申请日1995.09.13
公开(公告)日1996.08.21
IPC分类号C02F3/02
摘要
公开了需氧生物学处理废水的装置，其中，许多具有较大表面积和粘着微生物的载体部件可移动地安装在已知高度范围内的圆柱形反应器内，且载体基本上连续地水平移动，使得部分载体受到清洗空气的清洗，部分清洗系统消除了与间歇清洗全部载体有关的缺点。
権利要求書
1.需氧生物处理的装置，它包括具有规定高度的反应器;将被 处理废水流入反应器的废水进料装置;将处理的水从反应器排出 的处理水排出装置;容纳载体的可运动载体容器，即除上述反应 器的内边缘和中心部位外，在已知该反应器的高度范围内，载体几 乎占据整个平面，微生物容易粘着在载体上;以缓慢的速度，沿已 知的旋转轨道，基本连续移动上述载体容器的装置;通过喷射清 洗空气来分离粘着于载体上的微生物的喷射空气装置，该喷射空 气装置在沿上述旋转轨道处固定在载体下面，并在几乎垂直于轨 道的半径方向直线伸出;和提供空气来保持要处理废水在有氧环 境下的扩散空气装置，该扩散空气装置安装在反应器的内侧边缘 部位和/或中心部位。
2.按照权利要求1的需氧生物处理的装置，其中，所述可运动 载体容器在其边缘处有许多滚柱，这些滚柱安装在反应器内壁的 环形导轨上滚动以便支配旋转运动。
3.需氧生物处理的装置包含具有规定高度的反应器;将被处 理废水送入反应器的废水进料装置，将处理水从反应器排出的处 理水排出装置;容纳载体的固定的载体容器，即除反应器的内边 缘和中心部位外，在已知该反应器高度范围内，该载体安装在一环 状物上几乎占据整个平面，微生物容易粘着于载体上;和从载体下 面喷射清洗空气来分离粘着于载体上的微生物的喷射空气装置， 该喷射空气装置在上述载体的环形物的半径方向直线伸出并以缓 慢速度沿载体环形物的边缘方向，基本连续地运动。
4.按照权利要求1到3中任一需氧生物学处理的装置，其中 载体容器具有一对平行的水平架和与该对水平架相连的垂直架组 成的支撑框架，每个上述垂直架都安装有微生物载体，该载体包含 许多放射状嵌入作为核心的上述垂直架上的纤维状部件。
5.按照权利要求1到3中任一需氧生物学处理的装置，其中 载体容器具有由一对平行的水平架和与该对水平架相连的垂直架 组成的支撑框架，每个上述垂直架都安装有微生物载体，该载体包 含至少缠绕在两个垂直架上的纤维状部件。
6.按照权利要求4或5的需氧生物学处理的装置，其中纤维 状部件是卷曲的塑料纤维或具有诸如十字形不规则切面的塑料纤 维。
7.按照权利要求1到6中任一需氧生物学处理的装置，其中 反应器为垂直开顶圆柱体。
8.按照权利要求1到7中任一需氧生物学处理的装置，其中 所述废水进料装置将废水进入反应器的上部且处理水排出装置为 从反应器下部升起的溢流管。
说明书
需氧处理废水的装置
本发明涉及使用需氧微生物来处理废水的装置，并进一步涉及 使用固定在固体载体上的需氧微生物的有机膜来处理废水的装置。
在设计用于将微生物保留在反应器中的装置方面，需氧菌处理 废水装置比厌氧菌处理装置受限制小(因需氧菌比厌氧菌更易增 殖)，所以需氧处理废水是有利的。用需氧菌处理废水可粗分为使用 悬浮在废水中的微生物的悬浮系统和使用固定在固体载体上的微生 物有机膜系统。尽管迄今为止人们提出多种不同用于这些系统的方 法和装置，但是其悬浮系统存在问题，即微生物的浮块沉降速率低， 并有时从装置上溢出，不能保证需要量的微生物(称堆积现象)，这导 致处理水质量下降。相反，有机膜系统不存在这样的问题，并在废水 处理上也获得高效性。从此观点来看，后者比前者更优选采用。
尽管上述优点，有机膜系统要求必需定期清洗工作来防止增殖 微生物堵塞反应器。为此，必须停止处理，通过从反应器底部引出的 清洗管喷射空气来清洗反应器。然而，某些种类的载体或某些用于容 纳载体的构件难以进行彻底清洗并保证充分有效的载体表面积。
更详细地，在只将球形或无规则形状的无机模制或天然填充剂 作为载体装填于反应器的系统中，填充剂彼此接触仅产生小的有效 表面积，并且它们中的空间很小，所以易于堵塞。在将具有较大表面 积的园柱状载体容纳物如蜂窝状的结构放入反应器的系统中，当微 生物在结构的内表面增殖时，有效表面积减小，使结构不易清洗。在 由柱或笼支撑的纤维或带状金属或塑料系统中，密集缠绕的纤维或 带中的空隙很快被微生物填充，结果有效表面积大大减小。另外，如 果用力清洗该系统，清洗工作后，微生物从载体上过多地落下来则显 著减小处理能力，不能以稳定的方式继续处理。
定期清洗也伴随一系列缺点，即在处理中清洗管易于堵塞。进 一步，从清洗管喷射的空气通常几乎是垂直上升的。在高度为4—5 米的普通反应器中，气流扩散的直径至多为30cm。因此，为了使空气 气流喷射到载体的每个部分，必需密集地安装大量用于喷射空气 的喷嘴。这不仅招致最初费用和工作费用的增加，而且难以操作控 制。
为了解决与用需氧菌生物学处理废水所需的常规有机膜型装置 有关的问题，本发明人进行了大量的调查研究。结果发现了一种划 时代的装置，在该装置中，采用了完全不同于常规装置的清洗系统， 可以进行恰当的清洗而不引起处理能力的大幅度减小，同时保留充 分有效的表面积，另外，在每次清洗工作中不必停止处理废水。
如上所述，在常规有机膜型处理装置中，微生物在固定于反应 器上(或者实际上是通过罩等固定在反应器上)的载体表面上生长， 而且用来自反应器底部清洗管的喷射空气清洗全部固定载体(下 文称全部清洗系统)。这意味着载体表面上的全部微生物膜在数量上 突然发生改变。如果清洗工作引起微生物过多分离，则导致处理能 力的大幅度减小。
本发明人注意到，用连续部分清洗步骤代替全部清洗系统可能 解决上述提到的问题。例如，如果载体在其垂直轴上水平地旋转，那 么，只有其中某一部分连续地受到清洗(下文称其为部分清洗系统)， 转一圈完成整个载体的一个清洗循环。假设载体转一圈历时1小时， 那么，1分钟的清洗部分是一个具有360°/60=6°中心角的扇形面。 即使在一个扇形面上，微生物过多地从载体上落下来，对处理能力的 影响将确定为整个系统的1/60。因此，部分清洗容易进行的，同时， 即使载体上的微生物过多地脱落，也可将不良影响降低到最小。
进一步，按照部分清洗系统，在整个载体十分有限的区域内喷射 清洗空气，则可以很容易地增加喷嘴的密集度，并且因为空气连续地 从管子中喷射，可减小清洗管子堵塞的可能性。
基于上述思想，已完成本发明。本发明的一个目的是提供一种 用于需氧生物学处理废水的新的装置，在该装置中，通过移动要清洗 的部分进行部分地连续地清洗而使得在几乎对清洗度无任何影响的 条件下稳定处理能力。
本发明的另一个目的是提供一种用于需氧生物学处理废水处理 的新装置，在该装置中，采用上述部分清洗系统，使得清洗的影响 降低到最小，这样，使得优先于其它性质(即使因难于进行适当的清 洗而几乎不应用载体，或者载体引起微生物过多脱落)来选择具有较 大有效表面积的载体成为可能。
本发明进一步的目的是提供一种用于需氧生物学处理废水的新 的装置，在该装置中，采用上述部分清洗系统，使得生物学处理可以 在连续的系统中进行而不必停下来进行清洗。
本发明更进一步的目的是提供一种用于需氧生物学处理废水的 新的装置，在该装置中，通过选择适于部分清洗的载体而有效地进行 上述部分清洗。
本发明再进一步的目的是提供一种用于需氧生物学处理废水 的新的装置，在该装置中，分别提供部分清洗的清洗装置和空气扩 散装置，以便于分别获得清洗(分离微生物)必需的剪切力和保持有 氧环境必需的溶解氧的充足供给。
本发明的上述目的通过用于需氧生物学处理的装置来完成，该 装置包含具有规定高度的反应器;将废水送入到反应器中进行处理 的装置;排出处理水的装置;用于容纳载体的载体容器，除了反应器 的内边缘部分和中心部分，在所给的反应器的高度范围内，载体大约 占据整个平面，使得微生物易于粘着在容纳器上;以低速度沿着给出 的旋转轨道基本上连续移动载体容纳器的装置;喷射清洗空气来分 离粘着在载体上的微生物的空气喷射装置，在沿着旋转轨道的某个 位置载体下面固定空气喷射装置并在几乎垂直轨道的径向直线伸 展;和供给空气来保持在有氧环境下处理废水的扩散空气装置，设 置在反应器内边缘部分和中心部分的扩散空气装置。