专利名称：污水净化方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水净化方法和装置大家都很熟悉DE-PS4236791所介绍的污水经几个互相衔接的阶段被净化的方法和装置。采用这种方法时，在第一阶段A给污水曝气，第二阶段B中间澄清，此时也有淤泥回流。第三阶段C补曝气，第四阶段D再沉淀。从A-D的所有四个阶段是在一个池内进行。在曝气阶段A时，污水流入池子的活性淤泥区A，然后曝空气或氧气并翻动，以实现一个吸氧分解过程(氧化还原过程)，随后污水沿主流动方向从活性淤泥区A经过至少一个排放口进入中间澄清(沉淀)区B，实现中间澄清，排放口位于池底第一道隔离墙下部。活性淤泥在中间澄清区沉淀，并由一个淤泥收集器收集，然后污水从中间澄清区B经池底第二道隔离墙上部的排放口进入补曝气区C，进行补曝氧气并翻动，最后，污水经另一道隔离墙下部从补曝气区C进入再沉淀区D，进行再沉淀阶段D。
根据德国专利DE-PS4234791，可以在曝气区A前安置一个称为生物除磷盐(Bio-P)池。
污水在Bio-P池中进行绝氧(anaerob)处理。
绝氧处理有助于促进生物去除磷化物，在被称为活性淤泥池中前置一个绝氧阶段，它可使细菌的能力，即在吸氧区内存储大量磷的能力得到充分利用。污水和由活性淤泥池进入Bio-P池中的回流淤泥的停留时间有一确定的最佳时间，约为1.5小时。前置的Bio-P池子的尺寸大小要符合这个1.5小时的额定时间，Bio-P池不能适应于变化的污水日排量或随时间变化的污水量，——比方说季节性工作企业排出污水量的变化——因而，也就不能与停留时间tBP、季节及其温度、发酵菌数量、发酵物质的量及其成份，氧电位，以及各种各样的污水相适应。
本发明的任务就是使已有的污水净化方法能与当时所需的净化条件相适应。
由后面所述的权利要求可以清楚看到，这课题已经得到解决。
这项发明的目标是将污水按几个互相衔接的阶段净化第一阶段A给污水曝气；第二阶段B中间沉淀(澄清)，此时也有淤泥回流；有时候还在第三阶段C补曝气；第四阶段D再沉淀，其特点是，用一个前置的绝氧阶段来影响反应过程，办法是采用体积调整来改变停留时间。
在特殊情况下，可以增加回流淤泥量或淤泥进入量到绝氧阶段中。在某种情况下，当然，可代替回流淤泥或送入淤泥而加入回流水。这种回流水有时候也带有淤泥。
此外，最好是在绝氧阶段配加吸氧物质。
也可以将绝氧阶段池子盖住。
此外，改变逗留时间，也是好办法。
过去已得到证实，将污水放入附加池中引起的波动可以用绝氧阶段的稳定性来补偿。此外，在缺少监督时间内，例如夜里，发生的故障不可能按必要程度进行补偿，这是因为污水的成份可能产生突然的变化，例如有工业用水的介入时，发酵物质的量和其成份发生了变化，这样造成温度的变化，在严重情况下，在绝氧区还可能进入氧气，上述这一切可能导致绝氧过程不能充分完成，而污水随后就进入活性淤泥池、磷盐析出减少，或者绝氧过份强烈地进行，这样严重损伤活性淤泥，并拌有刺激性的气味。
停留时间可以用很简单而有效的方式增大，这就是用加大绝氧过程的体积。一个好而短期见效的附加措施是加入更多的回流淤泥或含有淤泥的回流水，此时它可当作一种典型的吸氧配料全部或部分地帮助发酵过程。
体积的变化是按照相应池子的设施状况而定，将在说明设备时详细叙述。
发明的另一任务是建议设备具有可变容量的绝氧前区，这种装置要使无须昂贵的费用就能相当迅速地与变化了的净化条件相适应，即适应于波动的或变化的数量或物质内含。从后面的设备权利要求中可清楚看到，这个任务已得到解决。
图1用平面图表示绝氧过程和吸氧过程在分开的池内进行的装置。
图2用平面图表示绝氧过程和吸氧过程在同一池内但分开流动的装置。
图3为图2所示池子的一个剖面图。
图4表示生物除磷盐(Bio-P)池体积能改变的两个方案A和X。
如同在前面阐述本方法时所提到的，迄今为止用生物去磷的现有装置是不能适应变化的净化条件。尽管人们长期以来就要求能相适应，但找不到一个简单的解决方案。人们都知道，不仅仅污水处理区域内的管道网络要根据白天的时间和季节经受很大的变化，还不包括溶雪和倾盆雷雨的影响，这种变化不仅带来不同的水量也会进入氧气。需净化污水的成份也是变化的，尤其当民用水加入到工业用水中时。
人们还知道，污水在绝氧阶段的约1.5小时的停留时间，在生物除磷的主要参数中是一个重要的参数。当然，停留时间tBP是同温度、发酵菌量、发酵物质的量及其成份、氧——电位及可能的氧进入量以及一些目前尚未知但主要随时间而变化的因素有关。因此说，最佳停留时间是随场合不同而不同的，造成了设计时确定尺寸的矛盾。长期以来人们就希望有一个就最佳停留时间在设备结构上做相应调整的装置，如果停留时间过长，周围环境将不能忍受刺激人的气味，还破还了活性淤泥，这必须要防止。用改变绝氧阶段池子容积，即Bio-P池子体积，这个问题就轻而易举解决了。借助于图1-4可详细解释这个方案。
在实践中，目前有两种不同的用活性淤泥净化污水的装置，图1表示的是Bio-P池1与活性淤泥池2在空间上是分开设计的，活性淤泥池2分成很多腔，不是所有的腔都对本发明有用，污水和回流淤泥导入Bio-P池1内，由搅拌器10充分翻动而围绕隔离墙7流动。然后该混合物进入活性淤泥池2，在沉淀(澄清)后进入再澄清池3。池3的体积也可变化，从再澄清池3出来的活性淤泥可全部或部份的进入分配站4和5。根据需要，全部的活性淤泥或其中一部分经管道8(虚线表示)与要净化的污水一起再进入前池，和/或直接进入池2，和/或一部分经管道6导入淤泥池，此外，回流水经管道11(点线表示)重新进入流程，如果需要，也可在回流水中加淤泥。
从再澄清池3中出来的水将按大家熟知的方式继续处理，例如按DE-PS4236791介绍的方法。
按照另一方案，绝氧阶段是在一个整体的池内进行(图2)。污水从装置的顶端进入Bio-P区1，由隔离墙7将其与活性淤泥区2分开，接下去是再澄清区3，正如图1所示的结构，此时活性淤泥有可能在站4内被分出来，一部分经管道8(虚线表示)重新由顶端再进入Bio-P池，有可能剩下的淤泥经管道6进入储存池或淤泥池。同样，如果不取出淤泥，那么在站5中进行数量分配，以使一定量的回流淤泥经管道9直接进入池2中。
此时，污水的继续处理将按照已知的方式进行。
在Bio-P池中进行发酵，在污水中产生活性淤泥池裂殖菌所需要的高价值及高能量值的食物，使得裂值菌能充分完成生物除磷。据说，能直至磷转变成结晶形式的磷酸盐，因而大量的吸收磷，吸收磷量常可从30％提高到90％。
在整体式池中的污水不进行曝气或彻底翻动，只是如图3所示，用搅拌器10搅动和偶而进行混合。
如果需要将Bio-P区的体积按当时的要求进行调整以避免产生刺激人气味和活性淤泥死亡，并确保最佳“生物除磷效果”时，可以在图1和2所表示的两个装置中采取必要的防护措施，如同图4上表示。在椭圆形的、与活性淤泥池空间上分开的Bio-P池方案A中将隔离墙7的结构设计成能改变池的体积，当将隔离墙7设计成可充气式或按折棚原理做成可互相移动形成一个空间的两道墙，中间墙7可充气膨胀、收缩或互相分开、合拢，这就可实现体积变化。
在整体式池方案X中，隔离墙7设计成另外型式，它可以在a-b方向移动，也可以沿C-D式D-C方向卷起。当按D-C方式卷起时，最好也供给新鲜的污水和活性淤泥，同样沿方向C时，如图表示，也是一样的办法。
如果池子不设计成椭圆形而是正方形或矩形A方案也可以类似方式，像方案X那样布置，可采用一个或两个能在池内移动的帘子。
装置的效率，尤其在短周期调整上还可以得到额外的改善，这就是用提高回泥量或配泥量，也就是说将一部分或全部的排泥或在循环中流动的活性淤泥重新导入Bio-P过程。如果还不够，可将淤泥池中的活性淤泥再导入循环，或还利用回流水，如图2中所示经过管道11。
通过配加吸氧物质也可提高去磷能力，例如从缓冲池中提取更多的吸氧污物加入1中。
另一可能性，是促进水循环，缩短从池端开始的停留时间tBP，如用11表示。
如果在情况变化很大调整跟不上时，为了减少刺人的气味，可将Bio-P池盖住或封住。
绝氧阶段是在吸氧的活性淤泥阶段前面，绝氧阶段有以下的主要变化因素，即a)停留时间tBP；b)温度；c)发酵菌数量；d)发酵物质的量及其成份；e)O2——电位，即可能的氧进入量(O2是不好的！)f)氧化还原电位；g)其它尚未探索到，但主要与时间有关的因素。
污水在吸氧阶段停勺的时间不是几小时，至少是几天，在这期间不需要按外部状况做突然性调整。吸氧的活性淤泥阶段，特别在生物去磷作用上与前置的绝氧阶段有关。如果绝氧阶段进行得有些不正常，则会导致吸氧活性淤泥阶段的破坏，就必须要关闭装置，不再进行净化。
对Bio-P阶段的状态要进行适当的监督，如前所说，装置内出现情况变化或紧急状态不是总能予见的，尤其是在夜里，周体日和节假日里。因此，必须要对各过程进行适当的监督，用鼻子当然是最简单的，若有难闻气味，根据警句提示采用某些紧急措施，在刮风和雷雨时定期地嗅闻装置当然是辛苦的，此外，在这种测试时鼻子可能失灵，且通过调整引起相应反应为时已太迟了。用定期或连续的测试可避免这点，也就是连续地用一个分流做实验室测试，或直接在池1内连续测量是最可靠的。除分析成份测量外还可测量以毫伏(mV)为单位的氧化还原电位，这样的测量可由登记员在固定体积的Bio-P池中做，例如在测点12，这些测量经几个月才看出调整体积的必要性，也就是要自动控制Bio-P池子体积变化的及时依据。与此有关的其它测量方法和工艺正在研制中。
也可测量pH，像自己的试验所指出的那样，但这里应是有保留的，不是在所有污水测量或污水种类上都有同样好的作用。
此外，为了能自动控制体积变化，必须要连续地或定期地测量流入量、流入温度、空气温度或者池温，同样要考虑所有其它的有关混合水流。
应再次指出，污水或活性淤泥的继续处理可按照如DE-4236791所叙述的方式进行，它不是本发明的本质。
权利要求
1.污水经几个互相衔接的阶段而净化的方法，在其第一阶段A给污水曝气，在第二阶段B中间澄清，也有淤泥返流，必要时在第三阶段C补曝气，在第四阶段D再沉淀，其特征在于，用一个前置的绝氧阶段来影响反应过程，即用调整体积改变停留时间。
2.按权利要求1的方法，其特征在于，变化进入绝氧阶段的淤泥返流量或进入泥(量)。
3.按权利要求1的方法，其特征在于，给绝氧阶段加入回流水。
4.按权利要求3的方法，其特征在于，给回流水加入余淤泥。
5.按权利要求1或2的方法，其特征在于，给绝氧阶段加配吸氧物质。
6.按权利要求1至3中任一项的方法，其特征在于，将绝氧阶段的池子盖住。
7.按权利要求1至4中的任一项的方法，其特征在于，改变停留时间。
8.按权利要求1至5中任一项的方法，其特征在于，用连续测量氧化还原反应，使得Bio-P方法全部或部分地自动化。
9.污水净化装置，有一个Bio-P池、一个活性淤泥区、一个再澄清池和一条使活性淤泥从再澄清区至Bio-P池入口或活性淤泥区入口的回流管，其特征在于，Bio-P的体积设计成可改变的。
10.按权利要求7的装置，其特征在于，与活性淤泥区(2)空间上分开的Bio-P池(1)内的隔离墙(7)是可充气膨胀的。
11.按权利要求7的装置，其特征在于，与活性淤泥区(2)空间上分开的Bio-P池(1)内的隔离墙(7)是设计成可拉出的。
12.按权利要求7的装置，其特征在于，与活性淤泥区(2)空间上隔开的Bio-P池(1)内的隔离墙(7)设计成可水平移动。
13.按权利要求7的装置，其特征在于，与活性淤泥区(2)空间上分开的Bio-P池(1)内、隔离墙(7)设计成帘子，它可以在垂直方向卷起，而且污水和活性淤泥流入口是可移动的。
14.按权利要求7至11的装置，其特征在于，Bio-P池(1)有一个可移动的盖子。
全文摘要
本发明的目标是用几个互相衔接的阶段净化污水的方法和装置，在第一阶段A给污水曝气，在第二阶段B中间澄清，此时也有淤泥回流，有时还在第三阶段C补曝气，在第四阶段D是再沉淀，用一个前置的绝氧阶段来影响反应过程，即通过调整体积来改变停留时间。
文档编号C02F3/30GK1144777SQ9610711
公开日1997年3月12日 申请日期1996年6月24日 优先权日1995年6月22日
发明者莱因哈特·冯·努登舍尔德 申请人:莱因哈特·冯·努登舍尔德