具有内部固体分离的曝气反应器制造技术

将废水在包括以下的方法中进行好氧处理：(a)将包含废水的液体流入物供应到含有颗粒状生物质的反应器中；(b)使反应混合物经受好氧条件，该好氧条件包括0.1mg/L至4.0mg/L范围内的溶解氧的浓度和0.5至72小时范围内的水力停留时间；(c)将反应混合物分离成颗粒状生物质和经处理的废水；和(d)将分离的颗粒状生物质再循环到反应混合物中。用于该方法的生物反应器包括配备有曝气装置的反应容器和固体分离设备，固体分离设备的入口在反应容器的下部，固体分离设备具有用于固体的出口管线，该出口管线被设置为将分离的固体输送至上升器，该上升器由气升作用驱动并设置为将固体输送至反应室的上部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内部固体分离的曝气反应器
本专利技术涉及用于好氧处理包括颗粒状生物质的废水的生物反应器和方法，特别是用于处理包括具有厌氧铵氧化微生物的核的颗粒状生物质的含氨废水的生物反应器和方法。
技术介绍
包括颗粒状细菌的好氧反应是本领域熟知的。示例包括使用颗粒状好氧污泥的好氧COD处理(系统)，使用载体上的气升(air-lifted)生物膜的好氧抛光(系统)，硫化物氧化反应和氨氧化(“Anammox”)反应。这些反应的问题，特别是如果在单反应器中进行时的问题是出现竞争性的非颗粒状微生物，这会导致不希望的副反应。例如，氨最终氧化为二氮和水的氧化反应(通过氨部分好氧氧化为亚硝酸盐，以及氨与亚硝酸盐通过Anammox细菌进一步厌氧(缺氧)氧化成分子二氮)可能会遭受存在于非颗粒状生物质中的形成硝酸盐的微生物将亚硝酸盐进一步氧化成硝酸盐的影响。而且，颗粒状生物质往往容易因用于使污泥在反应器中循环的剪切力而变质，从而导致转化率降低。例如在WO00/05167和EP2163525中，公开了使用Anammox细菌将氨氧化成二氮的单反应器方法。这些方法的共同之处在于，将含有所需的厌氧的氨氧化、消耗亚硝酸盐的(Anammox)细菌和好氧的形成亚硝酸盐的细菌的颗粒状生物质通过选择性分离和再循环有倾向性地保留在生物反应器中。然而，由于与老化和密度降低相关的通过颗粒浮选而损失生物反应器系统中的颗粒，这些方法会受到限制。而且，用这些系统处理具有变化的流量和氨负载的废水会产生困难，因为交替曝气会由于沉降条件的高度变化而损害颗粒的选择。此外，常用的生物质分离设备需要至少6米的最小水深，这使得无法应用于较低高度的罐。EP0776864公开了一种使用颗粒状活性污泥的曝气纯化反应器。污泥通过反应器顶部的倾斜隔板进行分离，流出物在反应器顶部排出，分离的污泥以向下移动的方式再循环到反应器中。WO2014/171819公开了一种在通过曝气提供的剪切条件下使用含有Anammox细菌的颗粒状污泥在5至25℃的温度下从废水中生物地去除氨的方法。使用倾斜板沉降器使颗粒状污泥与液体流出物分离并被再循环，其中向上液体流速相对较高，为3至15m/h。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使用颗粒状细菌生物质处理废水的反应器和方法，其具有更好的颗粒停留，并因此具有更好的效率，并且可以通过改变反应器中的水平和交替的曝气循环将该方法调整至较低的流入物速率。本专利技术使用诸如气升作用的低剪切作用代替高剪切泵来再循环颗粒状生物质，因此其减少了对颗粒的损害。根据本专利技术，这种反应器是在底部具有固体分离器的曝气反应器。分离器的入口远低于有效或最大反应器高度，分离器的固体出口位于固体通过向上移动再循环到反应器中的位置。根据本专利技术，提供了这样的方法，其中在反应器的下部将颗粒状生物质从经处理的废水中分离出来。这提供了反应器内容物表面的自由度，避免了频繁清洁的需要并允许波动的流速和反应器水位。由于较高的压力发生在下部反应器部分和可以覆盖反应器，因此防止了老化和充气的颗粒离开反应器。因此，可以容易地适应较低的反应器水位而没有过度脱气且具有有效的液-固分离。虽然交替开关曝气导致水位的变化，引起突然和暂时的液体移位通过溢流分离设备，但水柱的压力在那些时期内不变化。在本专利技术中，即使在交替曝气期间，也可实现在与流入物相同的流量下的连续且稳定的流出物出口流量。附图说明下面将参考附图更详细地讨论本专利技术，其中：图1描绘了本公开的反应器，图2描绘了具有可选特征的本公开的另一反应器，和图3描绘了集成的气体分离和固体分离设备。具体实施方式本公开一般涉及如文中所附权利要求1中限定的生物反应器和如文中所附权利要求12中限定的方法。更具体地，本文公开了一种用于好氧处理废水的生物反应器，包括：-反应容器，包括液体入口和气体出口，该反应容器具有低于反应器容器的有效高度的一半的下部；-用于使反应器内容物向上移动的装置，包括位于容器的下部的一个或多个曝气装置；-用于从液体中分离固体的固体分离设备，位于反应容器的下部，包括液体入口、液体出口和固体出口；·固体分离设备的液体入口位于反应器容器的有效高度的75％以下的高度处，进入固体分离设备，·固体分离设备的液体出口连接到离开反应器容器的液体出口管线，和·固体分离设备的固体出口连接到固体出口管线，该固体出口管线终止于用于使反应器内容物向上移动的装置上方，例如反应器容器的下部中的曝气装置所在的部分的上方。此外，本文公开了一种用于好氧处理废水的方法，包括以下步骤：(a)将包括废水的液体流入物供应至含有颗粒状生物质的(连续地或间歇地)曝气的反应器，以提供反应混合物；(b)使反应混合物经受好氧条件，该好氧条件包括0.1mg/L至4.0mg/L范围内的溶解氧的浓度和0.5至72小时范围内的水力停留时间；(c)将反应混合物分离成颗粒状生物质和经处理的废水(即从反应混合物中分离出颗粒状生物质)；和(d)将分离的颗粒状生物质再循环到反应混合物中，其特征在于，在步骤(c)中，在至少0.2巴的流体静压力下，在反应器的下部将颗粒状生物质从反应混合物中分离出来，和在步骤(d)中，将颗粒状生物质通过反应器内部，即反应混合物内部的向上移动再循环到反应混合物中。如本文所述，“颗粒状污泥”或“颗粒状生物质”包括颗粒形式的固体或另外形式例如絮凝形式的固体，其由于重力、足够的凝聚性并且具有比水更高的密度而可以有效地从水性液体中分离，并且其含有微生物，诸如细菌、古生菌等。因此，“非颗粒状污泥”或“非颗粒状生物质”是指不是可通过重力有效分离的颗粒状或其它形式的污泥或生物质。当在本文中提及细菌时，认为其包括具有类似活性的其它微生物，诸如古生菌。如本文所使用的，废水的“好氧处理”是指使废水经受包括好氧(即氧依赖)微生物的微生物，但其还包括经受混合的(即好氧和厌氧的)微生物和条件。术语(液体)反应器内容物、反应器液体、反应混合物等在本文中可互换使用，是指在使用时生物反应器中未经分离的、基本上是液体的(虽然也含有固体和气体)内容物。如本文所述，分离颗粒状生物质的反应器的“下部”或“下面部分”是低于反应器有效高度的一半，优选低于反应器有效高度的40％，更优选低于反应器有效高度的30％，最优选在反应器有效高度的5至25％之间的部分。下部特别地对应于反应器的一部分，反应器在这一部分之上具有显著高度的反应器内容物，特别是与发生污泥-废水(即固-液)分离的位置处的至少0.2巴，优选至少0.3巴，更优选至少0.4巴的流体静压力相对应的高度。这又对应于固液分离之上的至少2米，优选至少3米，更优选至少4米的液体高度。该液体高度可以是可变的，以允许在低流入物供应的情况下减少有效反应器体积，从而保持低HRT(例如在淡季或周末运行期间)。当在反应器中使用不同的液位时，如下面进一步解释的，分离水平的流体静压力在最低反应器液位下，仍然优选为至少0.2巴，对应于至少2米的液体高度，和在最高反应器液位下，优选为至少0.3巴(3米的高度)，或甚至至少0.4巴，高达例如0.8或甚至1.0巴。如本文所使用的，“有效反应器(容器)高度”、“(液体)反应器内容物的高度”、“最大反应器(水位)水平”等可互换使用，以表示反应器液体内容物的最高实际水平。如本领域技术人员本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于好氧处理废水的生物反应器，包括：‑反应容器(1)，包括液体入口(4)和气体出口(12)，所述反应容器具有低于所述反应器容器的有效高度的一半的下部；‑用于使反应器内容物向上移动的装置，包括位于所述容器的所述下部的一个或多个曝气装置(7)；‑用于从液体中分离固体的固体分离设备(13)，位于所述反应容器的所述下部，包括液体入口(15)、液体出口和固体出口；·所述固体分离设备的所述液体入口(15)位于低于所述反应器容器(1)的有效高度的75％的高度处，·所述固体分离设备的所述液体出口连接到离开所述反应器容器的液体出口管线(17)，和·所述固体分离设备的所述固体出口连接到固体出口管线(16)，所述固体出口管线(16)终止于所述用于使反应器内容物向上移动的装置上方。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.16 EP 16204837.51.一种用于好氧处理废水的生物反应器，包括：-反应容器(1)，包括液体入口(4)和气体出口(12)，所述反应容器具有低于所述反应器容器的有效高度的一半的下部；-用于使反应器内容物向上移动的装置，包括位于所述容器的所述下部的一个或多个曝气装置(7)；-用于从液体中分离固体的固体分离设备(13)，位于所述反应容器的所述下部，包括液体入口(15)、液体出口和固体出口；·所述固体分离设备的所述液体入口(15)位于低于所述反应器容器(1)的有效高度的75％的高度处，·所述固体分离设备的所述液体出口连接到离开所述反应器容器的液体出口管线(17)，和·所述固体分离设备的所述固体出口连接到固体出口管线(16)，所述固体出口管线(16)终止于所述用于使反应器内容物向上移动的装置上方。2.根据权利要求1所述的生物反应器，其中所述固体分离设备的所述液体入口位于低于有效反应器容器高度的55％，优选20％至45％之间的高度处。3.根据权利要求1或2所述的生物反应器，其中所述固体分离设备的所述液体入口位于所述固体分离设备的正上方或位于所述反应器容器的未设有所述用于使反应器内容物向上移动的装置的部分的上方。4.根据权利要求1至3中任一项所述的生物反应器，其中所述固体分离设备的所述固体出口设有用于产生液体流或气体流以向上移动固体的装置。5.根据权利要求1至4中任一项所述的生物反应器，其中所述固体分离设备包括一系列平行的倾斜结构，特别是薄板或管道。6.根据权利要求1至5中任一项所述的生物反应器，其中所述生物反应器还包括集成在所述固体分离设备中的气体分离设备。7.根据权利要求6所述的生物反应器，其中所述固体分离设备(13)包括斜分隔壁(37)，所述斜分隔壁(37)将所述设备分隔成脱气室和固体沉降室，所述脱气室包括在入口(15)下方的斜薄板(34)，所述固体沉降室包括斜薄板(14)。8.根据权利要求1至7中任一项所述的生物反应器，其中除了所述气体出口之外，所述反应器在顶部被覆盖，并且所述反应器优选具有4至12m之间的高度，和/或在运行中，所述反应容器水高为3至9m。9.根据权利要求1至8中任一项所述的生物反应器，其中所述液体出口管线(17)连接控制阀(27)，所述控制阀(27)控制分离的液体的排出速率以调节所述反应器内容物的水平，其中所述控制阀优选地与用于测量所述反应容器中的液位并控制所述控制阀的检测器连接。10.根据权利要求1至9中任一项所述的生物反应器，其中所述分离设备的液体出口管线(17)通过返回管线(20)与所述反应器容器的所述液体入口(4)连接用于将部分分离的液体再循环到所述反应容器。11.根据权利要求1至10中任一项所述的生物反应器，其中所述反应器容器的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克西姆·何塞·琼·雷米，雷恩克·普林斯，雅各布·科内利斯·特奥多鲁斯·沃格拉，
申请(专利权)人：巴格知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL