CN101980971A - 具有两阶段反应器的先进废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有两级反应器的先进废水处理设备，以便在使反应器数量最小的同时使营养素去除效率最大化。该先进废水处理设备包括：第一反应器(30)，该第一反应器被供给来自初始沉淀反应器(20)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程；第二反应器(40)，该第二反应器被供给来自第一反应器(30)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行有氧和缺氧过程；内部回流管道(50)，该内部回流管道用于将由第二反应器(40)硝化的污水回流到第一反应器(30)，并且将由所述第二反应器(40)和最终沉淀反应器(60)形成的污泥回流到第一反应器(30)或第二反应器(40)；和控制器(70)，该控制器接收来自安装在第一反应器(30)和第二反应器(40)中的传感器的信号，并且将驱动信号输出给通气搅拌器(90)。

Description

具有两阶段反应器的先进废水处理设备

技术领域

本发明涉及一种用于控制能够去除包含在污水或废水中的营养素的先进水处理设备的系统，更具体地，涉及一种具有两阶段反应器的先进废水处理设备，该废水处理设备能够在使反应器数量最小化的同时使营养素去除效率最大化。

背景技术

包含在污水或废水中的各种污染物通常采用活性污泥方法进行处理。由于环境法规的增加，近来开发出能够去除包含在污水或废水中的重金属和各种营养素(比如氮或磷)的先进废水处理方法。

根据活性污泥方法，如图1所示，流经除砂器110的楔形棒细筛或者粗筛以去除砂的污水由泵115泵送，然后流经初始沉淀反应器120、曝气反应器130和最终沉淀反应器140，之后污水被消毒并排放到河流中。

曝气反应器130让污水与被引导到流经最终沉淀反应器120的污水中的空气发生反应。废水在曝气期间经受吸收、凝结或氧化作用，以使得有机物转变成生物活性污泥，并且在停留期间起反应的活性污泥在最终沉淀反应器140中被沉淀和分离。

包含于从最终沉淀反应器排出的污水中的许多营养素(比如氮和磷)虽然没有被活性污泥方法去除，但是在消毒之后被排出。因为河流或湖泊近年来由于这些营养素(比如氮和磷)而遭受富营养化影响，所以有必要去除氮或磷。

具体地，与其它有机物相比，包含在最终沉淀反应器140中的甚至很少量的氮和磷也会引起伊乐藻的繁殖。伊乐藻消耗存在于水中的氧，从而导致鱼类和贝类死亡。为了防止出现这种不良影响，向目前的工艺过程增添了一种先进废水处理方法(第三次处理)。

先进废水处理方法是一种用来去除包含在水中的氮或磷的方法。具体地，在去除氮的情况下，在有氧条件下将氨氧化成硝酸盐，或者在缺氧反应器的情况下，将氮气还原到空气中。在去除磷的情况下，为磷酸阴离子添加阳离子以形成化学沉淀物，例如吸收磷的生物物质，否则，为磷添加金属盐以形成沉淀物，以作为一种生物处理方法。

如上所述，引入微生物来去除氮或磷，并且需要能量以用于微生物的繁殖和生长。再者，在去除氮时，根据最终电子受体，在有氧过程中需要氧，在缺氧过程中需要亚硝酸盐，并且在厌氧过程中需要能量源(比如二氧化碳)。

具体地，由于通过活性污泥方法不能同时进行氮和磷的去除，所以应该加入缺氧过程和厌氧过程。更具体地，如图2所示，设置多阶段反应器，比如缺氧和有氧类型的两阶段反应器，或者厌氧、缺氧、有氧和缺氧类型的四阶段反应器，否则，将在其中连续地进行缺氧、厌氧、有氧、沉淀和排放过程的有次序的成批反应器应用于单个反应器。

因此，由于在先进废水处理方法中应该设置具有不同特征的反应器(比如缺氧反应器、厌氧反应器和有氧反应器)，以便同时去除氮和磷，所以增大了处理设备的专用面积，并且因此增加了操作或维护费用。

发明内容

技术问题

因此，本发明针对一种先进废水处理设备，该废水处理设备能够基本上消除由于相关技术的限制和缺点而引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的在于提供一种具有两阶段反应器的先进废水处理设备，该废水处理设备能够在使反应器数量最小的同时使营养素去除效率最大化。

技术方案

为了实现这些目的，提供了一种先进废水处理设备，该废水处理设备被供给来自除砂器和初始沉淀反应器的污水以将营养素去除，并且将废水排放至最终沉淀反应器，该先进废水处理设备包括：第一反应器，该第一反应器被供给来自初始沉淀反应器的污水，以在通气搅拌器的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程；第二反应器，该第二反应器被供给来自第一反应器的污水，以便在通气搅拌器的操作中进行有氧和缺氧过程；内部回流管道，该内部回流管道用于将由第二反应器硝化的污水回流到第一反应器并且将由所述第二反应器和最终沉淀反应器形成的污泥回流到第一反应器或第二反应器；以及控制器，该控制器用来接收来自安装在第一反应器和第二反应器中的传感器的信号并且将驱动信号输出给通气搅拌器。

技术效果

根据用于去除营养素(比如氮或磷)的具有两阶段反应器的先进废水处理设备，减少了过程的数量和工作负荷，从而提高其工作效率。由于可以减小处理设备的专用面积，因此降低了安装成本或维护费用。

再者，通过在第一反应器和第二反应器中的任一个进行厌氧、缺氧和有氧过程，可以用最适宜的费用来处理污水或废水。

附图说明

包括的附图用来进一步理解本发明并且被结合在本申请中且构成本申请的一部分，该附图示出了本发明的示例性实施例，并且与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中：

图1是描述传统废水处理线的视图；

图2是描述传统先进废水处理方法的视图；

图3是描述根据本发明的先进废水处理设备的方框图；

图4是描述根据本发明的先进废水处理设备的结构的示意图；和

图5是描述根据本发明的先进废水处理设备的通气搅拌器的视图。

具体实施方式

现在将参照附图对根据本发明的优选实施例进行说明。

图3是描述根据本发明的先进废水处理设备的方框图，图4是描述根据本发明的先进废水处理设备的结构的示意图。

先进废水处理设备被供给来自除砂器和初始沉淀反应器的污水，以去除营养素并且将污水排放至最终沉淀反应器60，该废水处理设备包括：第一反应器，该第一反应器被供给来自初始沉淀反应器20的污水，以在通气搅拌器90的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程；第二反应器40，该第二反应器被供给来自第一反应器30的污水，以在通气搅拌器90的操作中进行有氧和缺氧过程；内部回流管道50，该内部回流管道用于将由第二反应器40硝化的污水回流到第一反应器30并且将由所述第二反应器40和最终沉淀反应器60形成的污泥回流到第一反应器30或第二反应器40；以及控制器70，该控制器接收来自安装在第一反应器30和第二反应器40中的传感器的信号并且将驱动信号输出给通气搅拌器90。

本发明的先进废水处理设备通过使用除砂器10、初始沉淀反应器20、第一反应器30和第二反应器40以及最终沉淀反应器60来处理污水，其中通过使用安装在初始沉淀反应器20和最终沉淀反应器60之间的第一反应器30和第二反应器40来提高营养素去除效率。

第一反应器30根据从初始沉淀反应器供给的废水的铵态氮来连续地改变处于厌氧、缺氧和有氧状态的间歇曝气反应器的氧供应时间以及由内部回路管道运送的污泥体积。第二反应器40通过保持半有氧状态和有氧状态来去除有机物和营养素(比如氮或磷)。

氮的生物去除主要分为三个部分：首先，在生物过程中进行污泥的硝酸同化作用，其中通过传统的活性污泥方法去除流入水的20-30％；第二，进行硝化作用和脱硝作用，其中通过将还原的氮氧化成硝态氮来消耗氧，并且将氧化的氮还原成氮气；以及最后，使用特定的占绝大多数的微生物来进行氮吸收。主要用作先进废水处理过程的过程是一种同时进行硝化作用和脱硝作用的过程。

生物硝化作用和脱硝作用由在有氧条件下进行的硝化反应(有氧微生物)和在缺氧条件下进行的脱硝反应(可选的微生物)构成。具体地，主要的微生物品种为以亚硝化单胞菌(Nitrosomonas sp.)和硝化细菌(Nitrobacter sp.)为代表的自给营养的生物体。它通过使无机氮化合物氧化而获得生长能量，并且利用碳化物作为细胞合成所需的碳源。

在该情况下，在硝化细菌中的铵态氮的最大生长速度比亚硝化单胞菌的最大生长速度明显更快。亚硝酸盐的累积不大，但是它被认为是从铵态氮到氮的氧化作用的速度控制措施(rate controlling step)。

硝化作用的主要因素是PH值、溶解的氧和有机体。最适宜的PH值为8至9，并且最适宜的溶解的氧为大于2ml/l。能够中和从铵态氮产生出的氢离子的碱可以溶解在水中，如下面公式1所示。

公式1

${\mathrm{NH}}_4^{+}+1.83O_2+1.98{\mathrm{HCO}}_3^{-}>>0.021C_5{H}_7{O}_2+0.98{\mathrm{NO}}_3^{-}+1.04\mathrm{HO}+1.88H_2{\mathrm{CO}}_3$

生物脱硝反应是通过还原反应将硝酸盐转变成NOx，它涉及在各种异养生物中采用硝酸盐作为电子受体并且采用有机体作为电子供体，如下面公式1所示。

公式2

${\mathrm{NH}}_3^{-}+1.83C{H}_3\mathrm{OH}+0.24H_2{\mathrm{CO}}_3>>0.056C_5{H}_7{O}_{2}N+0.47N_2+1.68H_{2}O+\mathrm{HC}{O}_3^{-}$

在该情况下，消耗3.7g(克)的COD来使1g(克)的硝酸盐脱硝。再者，合成0.045g的微生物，还原3.57g的碱。在水中存在溶解的氧时，由于消耗了用作电子供体的有机碳源并且抑制了脱硝反应，所以将硝酸盐保持在缺氧状态下是很重要的。

如图2和3所示，本发明的设备通过将内部回流通道50使1Q至1.5Q的污泥回流到第一反应器30，从沉积反应器60使0.5Q至1Q的污泥回流，并且使用从第一反应器30供给的有机碳源作为脱硝作用源。

参照图3，本发明的设备适于在将污水从初始沉积反应器20供给至第一反应器30时，选择地进行使污水从第二反应器40回流到第一反应器30并且使污泥从沉积反应器回流到第一反应器30的步骤和使污泥从最终沉积反应器60回流到第二反应器40的步骤。

更具体地，在内部回流管道50中，第一过程意味着在污水供给至第一反应器30的同时将污水输送给第一反应器30并且将污泥从最终沉积反应器60回流到第一反应器30，第二过程意味着将污泥从最终沉积反应器60回流到第二反应器40。

如图4所示，优选地，在内部回流管道50中安装有污泥回流流量计51和52、污泥回流泵53、内部回流流量计54和内部回流泵55。

为了在缺氧和半厌氧状态下驱动第一反应器并且在有氧和半有氧状态下驱动第二反应器40，分别在第一反应器30和第二反应器40中安装有氧化-还原电位势能(ORP)传感器31和41以及氧(DO)传感器32和42，并且通过控制器实时地监控ORP传感器和DO传感器的数值。控制器根据控制器70的操作信号来控制通气搅拌器90的操作时间。

第一反应器30的前一步骤(即，使除砂器10的污水和废水流过除砂腔和筛子并且然后流过初始沉积反应器20的过程)在本领域是公知的，因此其详细说明在这里将省略。

再者，通过使用第一反应器30和第二反应器40、用于改变第一反应器30和第二反应器40的水通道以独立地或补充地驱动第一反应器和第二反应器的内部回流管道50、每个安装在第一反应器30和第二反应器40中以同时进行通气和搅拌的通气搅拌器90、由安装在第一反应器30和第二反应器40中的传感器和用于检测排出水的质量的传感器驱动的磷过滤器80，本发明的设备可防止富营养化作用。

更具体地，如果供给的污水与所设计的体积相同或类似，则进行第一过程，其中第一反应器10和第二反应器20互补地操作，以使得通过第一反应器和第二反应器将供给的污水排出至最终沉淀反应器。

在该过程中，通过使由第二反应器40硝化的硝酸盐通过内部回流管道50回流到第一反应器30来进行脱硝过程。通过转换器来驱动回流泵53和55以获得精确的回流体积，流量计测量第一反应器中的内部回流体积。

第一反应器30使用鼓风机、扩散器和搅拌器来进行缺氧、半厌氧和厌氧过程，而第二反应器40根据氧的浓度和时间控制通过使用氧传感器(DO计)和PLC来进行有氧和缺氧过程。

第一反应器30在缺氧和半厌氧状态下操作，同时溶解的氧的浓度保持在平均0.5mg/l。第二反应器40在有氧和半有氧状态下操作，溶解的氧的浓度保持在平均1.5mg/l或更大。

在脱硝反应的情况下，在第一反应器进行缺氧、半厌氧和厌氧过程的同时，由第二反应器硝化的污水被第一反应器脱硝。在去除磷的情况下，交替地使微生物暴露于厌氧状态(第一反应器)和有氧状态(第二反应器)中以给微生物施加压力。也就是说，通过极端地改变用来转换微生物新陈代谢的路径而引起过度吸收的环境条件，由此重复进行去除磷的过程。

再者，污水和废水在4个季节期间经历大约3Q的流量波动。如果流入水的质量和流量降低至小于设定水平，则第一反应器和第二反应器通过控制器70的信号而被独立地驱动。

这通过监控流入流量计和流入污水的水质来确定，并且通过使用电动闸门阀或电动阀来转换流入水而进行该过程。流入污水被供给至第一反应器或第二反应器，然后进行SBR过程。在该例子中，各个反应器进行先进废水处理过程。

在SBR中进行流入过程、反应过程、沉淀过程、排出过程和悬置过程(suspension process)以提高MLSS值(悬浮混合液体的固体)，从而延长了SRT(污泥保持时间)。因此，促进污泥的自动氧化作用，从而明显降低污泥的产生。

除了将化学制品放入到生物反应器中的化学方法之外，先进废水处理过程不容易通过同时去除磷和氮来获得可游泳水水平的流出水。因此，根据本发明，氮通过使用进行通气和搅拌的两阶段反应器而被处理，并且磷被间接地去除。具体地，该系统适用于在SS和T-P浓度超过参考值时通过磷过滤器80排出流出水。

虽然去除了作为目前污水参考值的T-P的大约60％(8mg/l-2的T-P，2mg/l至3mg/l)，但是仍不能满足作为可游泳水的参考值0.5mg/l。本发明采用磷过滤器以用于使排出水再循环并且通过包含在排出水中的磷的回收/再循环来进行资源回收。

更具体地，通过将磷浓度传感器85安装在最终沉淀反应器60的排出通道中并且将电动阀或闸门阀安装在排出通道中，根据用于接收由磷浓度传感器85检测到的信号的控制器70的信号，将污水排出引导至磷过滤器80。

如图3所示，磷过滤器80安装在先进废水处理设备的后端部上，以便通过过滤和吸收来去除磷。磷过滤器80由具有过滤和吸收功能的材料制成，以便通过让二次排出的水流过磷过滤器来过滤SS组分和吸收磷，从而去除T-P。

在该例子中，磷过滤器80包括预过滤材料和主过滤材料，该预过滤材料由纤维或聚氨酯制成的合成树脂构成以用来过滤包含在排出水中的SS组分，该主过滤材料由水滑石(hydrotalcite)或锆基吸收剂构成以用来吸收磷组分。

因此，根据本发明的先进废水处理设备实时地监控T-N和T-P。如果T-P的去除暂时不稳定，则立即将出水管道引导至磷过滤器80，以使得排出水恒定保持最高水平。

由本发明设备所监控的DO(溶解的氧)的浓度如下所示(参见表1)。第一反应器30在厌氧、缺氧和半厌氧状态下操作，同时溶解的氧的浓度保持在平均0.5mg/l。第二反应器40在有氧和半有氧状态下操作，同时溶解的氧的浓度保持在大约1.5mg/l或更大。

根据本发明的设备的另一种操作类型是一种采用氧传感器的控制方法。由通气和搅拌驱动的第一反应器30和第二反应器40的类型如下所示(参见表2)。

在第一反应器30中的通气和搅拌时间以及搅拌时间和强度对水质有影响。每小时的频率根据流入水的温度和操作条件而对排出水的水质有影响，而是进行3至6次交替操作。在将有氧操作转换成缺氧和厌氧操作时，时间控制可以通过铵态氮和硝酸盐的浓度来实现。

表1

各个反应器中的DO浓度

第二反应器40在有氧和无氧状态下操作，硝酸盐通过内部回流管道回流到第二反应器，从而去除氮或磷。

通过将外部空气供给到反应器中来提高DO的浓度从而提高微生物的活性，并且从反应器的水液面到其底部进行搅拌。这通过同时操作第一反应器和第二反应器中的搅拌器和通气器以平稳地溶解氧来实现。

第一反应器30和第二反应器40用作由厌氧反应器、缺氧反应器和有氧反应器构成的另一个反应器，以便实现充分的先进废水处理过程。

表2

通过交替地操作反应器而获得的DO浓度

同时，为了将空气供给到第一反应器30和第二反应器40中，还存在使用鼓风机或扩散器的第一种方法和使用表面通气器的第二种方法。再者，搅拌的第一种方法采用水下混合器，而第二种方法采用水翼搅拌器。

本发明的设备采用通气搅拌器90，该通气搅拌器可交替地操作表面通气器和水下混合器以暂时进行通气和搅拌，并且明显降低了维护和电力费用。

如图5所示，通气搅拌器90包括：用于使用由驱动马达91驱动的旋转轴92来产生驱动力的驱动单元；用于通过使用安装在旋转轴92周围的通气叶轮93-1和搅拌叶轮93-2来进行通气和搅拌的操作单元；用于通过使用安装在旋转轴92周围的导流板94来扩散和引导污水的扩散单元；以及用于通过使用包围导流板94的喷射角度调节器96来调节射流的方向和范围的控制单元。

喷射角度调节器96包括：导流叶片96-1，该导流叶片96-1通过支承柱和支承板安装在导流板94上，用于在导流板94和导流叶片96-1之间形成横向流动通道；以及圆柱形主体96-2，该圆柱形主体96-2与导流叶片96-1的底面联接，用于在导流板94和圆柱形主体96-2之间形成底流通道。

圆柱形主体96-2在其下端部上设置有放大管道96-3，用于平稳地接收污水以进行通气过程。导流板94具有斜角部分94-1，用于与圆柱形主体96-2一起引导污水的流动。

在该例子中，通气搅拌器90在污水的通气过程中使水以圆形图案扩散，但是通过导流叶片96-1以矩形图案进行通气。

另外，假设通过通气搅拌器90同时进行通气和搅拌，则平稳地进行包括有氧过程的交替操作。

如表3所示，厌氧反应器没有安装在该先进废水处理设备的前端部上，在第一反应器30中进行厌氧、缺氧和厌氧过程，而在第二反应器40中进行有氧和缺氧过程。因此，它可减少安装面积和维护费用。再者，可以仅通过使用第一反应器和第二反应器来进行先进废水处理，而不用在前端部上安装厌氧反应器。

表3

在反应器中的先进废水处理的过程

本发明的设备包括内部回流管道，该内部回流管道用于在进行由第二反应器硝化的污水的脱氮硝作用的过程中在第一反应器、第二反应器和最终沉淀反应器之间输送污泥。

通过适当地保持SRT、平稳地进行先进废水处理过程并且将MLSS保持得较高(3-5000mg/L或更大)，来提高硝化效率并且延长了污泥保持时间(SRT)。

因此，提高了污泥的自动氧化，并且降低了污泥的生成。污泥处理所需的费用在整个废水处理花费中很大，所以这是本发明的另一个优点。

在从流量调节反应器或初始沉淀反应器中供给的污水体积突然改变或减少的情况下，即，3Q流量在夏季和冬季发生改变或者流量由于外界因素而改变，则通过使用电动阀或闸门阀给第一反应器和第二反应器中的任一反应器供给污水来进行SBR。

在该例子下，进行厌氧、缺氧和有氧状态的先进废水处理过程，并且在最终沉淀反应器中进行沉淀。供给到第一反应器中的污水在该先进废水处理过程进行输出时被引导至第二反应器，并且第二反应器也进行相同的先进废水处理过程。同时，流量的波动通过流入流量计自动地转换成SBR。

也就是说，第一反应器和第二反应器在进行SBR期间独立地操作。

本发明设备的特征在于，通过内部回流管道来选择性地操作第一反应器和第二反应器，该内部回流管道由从第一反应器延伸至第二反应器的管线和用于从最终沉淀反应器选择性地向第一反应器或第二反应器供给污水的多条回流管线构成。

在驱动一个反应器以应对在夏季和冬季中的流量波动的情况下，污泥被选择地供给以便连续地保持MLSS的浓度，从而确保该先进废水处理中的最高水质。

具体地，表4显示出在第一反应器30交替地进行缺氧、半厌氧和厌氧操作的状态，表5显示出第二反应器40交替地进行半有氧和有氧操作的状态。本发明的设备可通过仅使用一个通气搅拌器以及第一反应器或第二反应器来迅速地提高DO并且进行厌氧、缺氧和有氧操作以及有氧和缺氧操作，从而简化了该先进废水处理过程并且降低了操作费用。

表4

描述第一反应器的交替操作的图表

通气搅拌器90包括：驱动马达91；具有通气叶轮93-1和搅拌叶轮93-2的旋转轴；和确定喷射方向的导流叶片96-1，并且根据设备的旋转方向而重复执行通气功能和搅拌功能。

在通气搅拌器90通气时，通过导流叶片96-1使水在圆形或矩形反应器中均匀地喷射，从而使死区最小化以提高氧气的输送率。

在通气搅拌器90通气时，由于导流叶片96-1的形状，即使在圆形或矩形反应器的边缘处也能平稳地进行搅拌。因此，污泥在反应器中平稳地运动，以防止污泥在反应器中有氧存储。再者，污泥以最低的速度运动以便防止其表面与氧气接触。

本发明的设备可通过使用多功能通气搅拌器来控制第一反应器的交替的厌氧、缺氧和有氧操作以及第二反应器的交替的有氧和缺氧操作。虽然本发明的设备可以采用鼓风机、扩散器和搅拌器，但是通气搅拌器最适用于探索性试验(pilottest)以便进行该过程。

表5

描绘第二反应器的交替操作的图表

由于复杂反应器的通气采用了表面通气方式，所以在通气时有细微的废水排放到空气中，这是由讨厌的气味造成的。因此，在采用复杂反应器的情况下，反应器的整个区域用罩子罩住以防止扩散。

在先进废水处理过程中持续地监控排出水的水质，以确保排出水具有可游泳水的水平并且防止湖泊富营养化。如果没有去除适当水平的磷，则如图3所示，通过电动阀或闸门阀将排出水引导至磷过滤器80以去除磷。

在本发明的设备应用于单独下水道的情况下，构造出两个60m³的生物反应器，并且该设备被设计成处理300至350m³/d(立方米/天)。该设备的操作条件如下。

表6

先进废水处理设备的操作条件

表7

营养素的去除率(每季度)

根据表7，除了冬天，氮的去除率保持在60％或更大，磷的去除效率保持在大约50％。大部分营养素从污水中去除。

表8

营养素的去除率(实时的)

流入水的水质	CODcr	T-N	T-P
				平均流入浓度(毫克/升)	220	33	7
平均流出浓度(毫克/升)	14	4	2

去除率(％)

93.6

87.9

71.4

表9

营养素去除率的图表

虽然在驱动先进废水处理设备时，在8小时时间(HRTs)期间通过6次操作获得了最佳效率，但是该实施例可通过每小时进行3-6次交替操作来确保最佳水质。

根据表8和9，由于通过使用先进废水处理设备进行了第一过程，所以从污水中去除了至少70％至80％的氮或磷，并且大部分营养素从污水中去除，由此可使用该排出水作为可游泳水。

前述实施例仅仅是示例性的，不应该被解释为对本发明有限制。本教导也可很容易地应用于其它类型的设备。本发明的说明用于进行示例性说明，而不用于限制权利要求书的范围。许多替代方案、变型和变化对于本领域的技术人员而言是显而易见的。

Claims (18)

1.一种先进废水处理设备，该废水处理设备被供给来自除砂器和初始沉淀反应器的污水以去除营养素，并且将污水排放至最终沉淀反应器(60)，所述先进废水处理设备包括：

第一反应器(30)，所述第一反应器被供给来自初始沉淀反应器(20)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行厌氧、缺氧和有氧过程；

第二反应器(40)，所述第二反应器被供给来自第一反应器(30)的污水，以便在通气搅拌器(90)的操作中进行有氧和缺氧过程；

内部回流管道(50)，所述内部回流管道用于将由第二反应器(40)硝化的污水回流到第一反应器(30)，并且将由第二反应器(40)和最终沉淀反应器(60)形成的污泥回流到第一反应器(30)或第二反应器(40)；以及

控制器(70)，所述控制器接收来自安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的传感器的信号并且将驱动信号输出给通气搅拌器(90)。

2.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中每个安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的通气搅拌器(90)实时地、交替地操作。

3.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中每个安装在所述第一反应器(30)和第二反应器(40)中的通气搅拌器(90)根据第一反应器和第二反应器的时间设定而交替地操作。

4.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括用于吸收包含在污水中的磷组分的磷过滤器。

5.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中最终磷过滤器(80)由预过滤材料和主过滤材料组成，所述预过滤材料由纤维或聚氨酯制成的合成树脂构成以用来过滤包含在排出水中的SS组分，所述主过滤材料由水滑石或锆基吸收剂构成以用来吸收磷组分。

6.如权利要求1或4所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括安装在排出管道中的磷浓度传感器(85)，所述磷浓度传感器用于检测包含在污水中的磷的浓度，以将信号输出给磷过滤器(80)。

7.如权利要求1或4所述的先进废水处理设备，其中最终沉淀反应器(60)包括安装在排出管道中的电动阀和闸门阀中的任一个，以用于在磷过滤器的安装方向上引导污水的排出方向。

8.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中传感器为设置在第一反应器(30)中的氧化还原电位计(31、41)。

9.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中传感器为设置在第一反应器(30)或第二反应器(40)中的氧传感器(32、42)。

10.如权利要求1、8和9中任一项所述的先进废水处理设备，其中控制器(70)响应于传感器(31、41、32、42)的信号将操作信号输出给第一反应器(30)和第二反应器(40)。

11.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中通气搅拌器(90)包括：用于使用由驱动马达(91)驱动的旋转轴(92)来产生驱动力的驱动单元；用于通过使用安装在旋转轴(92)周围的通气叶轮(93-1)和搅拌叶轮(93-2)来进行通气和搅拌的操作单元；用于通过使用安装在旋转轴(92)周围的导流板(94)来扩散和引导污水的扩散单元；和用于通过使用包围导流板(94)的喷射角度调节器(96)来调节射流的方向和范围的控制单元。

12.如权利要求11所述的先进废水处理设备，其中喷射角度调节器(96)包括：导流叶片(96-1)，该导流叶片通过支承柱和支承板安装在导流板(94)上，用于在导流板(94)和导流叶片(96-1)之间形成横向流动通道；以及圆柱形主体(96-2)，该圆柱形主体与导流叶片(96-1)的底面联接，用于在导流板(94)和圆柱形主体(96-2)之间形成底流通道。

13.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中圆柱形主体(96-2)包围通气叶轮(93-1)的圆周。

14.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中圆柱形主体(96-2)在其下端部上设置有放大管道(96-3)，用于平稳地接收污水以进行通气过程。

15.如权利要求11所述的先进废水处理设备，其中所述导流板(94)具有斜角部分(94-1)，用于与圆柱形主体(96-2)一起引导污水的流动。

16.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中所述第一反应器(30)和第二反应器和(40)包括罩，所述罩用于罩住由于污水排放而导致的讨厌气味。

17.如权利要求1所述的先进废水处理设备，其中当所述内部回流管道(50)被打开或关闭时，独立地或互补地进行将污水从第二反应器(40)回流到第一反应器(30)并且将污泥从沉淀反应器回流到第一反应器(30)的步骤和将污泥从最终沉淀反应器(60)回流到第二反应器(40)的步骤。

18.如权利要求11或12所述的先进废水处理设备，其中所述内部回流管道(50)包括污泥回流流量计(51、52)、污泥回流泵(53)、内部回流流量计(54)和内部回流泵(55)，所述污泥回流流量计(51、52)、污泥回流泵(53)、内部回流流量计(54)和内部回流泵(55)根据控制器(70)的信号而被驱动。

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