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    增大 反应 分解 有机物 浓度 处理 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN03153604.2

    申请日:

    2003.08.15

    公开号:

    CN1530337A

    公开日:

    2004.09.22

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止IPC(主分类):C02F 11/04申请日:20030815授权公告日:20080409终止日期:20150815|||专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)变更项目:专利权人变更前权利人:韩相培 地址: 韩国京畿道变更后权利人:绿色技术产业 地址: 韩国京畿道河南市登记生效日:2010.1.8|||授权|||实质审查的生效|||公开
    IPC分类号: C02F11/04; C02F3/28; C02F3/02 主分类号: C02F11/04; C02F3/28; C02F3/02
    申请人: 韩相培;
    发明人: 韩相培
    地址: 韩国京畿道
    优先权: 2003.03.14 KR 10-2003-0016179
    专利代理机构: 北京英赛嘉华知识产权代理有限责任公司 代理人: 王达佐;韩克飞
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN03153604.2

    授权公告号:

    ||||||100379692||||||

    法律状态公告日:

    2016.10.05|||2010.02.10|||2008.04.09|||2004.12.01|||2004.09.22

    法律状态类型:

    专利权的终止|||专利申请权、专利权的转移(专利权的转移)|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明提供从废水中除去营养盐类的方法。本发明涉及处理方法,其在为除去氮和磷而主要利用流入有机物作为电子供给体进行脱氮和脱磷的生物学高度处理工艺中设置发酵槽,使原淤泥或剩饭等有机废弃物发酵,将生成的发酵液混合到流入的废水中,在第一沉淀池进行固液分离,这样液体有机物就会溶解在第一沉淀池的上清水中,可增大高度处理工艺的脱氮和脱磷反应中可利用的易分解性有机物浓度,而难以利用于脱氮和脱磷反应的慢分解性固体有机物在所述第一沉淀池中作为沉淀物回收并发酵,其发酵液溶解在流入的废水中,反复进行所述循环,可增大第一沉淀池的上清水中易分解性流入有机物的浓度,提高氮和磷的除去效果。

    权利要求书

    1: 增大在脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有机物浓度的处理方 法,将淤泥运回使氮氧化物进行脱氮反应的无氧反应槽(3),使有机物 进行需氧分解并硝化反应的需氧反应槽(4),以及将最终反应液进行固 液分离的第二沉淀池(5),其特征在于, 具有用于将流入的废水中含有的固体物进行沉淀分离的第一沉淀池 (1),和把在所述第一沉淀池中沉淀分离的作为沉淀固体物(14)的原 淤泥发酵为有机酸的发酵槽(6),把所述原淤泥发酵生成的有机酸和液 体有机物、微细沙土之类的无机性固体物以及未发酵的有机固体物的混 合物组成的发酵液(15)混入流入的废水中,在所述第一沉淀池中进行 固液分离,在所述第一沉淀池中将所述发酵液中含有的固体物和通过流 入的废水来补充流入的原淤泥作为沉淀固体物来回收,使所述沉淀固体 物流入所述发酵槽中进行发酵,重复地进行使该发酵液在所述第一沉淀 池中循环的过程,由此将在流入的废水所含有的溶氧性有机物中补充的 发酵液所含有的有机酸、液体有机物和固体物上附着的液体有机物溶解, 将其浓度增大的所述第一沉淀池的上清水(11)流入所述高度处理工艺, 从而提高氮磷的除去效率。
    2: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,进行内部循环水(13)的循环,将 所述需氧反应槽(4)中的反应液逆流入到前阶段的所述无氧反应槽(3) 中。
    3: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,所述高度处理工艺是在所述无氧反 应槽(3)的前阶段设置脱磷反应的厌氧反应槽(2),而由厌氧反应槽(2)、 无氧反应槽(3)、需氧反应槽(4)以及第二沉淀池(5)所构成,把淤 泥从所述第二沉淀池运回到所述厌氧反应槽(2),把内部循环水(13) 从所述需氧反应槽流入所述无氧反应槽。
    4: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,所述高度处理工艺是以一个以上的 反应槽和第二沉淀池组成并重复充气和非充气搅拌的间歇充气工艺、将 流路变更和间歇充气方式组合的工艺、或这些工艺的变化工艺。
    5: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,所述高度处理工艺是如Phostrip Process或该工艺的变化工艺那样使运回淤泥(12)经过无氧反应槽或厌 氧反应槽的副流方式的工艺,其中把所述第一沉淀池中上清水(11)的 一部分或所述淤泥发酵液(15)的一部分注入所述无氧反应槽或者厌氧 反应槽。
    6: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,把原垃圾、收集的粪便、家畜粪便、 工厂所产生的有机性副产物或其它有机废弃物投入所述流入的废水中, 流入所述第一沉淀池(1),在所述第一沉淀池中进行沉淀分离,将由流 入的废水中的原淤泥和有机废弃物中含有的有机固体物构成的沉淀固体 物(14)在所述发酵槽(6)中发酵所生成由有机酸、液体有机物和微细 沙土等无机性固体物以及未发酵状态的有机固体物的混合物组成的发酵 液(15)混入所述流入的废水中,在所述第一沉淀池中进行固液分离, 在所述第一沉淀池将所述发酵液中含有的固体物和通过流入的废水来补 充流入的原淤泥以及投入的有机废弃物以沉淀固体物(14)的方式回收, 并流入所述发酵槽进行发酵,重复地进行使该发酵液在所述第一沉淀池 中循环的过程,由此将在流入的废水和投入的有机废弃物所含有的溶氧 性有机物中补充的发酵液所含有的有机酸、液体有机物和固体物上附着 的液体有机物溶解,将其浓度增大的所述第一沉淀池的上清水(11)流 入所述高度处理工艺,从而提高氮磷的除去效率。
    7: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,在所述发酵槽(6)中进一步投入原 垃圾、收集粪便、家畜粪便、工厂产生的有机副产物或其它有机废弃物。
    8: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,把所述发酵液(15)通过沉沙池、 流入泵井或第一沉淀池的分配槽投入到流入的废水中。
    9: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有 机物浓度的处理方法,其特征在于,省略所述发酵槽(6),延长所述第 一沉淀池(1)中固体物的滞留时间,将由此沉淀的有机固体物在所述第 一沉淀池下部进行有机酸发酵,使固体物发酵,将溶出的液体有机物经 过所述第一沉淀池的上清水(11)流入到所述高度处理工艺中。
    10: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,将所述发酵槽设置在所述第一沉 淀池下方,以使所述第一沉淀池(1a)中沉淀的固体物(14a)利用重力 自然流到发酵槽(6b)中进行发酵。
    11: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,周期地废弃所述沉淀固体物(14) 或发酵液(15),在发酵槽(6)中废弃的废淤泥通过洗净工艺(8)和固 液分离工艺(9)用废水或处理水进行洗净和固液分离,废弃固体物,使 剩余液体流入到所述高度处理工艺中。
    12: 如权利要求1所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,所述发酵槽(6)利用废水处理厂 已有的重力式淤泥浓缩槽或淤泥消化槽。
    13: 如权利要求3所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,所述运回淤泥(12)构成经过淤 泥脱氮槽(7)的工艺,把第一沉淀池(1)中上清水(11)的一部分或 所述发酵液(15)的一部分注入所述淤泥脱氮槽。
    14: 如权利要求9所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,把所述第一沉淀池(1)下部的发 酵液(15)用循环泵(21)循环流入所述第一沉淀池。
    15: 如权利要求9所述的增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性 有机物浓度的处理方法,其特征在于,用于搅拌在所述第一沉淀池(1) 下部进行发酵的淤泥层和淤泥收集部(25)的搅拌装置(23a,23b)与 淤泥收集机(22)连接,通过淤泥收集机驱动部分(24)进行驱动。

    说明书


    增大脱氮、脱磷反应中易分解性有机物浓度的处理方法

        【技术领域】

        本发明涉及提高废水中营养盐类除去效率的方法,具体地说,本发明的方法是在从城市废水处理厂、工业废水处理厂等处理的废水中除去氮和磷而主要利用流入有机物的处理工艺中设置发酵槽,使原淤泥或剩饭等原垃圾和从工厂产生的有机性副产物等有机废弃物发酵,将所产生的发酵液中含有的液体有机物溶解在流入的废水中,增大可容易利用微生物的易分解性有机物的浓度,把溶解有上述发酵液地流入的废水在第一沉淀池中进行固液分离,此时溶解在上清水中的易分解性有机物可用于后续的生物学脱氮、脱磷反应,而沉淀的、难以用于脱氮、脱磷反应的慢分解性固体有机物在第一沉淀池中作为沉淀物回收并发酵,该发酵液再次溶解在流入的废水中,上述操作反复循环,由此增大脱氮、脱磷反应中可利用的易分解性有机物浓度。

        背景技术

        废水污染物质可分为有机物和含有氮、磷等的营养盐类。迄今为止,废水处理厂把有机物作为主要处理对象,相当数量的氮和磷没有被除去就直接排放入河川、湖泽或海洋。如果河川、湖泽的氮磷流入量增大,就会造成富营养化,海洋则会发生赤潮。如果富营养化严重,就会加重水质污染,限制饮用水和各类用水的使用,因此在废水处理厂应该充分除去作为营养盐类的氮化合物和磷酸盐。

        生物学除氮方法是,首先在需氧状态下用硝化菌把有机性和氨性的氮进行氧化,转换为硝酸盐。该硝酸盐利用微生物的特性,再次在无氧状态下利用硝酸盐形态的结合氧代替水中溶解氧而还原为游离氮,因此从废水中可除去氮。此时需要作为电子供给体的有机物。

        在无氧状态下脱氮时所需的有机物的供给方法是在生物学脱氮工艺中非常重要的环节。目前为止的几乎所有的硝化和脱氮方法大体分为利用废水中含有的有机物的前脱氮方法(pre-denitrification)和从外面供给甲醇等的后脱氮方法(post-denitrification)。

        后脱氮方法虽然具有处理效率高、无氧反应槽容量小的优点,但因为要连续供给用作脱氮所需的电子供给体的甲醇等易分解有机物,所以费用负担重。为了节约甲醇、有机酸等电子供给体的使用费用,可采用把在第一沉淀池中沉淀的有机物即发酵原淤泥生成的硝酸盐类的有机酸用作脱氮工艺所需的电子供给体的方法。但是,利用原淤泥发酵液的脱氮方法是相当量的有机物在未分解沉淀状态下流入,其有机物的量不足以充分地除去氮氧化物,脱氮效果差。另外,原淤泥发酵液本身也含有氮化合物,因此增加了需要除去的氮化合物。

        为了解决仅使用流入废水中的有机物不能充分进行脱氮反应的问题,在韩国采用了把利用有机废弃物的方法用于后脱氮工艺和前脱氮工艺的先进的处理工艺,即利用大量产生的在处理中令人头痛的原垃圾、畜类粪便、收集的粪便等众多的有机废弃物作为脱氮所需的电子供给体,以大大提高氮磷的除去效率。

        利用流入有机物的先进处理工艺,除了图7所示的工艺及其变化方法之外,还包括Ludzack-Ettinger、MLE、AO、A2O、Bardenpho、Bio-DeNiPhoproc?Process及其多种变化方法等。但是,因为利用了流入有机物,所以不需要外面的碳源,当流入水质稳定时,几乎所有工艺的维护管理都很容易且处理的水质也稳定。

        在这些先进的处理工艺中,前脱氮工艺是在全过程同时进行脱氮或脱磷反应,因此废水中的溶氧性即易分解性的低分子量的有机物通过微生物而用于脱氮或脱磷反应,而慢分解性的固体有机物不能用于前阶段的无氧反应槽或厌氧反应槽中,而流入后续的有氧反应槽中,增加了有机物负荷、降低了硝化,不能利用于脱氮反应,从而造成浪费。

        为了改善这些缺陷,把原淤泥、有机废弃物或这些发酵液直接供给进行脱氮反应的无氧反应槽或进行脱磷反应的厌氧反应槽中,但这些方法在实施过程中产生以下其它四个问题。

        1、利用有机酸发酵由易分解性、慢分解性或难分解性有机物的混合物组成的原淤泥或原垃圾等有机废弃物以进行脱氮反应。因此,在有机酸发酵过程中,易分解的溶氧性有机物的相当一部分超出有机酸发酵阶段,分解为甲烷气体,造成浪费。而且,主要是慢分解性的固体有机物的一部分不能液化,以固体物状态留在发酵液中,因此实际上很难使硝酸盐类的有机酸含量保持最大最适合的发酵条件。

        2、如果把这些具易分解性和慢分解性的固体有机物的混合物的发酵液直接装入反应槽,那么仅有溶氧性的易分解性有机物用于脱氮反应,慢分解性的固体有机物由于在无氧反应槽的滞留时间短而不能用于脱氮反应,流入后阶段的有氧反应槽作为有机物负荷使用,引起阻碍硝化反应的副作用。

        3、原淤泥和原垃圾等有机废弃物与泥土、细沙等无机固体物共存,如果把这些有机废弃物发酵液直接投入反应槽,就会与无机固体物一起流入反应槽,因此微生物滞留时间(固体保留时间)在同一条件下与事先除去无机固体物的情况相比,反应槽内的悬浮固体物混合液(MLSS)中无机固体物的占有比率增大,使得活性淤泥的活性降低。

        4、作为上述三种问题的解决方法,采用脱水机、沉淀池等其它固液分离设备,从发酵液中仅分离溶氧性的有机物,可以将剩余液体直接投入脱氮、脱磷反应槽中加以利用。但是,该方法需要高昂的设施费,处理设施复杂,散发恶臭,固体物浓度高,发酵液的粘度大,因此用重力式沉淀很难实施固液分离。

        【发明内容】

        本发明是为解决上述问题而提出的。其目的是提供一种方法,该方法为了简化装置结构和使运行方法稳定、以及改善利用流入的有机物进行脱氮和脱磷反应的处理工艺的效率,而使原淤泥或原垃圾等有机废弃物有效发酵来选出易分解性有机物并能够加以利用。

        本发明的方法是将在流入的废水中含有的固体有机物,即第一沉淀池中沉淀分离的原淤泥,进行有机酸发酵,将生成的发酵液在处理工艺中用于脱氮、脱磷反应,把发酵液直接投入反应槽,由此解决上述四个问题,因此第一沉淀池作为原淤泥发酵液的洗净和固液分离工艺的设施使用。

        本发明进一步包括第一沉淀池和发酵槽,在第一沉淀池中将上述前脱氮类处理工艺中的流入废水阶段所流入的废水中含有的固体物沉淀分离;在发酵槽中使由在该第一沉淀池沉淀分离的固体物组成的原淤泥发酵。把在上述发酵槽中的原淤泥进行发酵和分解而生成的有机酸、液体有机物、微细沙土等无机性固体物以及未发酵状态的有机固体物的混合物所组成的上述原淤泥发酵液投入到流入管道、沉沙池、流入泵井或第一沉淀池的分配槽中,把上述发酵液在流入的废水中混合稀释,流入上述第一沉淀池,进行固液分离。

        流入上述第一沉淀池的发酵液中所含有的有机酸和液体有机物以及固体物上附着的液体有机物被流入的废水洗净和溶解,经过上述第一沉淀池的上清水,与跟着流入的废水流入的溶氧性有机物一起流出处理工艺,增加脱氮和脱磷反应中可利用的低分子量有机物,因此提高氮和磷的除去效率。

        上述发酵液中未发酵的有机固体物和经过流入的废水补充流入的有机固体物,即在上述第一沉淀池中沉淀并回收的原淤泥,再次流入上述发酵槽进行发酵,该发酵液再次在上述第一沉淀池中进行固液分离,反复进行上述过程。

        这样,使发酵槽中的有机废弃物发酵的发酵液在第一沉淀池中,第一沉淀池的沉淀固体物在上述发酵槽中来进行循环,由此有机酸和溶氧性有机物等易分解性溶氧性有机物在流入的废水中溶解以用于脱氮和脱磷反应。另外,难以用于脱氮和脱磷反应的慢分解性有机物,即固体有机物在第一沉淀池中沉淀,回收沉淀固体物,投入发酵槽,这样反复在发酵槽和第一沉淀池循环,使其发酵和分解成易分解的有机酸或溶氧性有机物。上述固体物和发酵液的循环过程中,部分固体物作为废淤泥,周期性地废弃在系统外面。

        另外,在韩国把流入的废水中含有的固体性有机物补充在原淤泥中,增大其生成量,因此处理和处置麻烦的剩饭等原垃圾、收集粪便、家畜粪便、工厂的有机副产物等有机废弃物被直接投入到上述发酵槽,与原淤泥一起发酵的发酵液用流入的废水混合稀释,通过重复进行在第一沉淀池中的固体物回收和发酵过程以及在上清水中溶解并补充已发酵的溶氧性有机物的一系列过程,以此补充只有原淤泥时不足的有机物。

        另外,本发明中把原垃圾、收集粪便、家畜粪便、工厂的有机副产物或其它有机废弃物不投入上述发酵槽中而投入流入的废水中稀释,在上述第一沉淀池中进行固液分离,这样将上述有机废弃物中含有的溶氧性有机物补充到流入的废水中的溶氧性有机物中,经过上述第一沉淀池的上清水,流入处理工艺中,用于脱氮、脱磷反应。

        另外,为沉淀在上述第一沉淀池中流入的废水中的原淤泥和投入的有机废弃物中含有的有机固体物,因此回收该沉淀并投入上述发酵槽中。在上述发酵槽中发酵和分解上述第一沉淀池中回收的沉淀回收物,生成由有机酸和液体有机物以及未发酵有机固体物的混合物组成的发酵液,并把该发酵液再次混合到流入的废水中。溶氧性有机物溶解在第一沉淀池的上清水中可用于脱氮、脱磷反应,沉淀的固体有机物被回收并发酵。此过程反复进行。

        如上所述,发酵液中含有的有机酸和液体有机物以及固体物上吸附的有机酸等液体有机物(这些将补充到流入的废水中含有的溶氧性有机物中)也溶解在上述第一沉淀池的上清水中,流入上述处理工艺中,因此只选择增加脱氮、脱磷反应中可利用的低分子量有机物,由此提高氮、磷的除去效率。发酵液中含有的未发酵固体物和经过流入的废水补充流入的固体物即原淤泥是在上述第一沉淀池中沉淀,因此回收该沉淀并流入上述发酵槽进行发酵,周期性地废弃一部分。

        剩饭等原垃圾在回收运输过程中腐烂,其一部分转换为有机酸的液体,因此如果直接投入发酵槽,其相当一部分分解成气体引起浪费。另外,如果把上述剩饭等有机废弃物在第一沉淀池的前阶段混入废水中,将有机酸等溶氧性有机物溶解在废水中,可迅速用于脱氮、脱磷反应,剩饭等在短时间内在大量废水中稀释,从而减少恶臭的产生。

        另外,把有机废弃物投入到与废弃物发生源接近的下水道遮蔽管道中,通过沿着管道流下的废水,有机废弃物被运送到废水处理厂,减少车辆运输费用。此时,应保障防止管道堵塞的适当流速和遮蔽管道的水密性以及污染雨水的分类方式。

        图7表示运回淤泥经过淤泥脱氮槽的约翰内斯堡工艺(JohannesburgProcess),通过该工艺的上述淤泥脱氮槽中投入溶解有溶氧性有机物的上述第一沉淀池中上清水的一部分或上述淤泥发酵液的一部分,改善运回淤泥中含有的氮氧化物的脱氮效率,缩短脱氮反应时间。另外,在上述淤泥脱氮槽中消耗后残留的残留有机物流入到形成主流的厌氧反应槽和无氧反应槽中,以用于脱磷和脱氮反应。图7所示的Phostrip等副流(SideStream)上设置的反应槽也同样适用上述方法。

        为适用本发明,把上述有机废弃物投入到流入的废水中时,优选经过粉碎装置和掺杂物除去装置,其中粉碎装置是在投入前粉碎大粒径有机物的粉碎机,掺杂物除去装置是用于除去塑料袋、木屑等掺杂物的筛网。特别是,为了除去投入到流入废水中的有机废弃物中的掺杂物,在废水处理厂设置的筛选工艺的前阶段中投入,这样就不需要设置其他筛网,从而更加经济。

        另外,从发酵槽中引出的发酵液经过设置在废水处理厂的沉沙池、流入泵井或第一沉淀池的分配槽,投入到流入的废水中,这样与直接投入第一沉淀池相比,通过抽泵或分配过程中形成的涡流,洗净发酵液中固体性有机物,在废水中更好地溶解溶氧性有机物。

        当已建成的运转中的废水处理厂没有能够设置发酵槽的空间和其他设施时,本发明中可以省略其他发酵槽的设置,第一沉淀池本身可用于固液分离和发酵。即,如果在第一沉淀池中调节原淤泥或固体性有机物的引出量,延长在第一沉淀池内的固体物滞留时间,在沉淀池下部的淤泥浓缩区域就会产生有机废弃物的发酵,发酵过程生成的有机酸等溶解性有机物溶解在流入沉淀池的废水中,跟着上清水流出,因此在处理工艺中可用于脱氮和脱磷反应。

        已发酵的溶氧性有机物根据从沉淀池下部的淤泥层到水体的简单的浓度倾斜而扩散溶解时,溶氧性有机物的溶解速度变慢,固体物之间的间隙水中含有的低分子量有机物不能适时地溶出,而是长时间滞留,分解为气体,引起浪费,产生淤泥上浮的副作用。因此,为了上述沉淀池下部的发酵淤泥中含有的有机酸和溶解性有机物在第一沉淀池的上清水中更好地溶解,在上述第一沉淀池的下部用泵抽出发酵淤泥,经过沉沙池、流入泵井或第一沉淀池的分配槽,混入流入的废水中,循环流入第一沉淀池中,这样就通过循环和稀释过程中的搅拌力,使发酵液中含有的溶氧性有机物更好地溶解在废水中,有机物固体物的表面和间隙中含有的溶氧性有机物也容易洗净,利用第一沉淀池的上清水流出,因此可有效用于后续的脱氮、脱磷反应,沉淀的纯粹固体物可以进行发酵。

        几乎所有的废水处理厂都设置重力式淤泥浓缩槽或用于淤泥的甲烷发酵的淤泥消化槽。但是,使用重力式浓缩槽时,固体物浓缩效率低,相当量的淤泥经过返流水流入处理工艺中。而且,甲烷气体发酵工艺的运营管理复杂,微生物的培养也难,因此淤泥消化槽大多被作为闲置设施放置。因此,本发明中考虑到这些问题,改造已有的重力式淤泥浓缩槽或淤泥消化槽,可容易作为有机废弃物的发酵槽利用,因此占地和建设费用少,非常经济。另外,现存处理厂的浓缩槽、消化槽、脱水机产生的返流水流入到流入泵井,因此直接使用已设置的配管,容易实现本发明。

        另外,发酵槽与第一沉淀池分开设置,在第一沉淀池沉淀的固体物用泵引出并送入发酵槽中,由此改善需要泵和配管设施的问题。本发明通过增大第一沉淀池下部的淤泥收集部分的容量,作为发酵槽利用,而且在第一沉淀池下方另设象以往英霍夫化粪池(Imhoff?Tank)那样的与沉淀空间分离的发酵空间,因此沉淀的固体物利用重力从第一沉淀池下部自然流到发酵槽中发酵。

        上述发酵槽具有搅拌装置,通过该装置可顺利发酵。上述搅拌装置与沉淀池的淤泥收集机驱动轴连接,利用淤泥收集机的驱动力进行搅拌。另外,设置其他搅拌机,与淤泥收集机相连,随着淤泥收集机的移动,上述搅拌机也移动,由此利用小容量的搅拌机也能圆滑且均匀搅拌反应槽整体。

        通过重复进行这样的经过第一沉淀池稀释和溶解发酵液、回收并发酵沉淀固体物的过程,原淤泥和剩饭等有机废弃物被发酵和溶解,有机物的量减少,而且难分解的微细沙土等无机物不分解继续循环增加浓度,因此发酵液或沉淀固体物的一部分需要周期性地运出至系统外部,从而将无机物废弃。

        在发酵槽废弃的废淤泥中,因为除了有机或无机性固体物之外还含有溶氧性有机物,因此操作和维护困难,直接废弃时浪费有机物,产生恶臭。因而,优选在洗净工艺中用流入的废水或已处理的废水将废弃废淤泥洗净,在固液分离工艺中进行固液分离,除去溶氧性有机物的固体物。被溶解的溶氧性有机物的洗净后余液与流入的废水一起流入第一沉淀池,可用于脱氮、脱磷反应。

        只把废淤泥洗净和固液分离的工序不同于把发酵液整体进行固液分离的工序,只洗净和进行固液分离需要废弃的一部分淤泥,因此减小了设施规模。而且,废淤泥洗净和固液分离是利用混合槽和重力式沉淀池的组合装置、压带机(belt?press)或离心脱水机等,因此容易把固体物洗净和脱水,形成饼干状运出。

        如上所述,本发明通过如下方法解决上述四个问题:即,把有机固体物发酵,把溶氧性有机物和固体有机物混合物的发酵液投入流入的废水中,在第一沉淀池进行固液分离,把溶氧性有机物用于脱氮、脱磷反应中,作为沉淀物回收的固体有机物再次发酵。

        1、有机酸发酵的易分解性有机物进入甲烷发酵阶段,在消耗成为甲烷气体的前阶段引出发酵液,用流入的废水洗净和溶解,在第一沉淀池中通过上清水,流出上述易分解性溶氧性有机物,用于脱氮、脱磷反应中。洗净溶氧性有机物的沉淀性固体物在第一沉淀池中作为沉淀物回收,在发酵槽中发酵,因此不需要为维持最适合发酵条件而作特别努力,并可减少发酵槽容量,更加经济,也防止有机酸分解成甲烷气体。

        2、慢分解性固体有机物因为不能用于脱氮反应,在后续的需氧反应槽中成为有机物负荷。慢分解性固体有机物在流入的废水中洗净和溶解其表面附着的溶氧性有机物,用于脱氮反应。但是,洗净的沉淀固体物在第一沉淀池中沉淀回收,投入发酵槽中发酵,再次投入第一沉淀池,只溶解溶氧性有机物,回收并发酵沉淀的固体有机物,反复进行上述过程。因此,由于慢分解性固体有机物不可能流入反应槽,所以会消除在需氧反应槽中有机物负荷增大和硝化效率降低的副作用。

        3、如果把发酵液直接投入脱氮或脱磷反应槽中,原淤泥和原垃圾等有机废弃物中含有的泥土和细沙等不能转换为活性物质的不分解的无机性固体物在第二沉淀池沉淀,成为运回淤泥,继续在系统内循环堆积。因此,反应槽内的悬浮性固体物(MLSS)的一部分被没有活性的无机物占有,悬浮性固体物中活性微生物的占有比率就会减少。本发明中,在第一沉淀池洗净发酵液,沉淀回收无机性固体物并周期性地废弃,因此可维持反应槽中活性微生物的高浓度。

        4、几乎所有的废水处理厂都设有第一沉淀池。本发明利用这些已有的第一沉淀池,用流入的废水稀释发酵液并进行固液分离,因此不需要为发酵液的固液分离另设脱水机、沉淀池等固液分离设施。因此,节约设施费用,简化处理设施,而且用大量废水稀释发酵也可减少恶臭,改善固液分离效率。

        这样,本发明可适用于间歇充气或副流(Side?Stream)方式的处理工艺。本发明具有用于氮氧化物的脱氮反应的一个以上无氧反应槽和将有机物进行需氧分解,以及用于有机氮和氨类氮的硝化反应的一个以上的需氧反应槽,和从最终反应液中分离为固体物和上清水的第二沉淀池。为了把淤泥通过运回和内部循环来补充到脱氮反应,并提高磷除去效率,也可以增加用微生物诱导脱磷反应的厌氧反应槽,这样也可容易改善前脱氮类处理工艺的效率。

        如上所述,本发明提供这样一种处理方法,即反复进行将原淤泥、剩饭等有机废弃物发酵,将生成的发酵液混合在流入的废水中而进行固液分离,回收固体物并发酵后混合到流入废水中的循环,选择可用于脱氮、脱磷反应的溶氧性易分解性有机物,增大其浓度,由此得到以下效果。

        1、在所有前脱氮类系列处理的工艺中提高氮和磷的除去效率。

        2、在运行中的处理厂也能简便使用,改善处理效率。

        3、有助于原淤泥、剩饭等有机废弃物的处理和处置。

        4、不产生操作和管理困难的原淤泥,其一部分转换为剩余活性淤泥,因此生物学的磷除去效率高。

        5、对流入有机物不足的低浓度废水,也可防止活性淤泥的洗净,可维持高活性。

        【附图说明】

        图1为本发明的第一实施例的概略工艺图;

        图2为本发明的第二实施例的概略工艺图;

        图3为本发明的第三实施例的概略工艺图;

        图4为本发明的第四实施例的概略工艺图;

        图5为本发明的第四实施例中的第一沉淀池的剖面图;

        图6a和图6b为与本发明的第一沉淀池和发酵槽具有相同结构的实施例的平面剖面图;

        图7为本发明适用的处理工艺的概略工艺图。

        【具体实施方式】

        下面根据附图详细说明本发明。

        [实施例1]

        图1表示本发明为改善营养盐类的去除效率而增大易分解性流入有机物浓度的处理方法的第一实施例的工艺图。

        在本实施例中,包括氮氧化物脱氮反应的无氧反应槽3、有机物需氧分解为有机性氮和氨类氮的硝化反应的需氧反应槽4、从最终反应液分离为固体物和上清水的第二沉淀池5。在把淤泥从该第二沉淀池运回到上述无氧反应槽的处理工艺之前的阶段设置第一沉淀池,在该第一沉淀池中沉淀分离流入的废水中含有的固体物?;咕哂邪言谏鲜龅谝怀恋沓刂谐恋矸掷氲闹饕捎谢烫逦镒槌傻脑倌嗟瘸恋砉烫逦?4进行发酵的发酵槽6。在上述发酵槽中,将原淤泥发酵分解生成的发酵液15混入到流入的废水中,循环流入上述第一沉淀池。该发酵液由有机酸、液体有机物和微细沙土等无机性固体物以及未发酵状态的有机固体物的混合物组成。

        补充流入的废水中含有的溶氧性有机物,使发酵液中含有的有机酸和液体有机物以及固体物上附着的液体有机物溶解在流入的废水中,从而使上述第一沉淀池的上清水11中所含的在脱氮反应中可利用的低分子量有机物增多。使上述第一沉淀池的上清水流入上述处理工艺中,因此可提高氮除去效率。因为发酵液中未发酵固体物和通过流入的废水中的原淤泥补充流入的固体物在上述第一沉淀池中沉淀,所以回收该沉淀以重复在上述发酵槽中发酵的过程。另外,将上述发酵液或上述沉淀固体物的一部分周期性地废弃。

        可以在上述发酵槽中进一步投入剩饭等原垃圾、家畜粪便、收集的粪便等有机废弃物,进行补充。另外,废水处理厂已有的重力式淤泥浓缩槽或淤泥消化槽可以改造为发酵槽使用。此外,使上述需氧反应槽的反应液逆流到上述无氧反应槽中,来补充流入的内部循环水13,可提高氮除去效率。

        [实施例2]

        图2表示本发明为改善营养盐类除去效率而增大易分解性流入有机物浓度的处理方法的第二实施例的工艺图。

        在本实施例中,包括厌氧反应槽2、无氧反应槽3、需氧反应槽4和第二沉淀池5。另外,在把淤泥从该第二沉淀池运回到上述厌氧反应槽2和把内部循环水13从上述需氧反应槽流入到上述无氧反应槽的工艺中,还包括第一沉淀池1和发酵槽6。原垃圾、收集的粪便、家畜粪便、工厂中的有机性副产物或其他有机废弃物等有机废弃物投入上述流入的废水中稀释后流入上述第一沉淀池。这样流入的废水和上述有机废弃物中含有的溶氧性有机物就会经过上述第一沉淀池的上清水11而用于上述处理工艺中的脱磷和脱氮反应。而且,由在上述第一沉淀池中沉淀分离的流入废水中的原淤泥和有机废弃物中含有的固体物组成的沉淀固体物14在上述发酵槽6中发酵,将生成的发酵液15混入流入的废水中,循环流入上述第一沉淀池中。该发酵液由有机酸、液体有机物和微细沙土等无机性固体物以及未发酵状态的有机固体物等混合物组成。

        以流入废水中的有机废弃物中含有的溶氧性有机物加以补充,使发酵液中含有的有机酸和液体有机物以及固体物上附着的液体有机物溶解在流入的废水中,经过上述第一沉淀池的上清水,流入上述处理工艺中,用于除去磷氮。另外,发酵液中未发酵固体物和流入的废水中原淤泥以及有机废弃物进一步流入的固体物在上述第一沉淀池中沉淀,因此重复进行回收该沉淀固体物14并在上述发酵槽中发酵的过程,只选择在上述处理工艺中可容易利用微生物的易分解性溶氧性有机物,以增大其浓度。

        在把上述有机废弃物投入到流入的废水中前,优选采用进行粉碎的粉碎装置(未图示)和掺杂物除去装置(未图示)。在废水处理厂设置的用于除去掺杂物的筛选工艺之前的阶段将有机废弃物投入到流入的废水中,这样就不需要设置其他筛网,从而更为经济。

        把上述发酵液15投入到流入废水的地点是设置在废水处理厂的沉沙池、流入泵井或第一沉淀池的分配槽,优选通过泵抽和分配过程中形成的涡流洗净固体物和很好地溶解溶氧性有机物。

        通过洗净工艺8,将上述发酵槽6中周期性地废弃的上述废淤泥用废水或处理水洗净和溶解,并将固体分离工艺9中分离的固体物废弃,剩余的液体与流入的废水一起流入第一沉淀池,这样可以容易地处理和处置废淤泥,还可以最大限度地利用溶氧性有机物。

        [实施例3]

        图3表示在图2的处理工艺中运回淤泥12时进一步设置淤泥脱氮槽7的工艺。该实施例是在上述淤泥脱氮槽中注入第一沉淀池的上清水11的一部分或上述淤泥发酵液15的一部分,把运回淤泥中含有的氮氧化物进行脱氮反应。本实施例也可适用于Phostrip和改进的Phostrip工艺等副流类脱氮、脱磷工艺。

        [实施例4]

        图4所示的实施方式是通过延长上述第一沉淀池中固体物的滞留时间,来省略设置上述发酵槽。即在上述第一沉淀池沉淀的有机固体物在上述第一沉淀池下面进行有机酸发酵,液体有机物溶解在经过上述第一沉淀池的水中,通过上述第一沉淀池的上清水流出。

        在这里,引出上述第一沉淀池下部的发酵液,与流入的废水一起流入第一沉淀池的上部,而未发酵的有机固体物被洗净和沉淀,在上述第一沉淀池下部再次发酵,溶解的液体有机物在流入的废水中溶解,经过上清水11流出。通过在把上述第一沉淀池下面的发酵液循环流入上述第一沉淀池上面的过程中形成的涡流,发酵淤泥中的溶氧性有机物容易溶解在上述第一沉淀池的上清水中。

        图5是图4工艺中的第一沉淀池的更详细的剖面图,因为同时进行发酵和固液分离,所以可省略其他发酵槽。如果在沉淀池的下面固体物发酵转换为液状,就会扩散到上部的水体中,经过上清水流出。因此,通过淤泥收集机22的驱动部24,emperor等搅拌装置23a可以搅拌淤泥收集部内部的固体物。另外,为了增大发酵空间,可扩大淤泥收集部25的容量。

        在上述淤泥收集机22的上面,设置多个突起的螺旋桨、铁锹刃形状的搅拌装置23b。随着淤泥收集机的旋转,淤泥的搅拌也可以一起进行。用循环泵21引出发酵液15并循环流入,使发酵液良好溶解。

        图6所示的实施例是为了在上述第一沉淀池1a沉淀的有机性沉淀固体物14a利用重力自然流到发酵槽6b发酵,而将上述发酵槽设置在上述第一沉淀池下面,上述发酵槽具有搅拌机23。

        上述搅拌机直接连接在用于驱动上述第一沉淀池上淤泥收集机22a的驱动部,搅拌机随着淤泥收集机在发酵槽内部往返,因此以少量的搅拌机将发酵槽整体混合均匀。

        图7例示了适用于本发明的处理工艺。但并不限定于此,本发明可以有效地适用的工艺还包括变更方法在内的所有这些前脱氮类处理工艺,或与内部循环无关而通过流入有机物进行脱氮或脱磷反应的间歇充气工艺、Orbal工艺、流路变更式间歇充气工艺(Bio-DeNitro)、分阶段流入(Step?Feeding)工艺、Bio-Denitro工艺中补充脱磷反应槽的Bio-DeNiPho工艺等之类的主要通过在流入的废水中含有的有机物除去氮和磷的所有处理工艺。

        本发明适用于增大脱氮和脱磷反应中可利用的易分解性流入有机物浓度的处理方法,即所有前脱氮类处理工艺、或与内部循环无关而通过流入有机物进行脱氮或脱磷反应的工艺等主要通过在流入的废水中含有的有机物除去氮和磷的所有处理工艺。

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