硝化和反硝化废水处理法和所用的处理设备制造技术

一种活性污泥废水处理法，其中包括以下步骤：ａ）将废水流入液交替地引入第一和第二处理区；ｂ）在处理期间，将第一和第二处理区内的废水交替地硝化和脱氮；ｃ）将第一和第二处理区的流出液交替地引入到第三处理区；ｄ）在处理期间，将第三处理区内的废水交替地硝化和脱氮；ｅ）将第三处理区的废水引入澄清池，使活性污泥与净化的废水分离，并将至少一部分活性污泥与交替地引入到第一和第二处理区的废水流入液混合。（*该技术在2015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在三个分离的处理池中进行硝化与脱氮处理的硝化—脱氮化废水处理法。首先，将废水流入液由进水管引入到第一池中，在其中进行脱氮化。在将废水流入液引入到第一池的同时，对装在第二池中的废水进行硝化。从已充满的第一池中流出的废水则直接引入到第三池，在整个处理过程的不同时刻在该池中进行脱氮化和硝化两种处理。从第三池中流出的净化过的废水被引入到澄清池中，分离开活性污泥和净化过的废水，将活性污泥送回并与废水流入液混合。在经过选定的一段时间后，使本来引入到第一处理池的废水流入液改向，流入到第二处理池中。第二处理池的流出液则直接引入到第三处理池中。在整个处理过程中，每个池都交替地进行有氧(Ae)和缺氧(Ao)处理，于是三个池的每一个在不同的时刻都可以进行硝化或脱氮化。本专利技术涉及废水处理法，更具体地说，本专利技术涉及硝化和脱氮化废水处理法。氮的去除是世界各地市政当局和下水道管理部门所面临的最困难的问题。许多因素与此问题有关。虽然在用生物处理法除氮方面有了重大进展，但从技术观点来看，用任何手段或方法来有效和高效地去除氮仍然十分复杂。由于很多政府现在颁布的氮的极限量很低，情况尤其是如此。另外，高效去除氮要求废水处理设施有较大的生产能力，这就要消耗大量的资金。很多负责处理废水的部门的预算有限，因此严重地限制了它们在建造与有效和高效地去除氮的方法相适应的合适处理设施方面的能力。过去，已设计了很多用于较大的废水处理设施的比较成功的除氮方法。但是，这些大的废水处理设施中很多都设计得没有很大的灵活性。也就是说，一些池被设计成为硝化池，而其它池被设计成脱氮池。因此，在这类设施中很难改变硝化和脱氮化能力。于是，很少有可能来根据条件改变该设施的硝化和脱氮化能力以实现在去除氨和氮方面的最佳结果。曾经设计了用在交替处理系统中的其它类型的硝化和脱氮方法。例如见转让给丹麦I.Rruger Systems A/S的美国专利5,137,636。在该方法中可以调节和控制硝化时间与脱氮化时间之比，使得脱氮化时间占到总操作时间的50％以上。虽然此方法获得了成功，但是考察美国专利5,137,636后可以知道，此方法要求废水流过所有三个池。另外，第三个池要连续地保持在有氧条件下，对脱氮化没有贡献，这在很多情况下可能是一个优点。再者，与另两个池相比，第三个池通常结构不同，其容量较小，工艺设备也不同，从建造和操作角度来看不太理想。因此，曾经而且仍然需要一种硝化和脱氮化方法，它的控制比较简单，成本效益好，在改变和调节硝化时间与脱氮化时间之比方面有最大的灵活性，同时又能满足对于排出液中氮含量的非常严格的要求。本专利技术涉及一种硝化和脱氮化方法，其目的在于克服现有技术中硝化和脱氮化方法的缺点和不足，现有技术中要实现高度的纯化必须要用相当复杂和昂贵的处理系统。本专利技术的原理是，要处理的废水在硝化和脱氮化处理期间只流过三个沟渠或池中的两个。具体地说，废水流入液被交替地引入到两个初始处理池中的一个。初始池中的一个保持缺氧状态以产生脱氮作用，而另一个初始池则保持有氧状态以产生硝化作用。流入的废水先引入到一个初始池中一段选定的时间，然后使其改向，引入到另一初始池中一段选定的时间。初始池的流出液在所有情形里都由该池引入到下游的第三池。因此，在一段时间里，一个初始池既无流入液，也无流出液，而另一初始池则有流入液和流出液。在没有流入液的这段时间里，初始池总是在有氧(Ae)状态下操作，即，发生硝化作用。于是，该池中的氨被迅速地还原到几乎为零，这对于保持最终流出液中很低的氨浓度十分重要。在处理过程中，第三池在缺氧(Ao)和有氧(Ae)状态之间交替变换，以便根据废水的成分调节关于在一定时间内进行脱氮、而在其它时间内进行硝化的需要。第三池的流出物引入到最终澄清池中，在其中将活性污泥与净化过的废水分离，分离出的污泥则被送回并与废水流入液混合。此方法的净效果是在整个过程中可以根据任何特殊需要(废水的成分、流入液的每日/每周变化等)，以比现有处理系统更简单和成本效益更好的方式，改变和控制硝化时间与脱氮时间之比。实际上，在整个过程中脱氮化时间在整个操作时间中可以占到多达三分之二，但流出液中的氨浓度仍然很低。这意味着原始废水中的有机物可以得到最佳利用。这也意味着可以将充气的电力消耗保持在最低水平。在如上所述以将流入液交替地引入到两个初始池中的方式操作时，在这些池中达到了较高的物质浓度，从而获得较高的较化率，这又意味着体积比现有的交变系统小。这将在后面说明。使用所述的方法，向处理池中引入和引出废水所需的设备较少，而且在某些情形下可以使用比生产能力相同的现有的交替交换系统更少的充气设备。因此，本专利技术的目的之一是提供一种有效和高效的方法，用来以比现有工艺系统更易操作和成本效益更高的方式实现氨和氮的高度去除。本专利技术的另一目的是提供一种需要硝化和脱氮的除氮方法，其中硝化与脱氮的时间之比可以改变和控制，而且该方法使得为实现有效和高效的硝化与脱氮处理所需的脱氮时间可以多达总处理时间的三分之二。本专利技术的又一目的是提供一种流程图比较简单的硝化和脱氮化方法。本专利技术的再一目的是使脱氮化时间可以多达总处理时间的三分之二，以便实现有效和高效的硝化与脱氮化处理，同时节约充气所需的电力。本专利技术的另一目的是提供一种硝化与脱氮化废水处理法，它将整个过程对充气设备的要求减至最小，从而降低了该方法所需设施的总成本。最后，本专利技术的目的之一是提供一种硝化—脱氮化方法，它减小了进行该方法所需的池子的尺寸。本专利技术也可以与诸如初步沉降、后过滤等预处理和后处理步骤结合使用。一种有利的组合方式是将缺氧池(分成几个区)置于从最终沉降槽中返回的污泥或它的一部分与废水或其一部分于其中混合的设备之前。污泥和废水的混合物由缺氧池引入到本专利技术的三池系统中。用这种方式同时去除了生物磷。本专利技术的其它目的和优点在对以下叙述和附图的研究中将变得显而易见，这些叙述和附图只是对本专利技术的示例说明。附图说明图1是本专利技术的废水处理法的示意说明。本专利技术涉及一种用于除去氨型氮(NH3—N)和氮的生物废水处理法。在详细讨论本专利技术之前，评述一番采用硝化与脱氮化处理的常规的除氮方法会有好处。一般来说，废水流入液包含氨型氮NH3—N。为了除掉氨型氮，需要一种硝化和脱氮化的二步法。首先，硝化步骤需要将氨型氮(NH3—N)转化成硝酸根和很少量的亚硝酸根，二者通常用NOx表示。有一些可用于硝化过程的常规方法。例如，很多常规的活性污泥废水处理法在有氧(Ae)处理区完成硝化。在有氧处理区内对含有氨型氮的废水进行充气，这产生了一种微生物培养物，它有效地将氨型氮转化成NOx。一旦氨型氮转化成NOx，一般是将含NOx的废水转移到缺氧(Ao)区进行脱氮化。在脱氮化处理区内，含NOx的废水保存在不供应空气的池中，这通常为为缺氧处理区。在该区内另一种微生物培养物利用NOx或一种氧化剂起作用，将其还原成游离氮并逃逸至大气中。这基本上说明了常规的硝化和脱氮化过程。对于生物硝化和脱氮化作用的更完全和统一的了解，可参看美国专利3,964,998、4,056,465和4,874,519。这三份专利在本专利技术中专门引用作为参考。现在讨论本专利技术和本文公开的硝化与脱氮方法。由图1可见，此方法包括三个不同的池14、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用三个分离的处理区进行硝化和脱氮作用的活性污泥废水处理法，其中包括以下步骤： ａ）将流入的废水交替地引入第一和第二处理区； ｂ）在处理过程中在第一和第二处理区内交替地进行硝化和脱氮作用，于是在某一时刻，第一处理区进行硝化处理，而第二处理区则进行脱氮处理，反之亦然； ｃ）将第一和第二处理区的流出液交替地引入第三处理区，以便使第一和第二处理区的流出液以交替的方式流入第三处理区； ｄ）在处理过程中将第三处理区内的废水交替地硝化和脱氮，于是在处理过中的某一时刻第三处理区内的废水进行硝化作用，而另一时刻则进行脱氮作用；和 ｅ）将第三处理区流出的废水引向澄清池，将活性污泥与净化过的水分离，并且将至少一部分活性污泥与交替地引入到第一和第二处理区的废水流入液相混合。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：G皮特森，
申请(专利权)人：克鲁格公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]