘴也输送废水。一个第二混合段和一个第三混合段 分别用凸缘或者接头与第一混合段连接。此外，在第二和第三混合段 之间还设置了一个具有吸入嘴的环形通道，通过该吸入嘴来吸入废水 和气体，在第三混合段中这些废水和气体与位于双料喷嘴中的基质进 行混合。
在按照DE19842332A1的方法中，在也是作为回路反应器设计 的反应容器中设置了一个上插入管和一个下插入管，这两个管通过一 个隔板分隔开。通过一个设置在反应容器底部处的鼓风单元向反应容 器提供气体。在隔板部位处设置了一个由两个同心的管子组成的喷 嘴，在该喷嘴中由一个泵输送的流体向下游流到下插入管中。在这种 情况下，其它的流体由这个单料喷嘴一起带出。
按照DE4012300A1也是作为回路反应器设计的反应器具有一 个流体导管来作为装入件，在该导管的下部区域中设置了一个喷嘴。 该喷嘴的结构在该文献中未作说明。通过一个第一导管向这个喷嘴提 供气体，通过一个第二导管向这个喷嘴提供废水。根据该文献的附图， 用于输送气体的喷嘴部件比用于输送废水的喷嘴部件要长。
按照DE3703824A1也是作为回路反应器设计的反应器具有一 个导管(带有转向器)来作为装入件。一个喷嘴很深地伸入到该导管 中。该喷嘴具有一个中心孔、一个用于输送气体且同心地包围该孔的 第一环形间隙、以及一个同心地包围第一环形间隙且具有相同轴向长 度的第二环形间隙。通过所述中心孔和环形间隙输送待净化的废水。 该中心孔在轴向上比用于输送气体的第一环形间隙要长。
采用本文开始描述的按照EP130499B1的方法在处理废水时提 高了净化量。容积载荷最高达到70kgCSB/m3d。在按照该文献的回路反 应器中，通过一个由两个稳定的、且同心设置的管子组成的双料喷嘴 将废水和气体引导到一个导管中。双料喷嘴的用于输送气体的所述管 子位于输送废水的外部管子之内。该管子从外部管子伸出。在该回路 反应器运行时出现绕导管的回路流动，并伴有液体和气体的混合。这 样一种回路流动的优点是，所述两相的流动比较均匀，并且与此相关 的是，用于净化废水所需的氧气能很好地从气体传递到液体中。在这 种已公开的方法中所述气体是从上方引入到导管中的，这样在气体从 反应容器中排出之前该气体至少经过一个完全的回路。然而由于向导 管所输送的液体，就要求输入更高的能量，为的是使所述被输送的、 并且已分解成气泡的气体与它的“上升趋向”相反地随同回路流一起 向下输送。
本发明的任务是将本文开头所述的方法作如下改进，即能减少投 资和能源消耗。
根据本发明，这一任务是通过下述措施完成的：
-双料喷嘴的引导气体的、且借助一个鼓风机输送气体的内部管 子与引导废水的外部管子的出口孔间隔一个距离地在该外部管子之内 结束，该距离比出口孔部位处的外部管子的内径大至少“5”倍;
-外部管子的、并因此双料喷嘴的出口孔与除了双料喷嘴之外不 包含其它装入件的反应容器的底部间隔一个距离，该距离比位于反应 容器中的废水的一半高度要大。
在此方法中，在空间上彼此分开地向至少一个双料喷嘴输送所述 在一个回路中运动的废水和气体，其中，由于与外部管子相比的较短 管子，使所述气体已在双料喷嘴中实现预分散。在废水和气体的混合 物从双料喷嘴排到反应容器的内容物中时，就形成了从双料喷嘴所排 出的混合物到达位于反应容器中的废水的脉冲传输。通过这种脉冲传 输附加地将气体分散得很细，并且在反应容器中向下输送。通过使气 体-废水混合物由此向下指向的流动以及使其在反应容器的底部处的 转向，就在反应容器中形成一种环流，这样使气体在反应容器中分布 得非常均匀。在本方法中不需要导管、或者分开的分散装置--例如经 常使用的环形分配器或者薄膜分配器。因为反应容器无需分开的装入 件就足够了，因此它的结构可以很简单。因此投资低。由于没有装入 件，所以在该方法中可以减少能量的需求。