使用间歇式倾析延时曝气法处理废水的方法技术

一种间歇式倾析延时曝气（ＩＤＥＡ）法，其特征在于，一个曝气阶段，一个沉降阶段和一个倾析阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行，入流的废水在反应器的底部被横向输入并在反应器中缓慢地扩散，而提供一种在倾析阶段被间歇地排出的处理后的废水。根据本发明专利技术的方法，废水可被高效地处理而无须在干燥天气和潮湿天气条件以及暴雨天气条件下分流废水。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于废水处理的方法，其目的在于除去废水中的氮、磷以及有机物。更具体地说，本专利技术涉及一种使用间歇式倾析延时曝气(IDEA)法处理废水的方法，该方法包括一个循环工艺，该循环工艺中曝气、沉降和倾析三个阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行。过去，废水处理厂通常致力于去除废水中的有机物和悬浮固体。因而在传统的废水处理中，许多无机养分如氮和磷并没有去除就被排放到湖泊和沼泽中。这导致湖泊和沼泽的富营养化，从而难以提供清洁的水源和保护生态系统。例如，在废水处理厂中，有机物的去除比例是80％或更多，而氮和磷却没有有效地去除从而与废水一同排出。这种排入湖泊和沼泽中的含有氮和磷的废水导致藻类的过分繁殖，从而难以提供高质量的水源。结果，废水处理的费用剧增，因而进一步需要一种净化废水的更为先进的处理方法。椐此，本领域提出了多种去除废水中含有的各种养分的方法。它们可以大致地分为去除氮的方法、去除磷的方法以及同时去除氮和磷的方法。一种废水处理的传统方法是用微生物的硝化和脱硝循环过程来去除氮，以及用厌气-好气法的原理去除磷(它是通过微生物好气性过量吸收在厌气和无氧条件下释放出来的磷来进行的)。比如，有一种同时去除氮和磷的方法被称为Bardenpo法；而生物去除磷的方法被称为厌气-好气法(A/O法)和A2/O法。另外还有一种废水处理方法，例如用一种普通混凝剂如铝和石灰的化学沉淀法，以及氨的气提法。然而，上述每一种传统方法根据其操作特点各有其缺点。这些缺点汇总在表1中表1 为消除上面表1中所描述的传统方法的缺点，并开发一种高效去除氮和磷以及有机物的方法，本专利技术是在进行了深入研究的基础上完成的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种使用间歇式倾析延时曝气(IDEA)法处理废水的方法，其特征在于，曝气、沉降和倾析三个阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行，其中入流的废水在反应器的底部被横向输入并在整个工艺周期中在反应器中缓慢地扩散，而处理后的废水只在倾析阶段被间歇地排出。本专利技术的另一目的是提供一种使用IDEA法的废水处理方法，其中曝气、沉降和倾析三个阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行，其特征在于，所述的曝气阶段包括一个第一阶段，该阶段在输入外部碳源的同时通过少量氧气完成；以及一个第二阶段，该阶段通过大量氧气完成，氧气的量取决于对将要输入到曝气阶段的氧气量的控制。通过阅读本说明书的剩余部分，本专利技术更进一步的目的和优点将更为明显。附图说明图1是曝气阶段图。图2是沉降阶段图。图3是倾析阶段图。图4是本专利技术反应器的平面图。在传统的连续稳态生物法中，生物氧化和悬浮固体的分离这两个处理过程依次在各自的反应器中进行；与传统过程相反，本专利技术的方法包含一种间歇式倾析延时曝气(IDEA)法，该IDEA法包括一个由曝气，沉降和倾析三个阶段组成的循环工艺，其中生物氧化和悬浮固体的分离这两个处理过程每隔一段时间在一个单一的反应器中交替进行。根据本专利技术的方法，入流废水在反应器的底部被横向输入并在整个工艺周期中缓慢地扩散，而处理后的废水被间歇地排出。这样，本专利技术的方法不同于贯序分批法或注排法(其中废水的输入是被间歇调节的，而且处理过程周期包括四个阶段充灌、曝气、沉降和汲取)。根据本专利技术的另一个实施方案，提供了一种处理废水的循环工艺，它包括曝气、沉降和倾析三个阶段，这三个阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行，其中所述曝气阶段包括第一曝气阶段，该阶段在将外部碳源与废水一同输入的同时通过少量氧气完成；以及第二曝气阶段，该阶段通过大量氧气完成。通常，在废水处理过程中，由于将硝酸盐或亚硝酸盐脱硝为N2、以及在厌气条件下促使磷的释放所需的碳源在生活废水中不够多，因此难以最优化地完成一个硝化和脱硝的周期。另外，在沉降和倾析阶段之后，当开始曝气阶段时很难直接将反应器的厌气条件转换为好气条件，这样反应器中的反应就会偏向于硝化或脱硝。因此，通过控制在曝气阶段加入氧气的量来实现瞬时曝气阶段并随后向反应器中加入外部碳源，就可以最优化地进行硝化-脱硝的一个循环过程。根据本专利技术优选的实施方案，将包括控制氧气供应和加入外部碳源的本方法汇总于表2中。表2 参照附图，将根据过程的每一阶段对本专利技术进行更详尽的描述。(1)曝气阶段(参见图1)通常，在此阶段，化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD)是通过存在于反应器中的微生物对有机物的氧化而降低的，通过使用所供应的氧气也发生了游离氨的硝化和磷的过量吸收，这是去除氮和磷的中间步骤。根据本专利技术优选的实施方案，曝气阶段包括第一和第二曝气阶段。第一曝气阶段占整个曝气阶段的10％-40％。在此阶段，将用来促使有效脱硝的外部碳源与废水一同加入，而且提供占下述第二阶段30-50％的氧气。在这个阶段，整个氧气供应系统只有30％-50％进行操作。由于在前面的沉降和倾析阶段中有一个污泥的沉淀层维持在厌气状态，所以它花费或多或少的时间来使厌气状态转为好气状态。这样，在第一阶段中，由于反应器的内部状态保持在厌气状态，脱硝就可以在这样的厌气状态下在加入外部碳源的情况下积极地进行。优选地，所述外部碳源可从包括甲醇、乙醇、葡萄糖、醋酸和甲烷的这一组物质中选出。碳源的浓度以COD计算，优选为大约100到200mg/L。在第二曝气阶段，外部碳源的供应被中断，整个氧气供应装置开始运转。结果反应器内部状态从无氧/厌气条件变为好气条件。当反应器的内部状态变为好气条件时，多磷酸盐淤积细菌(PAB)以正磷酸盐的形式摄取过量的磷，这些正磷酸盐是在沉降和倾析阶段中在厌气状态下被释放到沉淀的污泥层中，而磷就通过污泥的废弃而被去除。同样，由于通过输入氧气来充分地完成废水的混合，因此不用附加的搅拌设备或者搅拌反应器、亦即不用无氧/厌气搅拌步骤就可以去除氮和磷。因而，根据本专利技术，可提供一种更经济的废水处理方法。在第二阶段的好气条件下，COD和BOD是通过微生物利用供应到反应器中的氧气使有机物氧化而降低的，NH3-N被活跃地硝化成NO2-N和NO3-N。产生出的亚硝酸和硝酸可通过后续的沉降和倾析阶段中的脱硝作用，以及另一第一曝气阶段中的脱硝作用来去除。可以使用一个曝气器和一个扩散器以使反应器中形成一个完全混合的均匀状态。如需要，也可以提供附加的搅拌装置。另外，如现有技术中所知，化学混凝剂如石灰、钒、三氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁和硫酸亚铁被加入反应器中以使存在于废水中的磷成分沉淀，从而提高磷的去除效率。污泥(反应后的微生物)的废弃可在曝气阶段连续进行，或只在指定的短阶段内进行。优选地，污泥的废弃可在曝气的第二阶段末期的一个短时段内(例如1到5分钟)进行，此阶段中污泥处于活性状态；而废弃的污泥可使用用于污泥浓缩和脱水的另外设备进一步处理。通常，上述污泥的废弃有下面三个主要作用。首先，由于曝气阶段中的污泥含有摄入过量磷的微生物，磷可随污泥一同除去。其次，污泥的废弃可在本专利技术方法的操作设计和控制参数中调节固体停留时间(SRT)。再次，通过调节要除去的污泥的量，就可避免在反应器中形成活性污泥的聚集物。曝气的第一和第二阶段通常可以基于入流废水的性质和位置状况-特别是反应器中污泥的沉降特性-通过对本过程的设计来确定。可以确定所供氧气的量，从而使溶解于水中的氧气的浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用间歇式倾析延时曝气法（ＩＤＥＡ）处理废水的方法，该方法包括一个循环工艺，该循环工艺中曝气阶段、沉降阶段和倾析阶段在一个单一的反应器中按此顺序连续重复进行，入流的废水在反应器的底部被横向输入并在该过程的全部时间内在反应器中缓慢地扩散，而处理后的废水仅在倾析阶段期间被间歇地排出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安圭洪，廉益泰，李炯执，李瑞炯，李吉载，
申请(专利权)人：韩国科学技术研究院，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]