废水处理方法和包括控制溶解的氧浓度的设备技术

本发明专利技术涉及一种用于处理废水的方法，包括以下步骤：接触步骤，废水与保持在支撑面上的细菌接触，并且废水的溶解氧浓度维持在２．０ｍｇ／ｌ以下；曝气步骤，气体通过已经经过接触步骤的废水，并且废水的溶解氧浓度随着废水经过曝气步骤而减小；沉淀步骤，已经经过曝气步骤的废水被基本分离为处理水和污泥；以及污泥再循环步骤，来自沉淀步骤的污泥被送到接触步骤。本发明专利技术还涉及一种处理单元，在其上运行前述工艺。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于处理废水的工艺以及其中可以处理废水的单元。
技术介绍
人类对环境的影响导致产生大量的污染水，被我们称为废水。废水可以是从家庭 和商业环境、工业和农业或者它们的混合环境中释放的废液。废水有时候会包括固体悬浮 物。污水是废水的形式，其包括排泄物和/或尿液。废水通常包含以下六种主要污染物(1)含碳物质(诸如淀粉、蛋白质和油脂的物质)通常根据B0D(生化需氧量) 和COD(化学需氧量)来测量，并且是脱氧污染物。通过将含碳物质排放到受纳水体 (receiving water)中所引起的溶解氧的降低等级会破坏这种水中需氧生物的寿命。(2)悬浮固体(SS)是不被溶解的所有无机和有机物质，并且用于从废水中去除这 些固体的工艺包括根据固体的特性进行过滤或浮选。细微或胶体颗粒在它们被去除之前必 需通过各种方式来凝结。(1)中的含碳物质是废水中可以部分以悬浮固体存在以及部分以 溶解固体存在。(3)在废水中可以以铵离子(NH4+-N)和/或氨(NH3)存在的氨态氮是类似于含碳 物质的脱氧污染物。当废水被释放到这种废水中时，氨还对受纳水体中的鱼是有毒的。此 外，氨态氮是植物养分，并且会引起受纳水体的富营养化。废水中的大多数氨态氮通常被溶解。(4)全氮(TN)包括所有非分子形式的氮，它们为氨态氮(包括NH4+-N和NH3)、氧 化氮(包括亚硝酸盐氮(no2_-N)和硝态氮(N03_-N))和有机氮(其是包含在诸如蛋白质的 有机化合物中的氮)。氨态氮、亚硝酸盐氮和有机氮是脱氧污染物，并且所有的氮化合物都 是潜在的植物养分。包括氨态氮和氧化氮的大多数无机氮化合物都被溶解，而有机氮化合 物可以被溶解或悬浮。(5)全磷(TP)包括所有非分子形式的磷，包括一种类型或其他类型的无机和有机 磷酸盐。与TN类似，TP是植物养分，并且可导致受纳水体的富营养化。包含磷的化合物可 被溶解或悬浮。(6)微生物包括病毒、细菌和原生动物，它们中的一些是潜在的有害病原体，尤其 当废水源自动物和人类源时。细菌性病原体通常包括特定种类的肠球菌，尤其是大肠杆菌。(7)无法生物降解的物质包括粗砂、头发、塑料物和无机盐。这些材料中的大多数 都是悬浮或漂浮的，少量可以被溶解。将未处理的废水释放到水环境中会扰乱生态系统，并且对该环境中的植物和动物 健康具有不利的影响。因此，已经开发了许多用于处理废水的工艺。废水处理涉及基本上将废水与污染物(其可以被收集制造成要求处理和处置的 污泥(副产品)流)分离。处理废水和污泥的整个工艺会使得污染物被部分破坏以及部分 转换为其他物质，主要是微生物。在这种处理期间分离出的水可以被排放到环境中，主要是天然水。被处理的污泥可以再循环(例如，用作农业中的植物养料)和/或被破坏(例如 在焚化炉中)。针对废水的传统生物处理工艺通常是多步骤的工艺，每个步骤都单独执行。例如 筛选步骤，可以去除较大的固体和碎片；沉降步骤，去除相对较小但是可沉淀的固体(诸如 砂砾和一些有机固体)；需氧步骤，含碳物质被生物氧化成二氧化氮和水，并且氮化合物可 能利用一些亚硝酸盐的产物被主要氧化成硝酸盐；缺氧步骤，硝酸盐(和亚硝酸盐)被还原 成分子氮(缺乏氧且存在含碳物质)；以及分离步骤，在处理中产生的微生物和其他固体与 被处理的废水分离。这样的分离通常通过沉淀或过滤来进行。例如，传统的活性污泥设备 通过微生物自由流动的称为曝气池(aerationtank)的氧化箱中混合废水以形成称为“混 合液”的氧化液体悬浮来运行。在曝气池中处理之后，混合液通过沉淀箱(其中，在混合液 中悬浮的固体下沉到箱底部)，使得被处理的水形成为穿过沉淀箱上方的堰的上层清液。通 过箱底部中的井来将下沉的固体作为污泥去除。已经开发了更加先进的处理工艺，其涉及特定类型的微生物的使用。这样先进的 处理工艺采用特定类型的微生物的自然能力以从废水中去除污染物以及带来其他优点，诸 如在混合液中悬浮的固体的改进下沉特性。例如，韩国专利公开第10-0276095号描述了用于处理废水的工 艺，其包括在将废 水送到曝气池之前使废水与保持在支撑面上的微生物接触的步骤。通过接触步骤和曝气池 的废水被氧化。在韩国专利中描述的工艺涉及以下顺序的以下处理步骤去除在废水中悬浮或漂 浮的相对较大的碎片；将废水通过接触箱，其中，废水与保持在固定表面上的微生物接触； 将废水通过曝气池，其中，包含废水和自由流动的微生物的混合液被氧化；使废水通过沉淀 箱，其被分离成处理水和污泥(沉淀物)；释放处理水。污泥的一部分通过剩余污泥泵被抽 吸到准备用于处置或进一步处理的污泥浓缩箱中。来自沉淀箱的剩余污泥被直接再循环到 曝气池。从曝气池流出的一部分废水被直接再循环到接触箱。与传统活性污泥设备的工艺相比，在韩国专利中描述的工艺显示出明显更好质量 的处理水。然而，本专利技术的专利技术人不认为这种已知的处理工艺已经被最优化来最有效地提 供最好质量的处理水。
技术实现思路
因此，在本专利技术的第一方面中，提供了一种用于处理废水的工艺，包括a、接触步骤，其中，废水与保持在支撑面上的细菌接触，并且废水的溶解氧浓度维 持在2. Omg/1或以下；b、曝气步骤，其中，气体通过已经经过接触步骤的废水，并且废水的溶解氧浓度随 着废水经过曝气步骤而减小；C、沉淀步骤，其中，已经经过曝气步骤的废水被基本分离为处理水和污泥；以及d、污泥再循环步骤，其中，来自沉淀步骤的至少一部分污泥被传送到接触步骤。不希望被理论所束缚，本专利技术的专利技术人提出了可以控制接触箱中溶解氧的浓度， 使得保持在支撑面上的细菌的一部分种群在有氧条件下起作用，以及另一部分的种群在厌 氧条件下起作用。提出这样的情况来最优化接触步骤期间废水污染物的分解；由于细菌的曝气工艺(或好氧工艺)可以分解特定污染物，同时曝气工艺的其他污染物和产物可通过 厌氧细菌工艺来分解。此外，但不希望被理论所束缚，与在一般的废水处理系统中发现的溶解氧(DO)浓 度相比，本专利技术的专利技术人提出了通过在通过接触步骤和曝气步骤的废水中提供相对较小DO 浓度来影响自由流过接触步骤和曝气步骤的废水中细菌种群的合成物。废水是被送到用于进行处理的工艺的水。在本说明书中，通过该工艺的各个步骤 的水还被称为废水，并 且其中可尤其包括在工艺中使用的细菌(这种废水通常在现有技术 中被称为混合液)。接触步骤中的微生物主要保持在支撑面上，尽管该工艺可利用保持在支撑面上的 细菌以及在废水中存在的自由流动的细菌。根据废水的强度，废水在接触步骤中的保持时 间(定义为接触步骤中废水的体积除以废水的平均流速)优选在5分钟至3小时的范围内。曝气步骤中微生物的所有或至少主要部分在混合液中自有流动，但是自由流动的 微生物可通过附接至支撑面(其可以固定在一个位置或在废水中自有流动)的其他微生物 所补充。根据废水的强度，在混合液的溶解氧(DO)浓度符合以下所述水平的条件下，由曝 气步骤所提供的废水的保持时间(定义为曝气步骤中混合液的体积除以废水的平均流速) 优选在4小时至1、2、3、4或更多天数的范围内。在以下所述可控DO浓度的条件下，废水在曝气步骤中的保持时间与废水在接触 步骤中的保持时间的比率优选在15至90的范围内。在一个实施例中，接触步骤期间的溶解氧浓度保持在2mg/l以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理废水的方法，包括：ａ、接触步骤，其中，废水与保持在支撑面上的细菌接触，并且废水的溶解氧浓度维持在２．０ｍｇ／ｌ以下；ｂ、曝气步骤，其中，气体通过已经经过所述接触步骤的废水，并且废水的溶解氧浓度随着废水经过所述曝气步骤而减小；ｃ、沉淀步骤，其中，已经经过所述曝气步骤的废水被基本分离为处理水和污泥；以及ｄ、污泥再循环步骤，其中，来自所述沉淀步骤的污泥被送到所述接触步骤。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-11-16 0722486.8一种用于处理废水的方法，包括a、接触步骤，其中，废水与保持在支撑面上的细菌接触，并且废水的溶解氧浓度维持在2.0mg/l以下；b、曝气步骤，其中，气体通过已经经过所述接触步骤的废水，并且废水的溶解氧浓度随着废水经过所述曝气步骤而减小；c、沉淀步骤，其中，已经经过所述曝气步骤的废水被基本分离为处理水和污泥；以及d、污泥再循环步骤，其中，来自所述沉淀步骤的污泥被送到所述接触步骤。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触步骤中废水的溶解氧浓度维持在 0. 2mg/l 至 1. 5mg/l。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述接触步骤中废水的溶解氧浓度维持在 0. 5mg/l 至 1. Omg/1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，接近废水通过所述曝气步骤开始的 废水的溶解氧浓度促进细菌的生长和发展，并且接近废水通过所述曝气步骤结束时的废水 中的营养物的减小的浓度和可控溶解氧浓度促进细菌的孢子形成。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，接近所述曝气步骤的开始的废水的 溶解氧浓度在0. 5mg/l至1. Omg/1的范围内。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，接近所述曝气步骤结束的废水的溶 解氧浓度在0至0. 3mg/l的范围内。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，废水利用至少4小时来通过所述曝 气步骤。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，废水的溶解氧浓度随着其通过所述 曝气步骤而连续减小。9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过控制对废水的氧的供给，废水维 持在列出的溶解氧浓度。10.根据权利要求8所述的方法，其中，控制氧的供给包括监控步骤，其中，测量废水 的溶解氧浓度并将其与期望浓度进行比较；以及反馈步骤，其中，控制将氧传给废水的装置 以增加或减少对废水的氧的供给，从而达到废水的期望溶解氧浓度。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，改变对废水的氧的供给，以将废水 维持在列出的溶解氧浓度。12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：加里霍伊兰，
申请(专利权)人：雅维尔有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]