专利名称：废水处理的方法和在间歇式反应器中用于实现该方法的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在非连续流动反应器即SBR (间歇式反应器或序批式反应器)(Sequencing Beach Reactor)中的废水处理。因此,本发明涉及主要在小规模和国内废水处理厂中使用活性污泥悬浮的生物废水处理方法。
背景技术：
间歇式反应器(SBRs)中的废水处理的特征是在几个阶段分隔处理，在填充的第一阶段中，反应器中的水从低水位上升到高水位。在反应器被填充到高水位即操作(工作)水位之后，与曝气及废水和含有多种微生物混合物的活性污泥混合相关的主要处理方法开始运行。该处理方法也可以在反应器的填充中开始。在用于废水处理需要的时间之后，接着是进行沉降阶段，比水重活性污泥沉降到水槽的较低部分。经过足够长时间之后，该时间 取决于污泥质量、沉降速度及水槽的几何形状和尺寸，处理过的水的滗析阶段(decantingphase)进行,此时液体水位从操作水位降低到低水位。为了防止流入的废水干扰污泥沉降或未经过处理被抽到出口，这些废水处理厂(装置)在入口配备一调压水槽，在污泥沉降和处理过的水滗析过程中，废水被收集。另一个可供选择的方法是，废水处理厂具有多个间歇式反应器，这些间歇式反应器在它们的工作过程中交替工作，以致总有间歇式反应器能接收流入的废水。另一个可供选择的方法是，由一间歇式反应器组成的废水处理厂，废水连续地流入该间歇式反应器。在这种情况下，废水被直接导入到反应器的底部，水槽必须足够深，水槽的入口位于水槽的对(反)面而不是在处理过的水的流出(方向)。这些措施消除原料和自废水处理装置流出的处理过的水混合的危险。在这种情况下，在高于设定的高水位的沉降阶段中，反应器被填充，通过在反应器滗析阶段中滗析流入的一定量的废水，反应器滗析阶段延长。从以上事实可以明显地看出，在污泥沉降和反应器滗析中，主要处理过程并不运行。因此，将这些时间减小到最小对于整个工厂的运行有优势。通过高效率的滗析系统以及收集在水位以下附近处理过的水，而这些水未被正在沉降的污泥的颗粒物污染，得以实现。在较小的间歇式反应器中，使用气力提升泵(air lift pump)用于处理过的水的滗析有优势。考虑到在大多数情况下压缩空气在废水处理装置中可得到，该方法具有成本效益且在设计和构造方面比使用如电泵更有优势。然而，由气力提升泵泵出水的问题是气力提升泵上的小型液力输送的小部分浸没在将要被抽出的液体中。目前气力提升泵直接位于被抽出的水中，正由于气力提升泵所需要的液力输送，气力提升泵泵的入口在反应器水平面以下必须足够深，一个长的时间滞后发生在沉降阶段，直至沉降之后的污泥与处理过的水的界面在气力提升泵的入口下面降低足够深，为了防止在处理过的水抽出的过程中污泥被吸入。另一个选择是气力提升泵的设计，其中压缩空气仅仅在底部附近进入，压缩空气产生足够压力用于气力提升泵的工作。通过位于高于沉降之后估计的污泥层的所在面的入口处理过的水被输送到气力提升泵泵。尽管这种方法保证气力提升泵的适当输送，但该方法需要持久地沉降直至污泥层安全地沉降到气力提升泵的入口以下的深处。该方法另一个明显的缺点是在活化过程中污泥进入气力提升泵的入口的事实，当活性污泥与废水混合时，这会导致流出的处理过的水质量更差。
发明内容
根据本发明，以上提及的缺点可以通过废水处理方法以及在间歇式反应器中实现的装置来克服，其中废水处理厂的反应器中的废水暴露于活性污泥，接着在沉降阶段通过沉降在反应器的底部附近活性污泥与处理过的水分离，处理过的水从废水处理厂中被转移出去。本发明的基础包括处理过的水的次表层通过滗水器从废水处理装置转移到气力提升泵的分离槽，该分离槽以不漏水的方式与反应器内部分离。来自气力提升泵的分离槽处理过的水通过气力提升泵被泵入出口，该气力提升泵的入口位于相应的气力提升泵所需要的液力输送量的浸没深处。滗水器的被浸没的入口末端与反应器中变化的水位一起垂直地移动。
在处理过的水从反应器中被转移出去之前，气力提升泵的槽中的水位上升至高于反应器中水位的平面。在从反应器中转移处理过的水的过程中，气力提升泵的槽中的水位被维持在低于反应器中的水位，至少在反应器中的水位以上的滗水器溢流高度。通过降低气力提升泵槽中的水位，来自次表层的水在滗水器的溢流上方被吸入气力提升泵的槽。由流过滗水器的水引起的液力损失，气力提升泵的液力输送减少。总体上液力损失表现为水头(扬程)损失，水头损失是反应器中的水位和气力提升泵的槽中的水位之差。该水头损失是在反应器中水位以上的滗水器中溢流高度和由流过滗水器中的水的水头损失的总数。它应用于压头损失，该压头损失由于流动增加是随着流动增加(升/秒，升/分)和滗水器减少的管径的。如果水头损失达到的高度与滗水器和气力提升泵的槽的活动连接浸没的深度相等，即气力提升泵的槽中的水位下降到低于该连接，滗水器被充满空气及中断工作。根据本发明具有一间歇式反应器的废水处理装置(厂)由带有废水入口的反应器水槽，曝气池(aerator)和用于处理过的水抽出的气力提升泵。该气力提升泵位于一分离槽，以不漏水的方式与反应器内部分离。该抽出的水通过滗水器从反应器中被抽到气力提升泵的槽，该滗水器由配备有浮动部件的上面流入部分的进口管，溢流管和进口管组成。进口管的下端被灵活地与气力提升泵的槽连接。该溢流管由反应器中水位以上的浮动部件保持。为了避免在处理过的水滗析过程中由浮动的不纯物污染，进口管的入口被浸没在该反应器中的水位以下。由于当它应用于气力提升泵时，气力提升泵被浸没越多，输送量越高，所以该入口的位置通常被选择在气力提升泵的槽的下面部分，无论该槽位于该反应器的内部或外面。根据所需要的气力提升泵的输送量，气力提升泵入口的深度被选择。基于本发明，该技术方案的优点主要在于这样的事实，当操作废水处理厂时，当主要废水处理本身没有被执行时，闲置时间，即污泥沉降和从装置中转移出处理过的水的时间，明显被缩短。通过设置气力提升泵入口的深度，转移出处理过的水的速度可根据需要被设置。而且，污泥进入流出的水的危险也被减小。考虑到这样的事实，压缩空气源是大多数间歇式反应器的必要部件，与其它抽出的方法相比，在设计和高度地成本效益方面用于保证需要的泵出量的气力提升泵的使用是容易的。从次表层转移出的处理过的水将阻止浮动的不纯物(杂物)的污染。
图I和图2代表一种具有位于反应器内部的气力提升泵的废水处理装置(厂)，其中图I表示关闭的气力提升泵的情形和图2表示工作中的气力提升泵的情形。图3和图4表示具有位于废水处理装置的反应器外面的气力提升泵的废水处理装置(厂)的例子。
具体实施例方式基于本发明，废水处理厂由具有废水的引力或压力入口 18的反应器4和曝气池16 组成。在图I和2中一个可行的实施例，反应器4中装有滗水器2，滗水器2由具有入口 24的进口管9，浮动部件7和运输管5组成，运输管5通过活动连接6进入气力提升泵I的槽(箱)3中。浮动部件7可包括例如弯管或另一形状可充空气部分。活动连接6由软材料制成的变弯曲的、软管等组成，气力提升泵I的槽3以不漏水的方式与反应器4的内部分离。气力提升泵I有优势地位于槽3底部附近的入口 12。对于气力提升泵I来说，为了稳定地操作气力提升泵I，气力提升泵I的入口 12不应置在反应器4中最小水位21以上，减少到反应器4中高水位19和低水位21之差的一半。图3和图4所示气力提升泵I的槽3被放置在反应器4外面。然而，图3所示气力提升泵I的槽3被放置在与反应器4处在同一面(水位)，图4所示气力提升泵I的入口12位于反应器4底面以下。如果需要，这进一步增加气力提升泵I的输送量。在这种情况下，滗水器2进入位于反应器4中装处理过的水的槽26。装处理过的水的槽26通过连接管25与放置在反应器4外面气力提升泵I的槽3连接。所述的技术方案是可供选择的方案之一，该方案要求在反应器4之前配备调压水槽(箱)(equalizing tank)(图中未显示)。废水被收集在这槽中，在沉降(沉淀)阶段和排出反应器4阶段期间，废水并不进入反应器4。然而，根据本发明的技术方案的同样利用在其它废水处理装置中，也是可行的，例如，具有一对反应器，或结构上适合废水的连续流入的反应器。在填充阶段的过程中，如图I所示，通过上水位19的上方入口 18废水进入反应器4的水槽。在填充阶段的过程中，反应器4通常被曝气，曝气与处理废水的活性污泥和废水的混合有关，它处理废水。将少量空气引进滗水器2也有用，以致在整个填充阶段进口管9充满空气，没有污泥沉降到进口管9的管壁上。在该反应器被填充之后，或接着沉降阶段，或如果有必要以及考虑到污染的类型和程度，另一个活化发生在整个反应器4中。在当没有分离的废水和污泥的混合物17在反应器4中搅拌时的时间期间，气力提升泵I总是关闭。在这个阶段在被浸没的进口管9中的空气阻止表面浮动的不纯物及污泥和水的混合物吸入到气力提升泵I。在必要的沉降时间之后，在转移处理过的水过程中废水处理厂的情形如图2所示。该沉降时间，取决于污泥性质，通常需要10到70分钟，直至在处理过的水和污泥的界面23以上产生足量的一层处理过的水，因此该分界面在进口管9的入口 24以下降低足够深。在沉降阶段的过程中正在沉降的污泥所在的较低区域22减小，而处理过的水所在的较高区域20扩大。在气力提升泵I被打开之前，气力提升泵I的槽3充有来自没有描述的清水集水槽中的清水，至少达到反应器4中的水位14。因此，运输管5也填充到相应的水位。在气力提升泵I开始抽出来自气力提升泵I的水糟3中处理过的水之后，反应器4中处理过的次表层的水从浸没的入口 24的深处10被吸入进口管9。处理过的水由运输管5从溢流管8的上被抽到气力提升泵I的槽3，且通过气力提升泵I的入口 12被抽出废水处理厂。在抽出的过程中，气气力提升泵I的槽3中的水位13必须保持在低于反应器4中当前水位14，至少在反应器4中的水位14以上溢流管8的高度15。为了保证完美地抽出和气力提升泵I的入口 12处有足够超压力，入口 12的浸没处11有必要足够深。入口 12浸没的具体深度因此取决于废水处理厂的设计和尺寸以及对从废水处理厂中转移出处理过的水的速度方面的要求。在处理过的水转移的过程中，可充空气的浮动部件7连同进口管9重复反应器4中水位14的波动，在整个转移阶段一起降落。在整个反应器4排空阶段这种情形从高水位19持续到低水位21。在达到水位21之后，气力提升泵I关闭。同时必须保证低水位21没有降低至滗水器2与槽3的连接以下。上述事实明确地显示滗水器2的连接必须一直浸没在反应器4中水位14以下。在处理过的水转移过程中在操作水位13以上的浮动 部件7的可充空气部分和运输管5的可充空气部分作为漂浮并且保持入口 24 —直在浸没位置相对于反应器4中的现有水位14。来自反应器4中次表面区域20的处理过的水通常从深度为50毫米被转移到深度为300毫米。这种方法保证阻止浮动的不纯物吸入到出口，最干净的次表面区域的处理过的水也从废水处理厂中被转移出去。
权利要求
1.在间歇式反应器中带有悬浮活性污泥的废水处理方法，其中废水处理装置的反应器中的废水由活性污泥处理，接着在沉降阶段中活性污泥通过沉降在反应器底部与该处理的水分离，该处理过的水从该废水处理装置中被转移出，其特征在于，来自反应器中次表面水层处理过的水被吸入到该气力提升泵的分离槽，该分离槽以不漏水的方式与反应器内部分离，由此，来自该气力提升泵的分离槽处理过的水由气力提升泵抽出到该反应器的出口，其入口位于相应所需要的气力提升泵的输送的深处。
2.根据权利要求I所述的废水处理方法，其特征在于，在来自反应器处理过的水转移之前气力提升泵的水槽中水位升高到高于反应器中水位的水位。
3.具有一间歇式反应器的废水处理装置由带有废水流入的反应器(4)的水槽，曝气池(16)和用于抽出处理过的水的气力提升泵(I)组成，其特征在于，气力提升泵(I)位于该气力提升泵(I)的水槽(3)中，该水槽以不漏水的方式与该反应器(4)的内部分离，同时，为了将处理过的水的次表层吸入且将处理过的水输送到水槽(3)，该气力提升泵(I)的水槽(3)与滗水器(2)连接，同时该滗水器(2)由进口管(9)、浮动部件(7)、处理过的水的溢流管(8)和运输管(5)组成，其中，浸没在反应器(4)中的水位14下带有流入口的进口管(9)与该处理过的水的溢流管(8)连接，由水位(14)以上的浮动部件(7)保持，接着与运输管(5)连接，运输管(5)的下端通过一活动连接(6)与水槽(3)的内部连接。
4.根据权利要求3所述的具有间歇式反应器的废水处理装置，其特征在于，该气力提升泵(I)的水槽(3)位于反应器(4)中。
5.根据权利要求3所述的具有间歇式反应器的废水处理装置，其特征在于，该气力提升泵(I)的水槽(3)位于反应器(4)外面。
6.根据权利要求5所述的具有间歇式反应器的废水处理装置，其特征在于，滗水器(2)通过该装处理过的水的水槽(26)和连接管(25)被连接到该气力提升泵(I)的水槽(3)。
全文摘要
废水处理的方法和在间歇式反应器中应用该方法的装置，其中活性污泥与处理过的水分离之后，处理过的水由滗水器从该反应器中水的次表层被抽出。被转移出去的水通过该滗水器被输送到气力提升泵的分离槽，该分离槽以不漏水的方式与该反应器的内部分离。该处理过的水由气力提升泵从气力提升泵的分离槽被抽出到出口，它的入口位于相应气力提升泵的输送量所在的平面。该滗水器浸没的入口部分垂直地与反应器中波动的水位一起移动。
文档编号C02F3/22GK102834361SQ201180017474
公开日2012年12月19日 申请日期2011年3月18日 优先权日2010年3月29日
发明者简·托帕 申请人:简·托帕