专利名称：废水净化工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用活性污泥净化废水的工艺，其中首先待净化的废水被引入一个可通空气的活化池中，然后被引入沉降池，在这里使污泥同清水分离，分离出的污泥被送回活化池，清水被放掉。
在此类工艺中(参看AT-B395413)，向一个生物反应器-活化池-中通入氧气，使有机碳化物被细菌分解并转化活性污泥。同时还伴随硝化反应，脱氮和脱磷反应。活性污泥在后面的二次澄清池中沉淀，清水被放掉。为维持操作，必须将沉降的活性污泥再泵送回活化池。每天要从系统中抽出占污泥总量5％-10％的多余污泥。
已往工艺的缺点是二次澄清池的作用仅仅是分离污泥和清水，对必要的生化处理过程没有实际意义。另一种众所周知的工艺是，在一个单独池中除了进行沉降之外还能进行其它的和/或主要是所有的废水净化所必须的生化和物理过程。为此首先要将池中的污泥循环，这个搅拌阶段可以是有氧或无氧操作。根据游离氧或键合氧的存在情况，将发生硝化(有氧环境)或脱氮反应(缺氧环境)。接着让污泥沉淀，经过一段确定的时间之后才开始将清水放出。在该称为预沉淀阶段的间歇阶段内一方面沉积污泥，另一方面起脱氮作用。沉积的污泥形成一个过滤体，可以将小的活性污泥颗粒从清水中过滤出来。在随后的用于排放清水的排放阶段中进一步向池底沉积污泥，同时可发生脱氮反应。在完全无氧的情况下(厌氧环境)也可以除去生物磷。进一步的脱磷过程一定要使用一种相应的凝聚剂，该凝聚剂对污泥的沉淀也具有有利的作用。
本发明基于如下的考虑使在活性淤泥污水净化法中仅仅用于分离污泥和清水的二次澄清池完成单池(Einbecken)法中各处理池进行的部分或全部任务。
根据本发明，每天在沉降池中进行多次操作循环，使污泥再次与水混合(搅拌阶段)，操作循环的排出阶段通过一个间歇阶段(预沉淀阶段)与搅拌阶段分开。
在搅拌阶段，如果向沉降池中的物料通入空气，则在沉降池中进行的单池法帮助完成活化池的主要任务，即分解有机碳化物和硝化。在沉降池中使用的充氧设备同时也有利地按本发明产生搅拌污泥的作用。
本发明的其它细节将按附图加以说明。
图1是在标明的三个不同功能阶段中本发明的设备俯视示意图；图2是图1中一个设备的放大横断面图；图3是图2放大细节的横断面图，图5是第二个实施例的横断面图，图4是另一个实施例的俯视图。
所有介绍的实施例的共同点是活化池1和沉降池2空间上相邻排列。两池间的隔板17有一个贯通整个池宽的底部开口6，所以池1和池2是彼此相通的。在活化池1有一个通气管3引入氧气，根据本发明通过螺旋桨4搅起沉降池中的污泥，螺旋桨4同时产生一股流体，使池1和池2中的物料均化，从而使两池中的干物质含量和污泥时效大体一样。
在图1所示的设备中，螺旋桨4产生一股环绕池底中央竖起的导流墙5的旋流，此旋流只能维持在搅拌阶段，使池内浆液均化和运送污泥回流到活化池1。搅拌阶段的时间范围依天气条件而具有很大变化，例如雨天有必要缩短(如至10分钟)，旱天延长(如至70分钟)。
如图1所示，搅拌阶段R后是间歇阶段(预沉淀阶段V)，在此阶段沉降池2发生污泥沉淀，而清水并不排出。在此阶段尤其为了避免活化池1中充气管3引起污泥沉积的干扰，在开口6处有利地设有一个挡板7。在挡板7和两池间的隔板17之间，气体向上部逸出，从而-除了搅拌阶段-沉降池2中得到的只有无气污泥。在V阶段，污泥沉降的界面高度很高(大于50厘米)，使清水在后面的排出阶段A可以被抽出。V阶段典型的停留时间在总循环时间为200分钟时，约为40分钟。
只有在A阶段才从池1和池2组成的设备中排水。在三个阶段均可以连续注入液体，也可以仅在一个或两个阶段注入。当仅仅在A阶段给排流体且进出量相等(Qzu＝Qab即Q进＝Q出)时，设备的流体将进行无落差流动。多个设备可以相位不同地进行操作，使至少总有一个处于A阶段。净化设备的排出与排入量相适应。
图3表示清水的排出。在A阶段，当污泥液面8位于水平面9以下超过50厘米时，将经过圆形的、间隔1米的、位于水平面以下30厘米的、直径8厘米的、有止回阀的排水口10排放清水。清水进入受电动闸门12调节流量的压力通道11。由沉降池2来的排放液体由该闸门(开和关的状态)调节，闸门后接一固定溢流口13以保持池中预定水平面。通过向压力通道注入少量清水14，可以避免关闭闸门时污泥涌入排放系统。
为了计算沉降池2的允许排放量Qab，要考虑在整个A阶段需要泥浆界面至少在水平面以下的50厘米。可以采纳的近似的、利于安全的方法是也可以排出在A阶段形成的清水量。V阶段的作用是形成至少50厘米厚的排放所需的清水层。清水的形成取决于污泥面的下降速度Vs，假定它近似为常数。从而得到允许排放量为Qab(m3/h)＝F(m2)×Vs(m/h)，其中Vs(m/h)×ISV(ml/g)×TS(kg/m3)＝725(参见Kayser的1995年gwf12号)在R阶段和V阶段向池中连续进料引起水平面升高。在这种情况下可以采用分为两部分的预沉淀阶段，首先使池中液面上升，然后借助一个固定的溢流口保持液面恒定。通过这个办法减少在毗连的A阶段的排放量并缩短排放时间。
向根据本发明的装置进混合水物料时可在旱天(TW)和雨天(RT)操作，在雨天由于R阶段受到影响，A阶段要适当延长一个百分比。沉降池在旱天侧重用于生化过程，在雨天侧重用于液压过程。
在R阶段要完成多个的任务。必须将V阶段和A阶段由活化池(1)带入沉降池的污泥输送回池1。将池2底部沉积的污泥再次搅起，以便在池底形成近似均匀的干物质。述要将偶然形成的悬浮污泥再加进污泥主体中。最后，如果能向沉降池通入氧则比较有利。以上提到的4项任务依净化装置的大小采用不同的方法解决。对于大型净化装置可以采用循环方式运行，即所有池子作为循环池使用，搅拌装置的设置是能形成图4表示的流动状态。导流墙5的作用是使流动均匀，流速达到0.5米/秒左右。
对于小型净化装置，可以使用一个设备在活化池1用于充气，在沉降池中用于彻底混合，如图5所示。在活化池1设置的围绕一个垂直的轴转动的喷气设备3可在两池中实现充气和循环的功能。在R阶段富含气泡的水流指向两池间装有止回阀的开口16，所以湍流和循环主要是在沉降池2发生。使可能形成的悬浮污泥通过一个在水平面安置的回流装置15由沉降池2流回活化池1，再进入污泥主体。在其它两个阶段，使水流避开开口16。喷气设备只对活化池1起作用。除了改变喷气设备之外，还可以使用闸门将开口16关闭。
本发明的一个突出优点是实现了池1和池2物料的均化，对沉降池2的干物质含量进行测量，将过量污泥抽走。在V阶段结束和A阶段开始的时候，必须使污泥界面下降很深(如75厘米)使A阶段的无泥清水排出。在这段时间里，要短时间地使用一个漂浮的过量泥浆抽出泵(比如自动抽泥1-2分钟)。如果污泥面仍然太高，就集中排放过量污泥。如果污泥面太低，就多排放清水。抽出的污泥-清水混合物排入一个泥浆贮槽，在那里将污泥沉降下来。不含固体的浊水经一个回路重新进入活化池。在泥浆贮槽中沉降下来的污泥将被不时地除去。
另一种自动去除过量污泥的可能性是，在V阶段结束时用污泥面测量装置测量浆泥界面高度，过量污泥的排放依泥浆界面的位置而定。这种方法可以借助例如一个漂浮的密度计和一个安装在池底部的、备有电动闸门的泥浆管道来实现。如果在V阶段结束时污泥界面位于水平面下的75厘米以下处，则不抽出泥浆；如果超过了则排出。此方法-主要适合大型净化装置-它具有这样的优点只抽出浓缩后的泥浆和不需要用于分离污泥和清水的泥浆贮槽。
在根据本发明的装置前面，可以设置一个废水或生产用水贮槽，一个格栅或滤网装置，一个沙和油脂分离器，一个预净化器，一个厌氧池或者只用这些装置中某一个。为了进一步净化还可以在后面设置过滤器。
为了提高生物脱磷效率，可以在活化池的A阶段制造一段足够长的厌氧环境。在这段时间里只对活化池内物料进行搅拌，不通入氧气。
一种特殊的情况是在活化池的A阶段、或者V阶段与A阶段既搅拌又通空气。活化池起废水贮槽的作用。当泥浆界面一达到两池间设置的池底通道口时，原料污水进入沉降池。排水时无需过滤原料废水。
本发明工艺的优点是净化效率高，所需的净化池体积很小，机械设备降至最少，具有很高的经济实用性。充气装置仅用在活化池中，通过氧气调节而操作。沉积污泥的搅起和在沉降池沉积的泥浆的循环均通过简单的搅拌设备实现。此外在系统中可以含高浓度的干物质(5.0-8.0克/升)。最终实现沉降池的最佳操作，即在小的液压负荷下(旱天)能侧重生化过程，在大的液压负荷下(雨天)能侧重液压过程。
权利要求
1.利用活性污泥净化废水的工艺，其中先将待净化的废水通入一个可充气的活化池，然后导入一个沉降池，使污泥和清水分离，随后将污泥送回活化池，排放清水，其特征在于每天在沉降池中进行多次循环操作，其中污泥与水再次混合(搅拌阶段R)，操作循环中的排放阶段(A)通过一个间歇阶段(预沉淀阶段V)与搅拌阶段(R)分开。
2.权利要求1的工艺，其特征在于，在搅拌阶段(R)，向沉降池(2)的物料通入空气。
3.权利要求2的工艺，其特征在于，通过充入空气使污泥与池中其它物料混合。
4.权利要求1-3之一的工艺，其特征在于，在搅拌阶段(R)沉降池(2)中的物料被均化。
5.权利要求1-4之一的工艺，其特征在于，在搅拌阶段(R)返回活化池(1)的泥浆量，应使活化池的干物质(TS)浓度大约与沉降池的相等。
6.权利要求5的工艺，其特征在于，在搅拌阶段(R)活化池(1)的物料与沉降池(2)的物料被混合至基本均化。
7.权利要求1的工艺，其特征在于，预沉淀阶段(V)应持续到泥浆面下降至少50厘米，使排出物中尽可能不含污泥碎粒。
8.权利要求1-7之一的工艺，其特征在于，过量污泥的抽出总是在预沉淀阶段(V)结束时例如进行2分钟，其中用一个泵将清水/污泥混合物送入一个泥浆贮槽，将过量浊水送回净化装置。
9.权利要求1-8之一的工艺，其特征在于，过量污泥的抽出量根据沉降池(2)中由密度计测定的干物质含量而定。
10.实施权利要求1-9之一工艺的设备，包括一个活化池(1)，一个后续的沉降池(2)，一个将泥浆由沉降池(2)输送回活化池(1)的装置，其特征在于，这两个池子相毗邻并通过池底部的开口(6)相连。
11.权利要求10的设备，其特征在于，在活化池(1)中与开口(6)的一定距离处池底设有一块突起的挡板(7)。
12.权利要求10或11的设备，其特征在于，在沉降池(2)的中部设有一个垂直的导流板(5)，从而产生沿着容器壁循环的水流。
13.权利要求12的设备，其特征在于，活化池(1)也设有一个垂直的导流板(5)用于产生循环的水流。
14.权利要求10-13之一的设备，其特征在于，在沉降池(2)设有一个螺旋桨(4)。
15.权利要求10-14之一的设备，其特征在于，为了在沉降池(2)产生一股水流，在活化池(1)设置的充气装置(3)可以对着开口(16)。
16.实施权利要求1-9之一工艺的设备，特别是权利要求9-15之一的设备，其特征在于，沉降池(2)在水面下20至30厘米处至少有一个排水口(10)，与之相连的是一个带闸门(12)的压力通道(11)和固定的溢流口(13)。
17.权利要求16的设备，其特征在于，在压力通道中插入了一根清水管(14)。
全文摘要
一种用活性污泥净化废水的方法,其中是将待净化的废水通入一个可充入空气的活化池(1),然后排进沉降池(5)使污泥同清水分离,之后将污泥送回活化池(1),清水放掉。一天中在沉降池(5)发生几次操作循环,其中污泥再次与水(搅拌阶段R)混合,通过一个间歇阶段(预沉降阶段V)将操作循环中的排出阶段(A)与搅拌阶段(R)分开。
文档编号C02F3/12GK1193949SQ96196580
公开日1998年9月23日 申请日期1996年8月13日 优先权日1995年8月28日
发明者K·英格尔 申请人:K·英格尔