CN104781197A - 用于污水处理的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种在连续流动体系中的用于污水处理的方法，以及用于污水处理的一种装置，尤其是用于满足生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求。所述用于污水处理的方法，通过使污水经受其中包含的杂质的各种形式的去除的连续步骤，其结果是容易可用的和一般可用的碳素的消耗的发生，并随后使活性污泥和污水的混合液在真空脱气塔(7)中进行真空脱气，包含所述活性污泥和污水的混合液较早进行硝化反应，却不引入该再循环返回连接(2)，并从硝化容积(3)构成流出，在其真空脱气之前，在该容积(4)中进行额外的反硝化。优选的，任何类型的容易可用的外部碳源被自由地引入到活性污泥和污水的混合物中，由于额外的反硝化步骤，被污水携带的几乎不可用的任何类型的实质上的大多数碳素，并且硝酸盐的进一步深度去除在该容积(5)中被实施，从而启动硝酸盐去除的过程，在污水经过该真空脱气步骤之后，在该二沉池(8)的气态氮不饱和含水区域中继续进行。

Description

用于污水处理的装置和方法
本发明旨在提供一种在流动体系中的用于污水处理的方法，以及用于污水处理的一种装置，尤其是用于满足生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求。
在已知的污水处理方法中，包括了对活性污泥的使用，即活性污泥悬浮液与被处理污水的混合液通过处理池内含物的搅拌被维持，随后该混合液被注入到二沉池中，其中污泥沉淀下来，而溢流出的液体，即被净化的污水，被注入到集水池中。沉淀的污泥被再次用于上述处理工艺中。在此工艺中，处理池中的活性污泥浓度被维持在3.5kg/m3的水平，而这会导致相应装置的具有相当大的体积。
波兰专利说明书172080公开了一种流动污水处理方法，其中的净化工艺是依次在一个污水除磷池、污水反硝化池和接着的一个污水硝化池中实施，借助于来自曝气硝化池的硝化污水的返回内部的重复循环，用于反硝化步骤，其结果是活性污泥多次承受交替的反硝化和硝化过程。因而，活性污泥交替地接触存在于废水中的各种碳素，从容易可用的直到一般可用的容易可用的。显然活性污泥非常容易使用更多的可用碳素形式，从而在用于进一步处理过程的流出液中，主要留有的是对于生命来说几乎不可利用的碳素形式。随着流动的这种交替，通过相应池子的流速变高，在初始净化池中，容易可用的和一般可用的碳素的形式对于污泥来说是充足的且不受限制地可接触的。来自曝气池的污水产水被带入真空脱气塔的抽吸池，随后进行真空脱气，再流入二沉池。沉淀池中沉淀的沉积物在净化过程中被重复利用并进入到该净化工艺的开头，由于其保持了重新净化提供到净化工艺开头的大量污水的能力。溢流出的液体，即被净化的污水，被路由至一个集水池，如图1所示，展示了根据上述波兰专利说明书中的一种污水处理装置。
在此工艺中，净化可在实际污泥浓度6.5至7.5kg干重/m3的条件下实现，具有净化池的立方容积的一个相当大的下降，还具有通过关于迄今为止现有的实际机会的工艺强度的增加，并且在此技术领域中，这允许达到一个新的更高的水平，以及为其技术发展提供了新的机会。
通常，在活性污泥池和二沉池中会出现强烈的反硝化现象，虽然硝酸盐是存在的，但是反硝化过程进行得较慢，并且其强度由容易可用的碳素的缺乏所限制。适宜可用的碳素的缺乏，作为一个不可缺少的生化脱氮反应的基质，包含在硝酸盐分解为氧气和硝酸基础上，在气态氮不饱和水中进行溶解，由于真空脱气所致，活性污泥在被净化的污水中的混合，不会导致反硝化引起的浮选和污泥膨胀，并且不会阻碍在沉淀池底部的污泥的增厚，其为反硝化反应进程缓慢的原因，当正在生产的氮素溶解于不饱和水溶液时，这是沉淀池的运行所必要的和所需的。
人口增长，全球城市化和工业化引起了携带生物污染的废水量的增长，特别是氮素的增长，并造成对自然环境的损害，及由富营养化造成的强烈的破坏，富营养化包含在作为净化的污水的排放点的地表水接收器中的水藻类过量繁殖。对这种现象的预防，需要使用复杂的方法用于污水处理，非常昂贵且操作的不可靠，而且在操作处理中，为了这种富营养化杂质的排出的严格要求，包含相当大的困难。
关于上述内容，在根据波兰申请P380965所述的解决方案中，一个附加功能被添加到所述二沉池中，包含一个用于污水处理的额外强烈和快速运行的过程在其容积内执行，导致了借助于反硝化去除含氮化合物。
根据所述解决方案，与活性污泥混合的污水在生物池中被净化，随后被输送到一个真空脱气塔的抽吸池，其中该混合液被进行真空脱气，之后被输送到二沉池，并重复利用聚集在二沉池中的沉积物，用于具有去除含氮化合物作用的污水的二次净化，在进入到二沉池的容积的情况下，优选其流入，至少一种含碳化合物被引入，尤其使得其包含容易可用于活性污泥的碳素，并且强烈的第二次反硝化被引起了，而造成硝酸盐的分解和来自污水的氮素的去除，并一直持续直到容易可用的碳素资源的耗尽，与此同时，来自污水的氮素的排放水平升高到了一个数值，在位于此数值的情况下，允许吸收不饱和N2液体，在气态氮引起的强烈反硝化过程中被激活，从容易可用的碳素的使用中获得，随着容易可用的碳素的来源耗尽，由于来自于剩余过程的反硝化反应，其成为气态氮而被释放，而且，具有气态氮的液体的不饱和水平被维持着，以便在不能有反硝化引起的污泥的沉淀能力的障碍的条件下，实施沉淀处理。
将容易可用的碳素的来源注入到活性污泥中，实际上注入到在流入到二沉池的真空脱气液体中，创造了一个使用二沉池的容积和流入实施其中强烈的生物脱氮过程的意外机会，特别是通过其容积的使用和低气态氮含量水溶液的容积的使用，用于其中的强烈反硝化反应。反硝化范围有目的地通过注入的容易可用的碳素的量进行限制，剂量是这样的，强烈的反硝化过程实质上使用一部分水溶液的不饱和的容积的，从而在二沉池中留下了一个不饱和的盈余用于有效地进行，该基本的沉淀过程，仍然处于氮素不饱和水溶液的条件之下。
然而，此解决方案也没有提供去除含氮化合物的污水处理的完全效果，由于相当不饱和水溶液的制备是很困难的这一事实，当假定在22℃的污水温度时，氮饱和度为16g/m3，操作上可能获得40％的不饱和率，而随后的不饱和度值将会是：16x 0.4＝6.4g/m3。
因此，在实践中，当留下2-3g/m3水平的不饱和度在一个非常快速的反应过程中，添加有外部碳源至水的不饱和度不完全消耗的一个水平的具有气态氮的二级池容积的使用程度，计算出夏季的条件：6.4g/m3-3g/m3＝3.4g/m3。
众多的污水处理厂在22℃温度的夏季条件下运行，在更温暖的气候中甚至为27℃，在炎热地区甚至为30℃。在暖温带，23℃的温度下，氮的溶解度为15g/m3，而随后的不饱和度将会是：15g/m3x 0.40＝6g/m3，而可用的不饱和度将是：6g/m3-3g/m3＝3g/m3。处于2g/m3水平的剩余的饱和度，具有加入了容易可用的碳素的该方法的激烈过程，在流入量中必须涵盖不规则性，特别是质量和杂志的种类和运行不精确之处，其对于激烈的工艺过程是很难的并且包含了一些风险。因此，很有必要大幅提高盈余，而这限制了利用用于氮减少的体积的可能，在仅仅3g/m3的范围之内。这是属于现有技术的解决方案的一个重要的缺点。
根据本发明，在连续流动系统中，用于污水处理的一种方法，特别是用于满足生物含氮化合物的高水平降低的需求，包含使污水经过连续的去除包括在其中的杂质的不同形式的步骤，在连续的分离的容积中进行，其中活性污泥经受不同的工况和操作条件，以及内循环返回连接，作为其结果，容易可用且一般可用的碳素被耗尽了。在第一容积内，该除磷过程被实施，在第二容积内，该反硝化过程被实施，在第三容积内，该硝化过程被实施，从中该再循环返回连接被提供给反硝化量的流入，确保了在所提到的容积的整个系统内流动效率的保持，该容积多次超过了被进行处理的污水流动的有效性。然后，活性污泥和污水的混合液在真空脱气塔中进行真空脱气，净化的污水从中被排放，而作为外部再循环的活性污泥沉淀在底部，通过污水进料再次被路由到过程的开始。
本发明的主题为活性污泥和污水的混合液，经过前期硝化之后，而没有被引入到再循环返回连接至流入到一个反硝化容积，经受了额外的反硝化，在此期间，剩下的其余的容易可用的碳素和几乎不可用的碳素形成了，被污水携带而被消耗，可选地甚至具有活性污泥细胞内的碳素的消耗，在二沉池中继续进行着反硝化过程。
在本发明主题的扩展中，在额外的反硝化过程中，被污水携带的来自基本上大部分的各种各样的一般可用和几乎不可用的碳素，被释放到污水和活性污泥的混合液，任何种类的外源的容易可用的碳素都被引入了，而硝酸盐的进一步深化去除通过带有污泥的这种碳素的反应被实施，从而在污水已通过该真空脱气步骤之后的去除硝酸盐的启动过程在二沉池的气态氮不饱和含水区域中继续进行。
所述污水处理方法的实施例的一个变体中，在一个连续流动的系统里，特别是用于生物含氮化合物降低的高水平的需求，包含使污水经过连续的去除包括在其中的杂质的不同形式的步骤，在连续的分离的容积中进行，其中活性污泥经受不同的工况和操作条件，以及内循环返回连接，作为其结果，容易可用且一般可用的碳素出现枯竭，在第一容积内，该除磷过程被实施，在第二容积内，该反硝化过程被实施，在第三容积内，该硝化过程被实施，从中一个再循环返回连接被提供给流入到反硝化量，当在所提到的体积的整个序列内维持流动效率时，其比注入到处理中的污水的流动效率要高几倍，随后污水和活性污泥的混合液在真空脱气塔内进行真空脱气，净化的废水流出液从中产生，最后作为外部再循环的沉淀在沉淀池底部的活性污泥通过污水流入被输送回该过程的开始，可以预期的是，对于活性污泥和污水的混合液，经过前期硝化之后，而没有被引入到再循环返回连接至流入到一个反硝化容积，任何种类的外源的容易可用的碳素都被引入了，而硝酸盐深化去除通过带有污泥的这种碳素的反应被实施，被污水携带的一般可用的和几乎不可用的碳素的使用在真空脱气之前也被抑制到这种碳素的完全消耗，从而初始的硝酸盐深化去除过程在二沉池的气态氮不饱和区域内继续着，其中，一般可用的和几乎不可用的碳素的残余物包括在硝化后的污水中被消耗，随着活性污泥的细胞内碳素的可能的消耗。
根据本发明，一种在流动连续工艺中的用于污水处理的装置，特别是用于生物含氮化合物的高水平降低的需求，通过使污水经受依次连续的包含于其中的各种形式的杂质的去除步骤，连续地包括除磷量、反硝化量和硝化量，一个再循环返回连接从中被提供给流入到该反硝化容积，随后一个真空脱气容积，接着是一个具有净化的污水的流出的二沉池，通过沉积的沉淀物的再循环连接到污水流入至除磷容积，其特征在于它有一个额外反硝化容积，为了活性污泥和净化的污水的混合液，其被界定在硝化容积下游和真空脱气容积上游。
优选的，为了活性污泥和净化的污水的混合液，处于额外的反硝化容积和真空脱气塔之间的本发明所述的装置，具有一个深化硝酸盐去除容积，连接到容易可用的碳素的外部来源上。
根据本发明，也可以预期的是，用于污水处理的在流动连续工艺中的一种装置，特别是用于生物含氮化合物的高水平降低的需求，通过使污水经受依次连续的包含于其中的各种形式的杂质的去除步骤，连续地包括除磷量、反硝化量和硝化量，一个再循环返回连接从中被提供给流入到该反硝化容积，随后一个真空脱气容积，接着是一个具有净化的污水的流出的二沉池，连接到流入至该除磷过程，具有一个硝酸盐深度去除的容积，连接到容易可用的碳素的来源上，为了活性污泥和净化的污水的混合液，放置于该硝化容积的下游和该真空脱气塔的上游。
在本发明的解决方案中，在上游净化处理容积中独立地实施反硝化内部再循环的影响，及其独立地实施带来的影响，一种氮素去除的深度工艺通过进一步减少硝酸盐而被实施，以便大幅提高氮素的去除并同时增加碳素的去除和获得，通过降低流入二沉池中的硝酸盐的量，优选的污泥沉降能力使得增加在整个纯化过程中的污泥浓度至7.5-10kg干重每立方米的实用水平成为可能。
根据本发明所述的位于硝化池下游和真空脱气容积上游的一种新的独立的容积的使用，用于净化的污水中的活性污泥混合液，大幅提高了深化硝酸盐去除的效果，显著拓宽了整个污水处理工艺在更高污泥浓度过程中实施的机会。
有可能获得这种效果，由于在这一点引进一系列的在这额外的容积的净化，并且从任何类型的内部再循环实质上放弃，来自并进入此容积，从而其中实施的反硝化过程获取被污水携带的容易可用和一般可用的碳被切断了，并且同时，在污水通道中的一个有意义的下降通过此容积相对于其他用于污水净化的上游容积被获得了，以及该碳素的流入仅限于残留形式，在它前面的基础净化过程之后。这可以一种方式来定义，该氮素去除的过程已经被通过此容积的通道的限制所浓缩，以及提供容易可用的和一般可用的碳素的可能性的消除，于是使得该污泥专门消耗几乎不可用的碳素，及其之后的枯竭，以启动甚至内部活性污泥自己的碳素的消耗。
根据本发明，具有活性污泥的污水处理以这种方式实现，该流动构成污水流出，从污水硝化容积，位于重复内部再循环区域外部，被收集在一个独立的容积中，处于缺乏获得外部碳源的条件下，根据专利技术PL 172080，并处于在实践中能够使用的沉淀物的非常高的浓度条件下，比在其它已知的流动净化技术中要高得多的浓度，缺乏氧气的获得或者处于无氧条件，在收集量内含物的强烈搅拌下，能够大量获取包括于硝酸盐中的丰富的氧资源，它引起了高浓度活性污泥专门消耗该一般可用的和随后几乎不可用的碳素，并最后启动了它自己的活性污泥的胞内碳素的使用。因此，在流出中的硝酸盐含量中获得了有限的但操作上有意义的下降，大约下降了20-40％，以及额外的碳素还原的下降，即造成所表达的生化需氧量(BOD)下降了大约20-30％，由于上述的消耗加强了污水携带的任何碳素形式的反硝化过程，反硝化过程减缓发生在二沉池的氮不饱和含水容积中，由沉淀池中相对较长的停留时间造成，有用的且大量的在此污水流中的氮素/硝酸盐的减少。具有气态氮的水溶液的真空脱气引起不饱和度确保了产生的气体的微泡在污泥絮凝物中容易的溶解，并且这种方法增强了所得污泥的沉降性能，最终，在整个污水净化过程中使用更高浓度的污泥的这一机会出现了，起因于其沉降性能的进一步增加，从而确保在从除磷至流出的净化的整个过程中，更好且更有效地去除氮素和其他杂质。
意外的是，净化的污水混合液的曝气在硝化处理后和离开反硝化再循环区域，在无氧条件下，以一个非常高的沉淀物浓度，无需污水携带的容易可用的和一般可用的碳素的进料交替，为了维持其沉降生命的功能，活性污泥被迫使只消耗几乎不可用的碳素，并且关于其进一步对于污泥的不可用性，去消耗其自身的污泥的胞内碳素，同时在此条件下强烈地搅拌。结果，保持污泥的生命活动导致了由包含在混合液中的剩余的硝酸盐所含的氧的使用，或者影响反硝化过程。
在前面的硝化反应过程中制备的这些硝酸盐，主要随着反硝化再循环返回到反硝化过程，但是它们中的一部分包含在流出液中，相应于此内部再循环的量，还有一个剩余在外部的量，与流出液路由，作为非去除的硝酸盐/氮素用于在污水流动净化过程中的被实施的进一步外流。由于出于技术原因，再循环的量被限制并被维持在4倍于流量的水平，然后产生硝酸盐的硝化容积被多次稀释，由于此反复再循环，而来自均匀的氮素/硝酸盐含量的此容积的总体混合流出在外流处被分割进入反硝化再循环，其传输产生的稀释的硝酸盐有目的地到反硝化池中进行进一步反硝化，能够获取容易可用的碳素，而其他的液体流构成了外流，根据图1中所示的状态的示意图，以2Q或33％的流量通过池子，设置针对性反硝化运行的可能性，以硝酸盐的形式携带一些未反硝化的含氮化合物到另外的外流，并且此方法包含了33％浓度在稀释后的硝化容积的硝酸盐中，进入外流。返回外流量的67％至反硝化过程，借助于一部分污水携带的碳素，其中该污泥消耗容易可用的和一般可用的碳素并分解硝酸盐的主要部分至此反硝化过程，而由于反硝化容积中的减少，硝酸盐的量降低了，流入硝化容积并稀释其中硝酸盐的浓度。在此工艺中的另一部分，包含硝化，容易可用的和一般可用的碳素的进一步的去除发生了，并且进料的未经处理的污水流的硝化被实施用于形成新的硝酸盐并在外流中维持来自硝化容积的该硝酸盐水平在预定水平，起因于硝化和反硝化的过程，以及在此容量中的平均了硝酸盐含量的再循环。
在这些过程之后，留下活性污泥混合液，在缺乏再循环的替代效应条件下构成外流，处于可能在根据专利PL 172080所述的技术中使用的高沉淀物浓度的条件下，意外地造成在硝酸盐/氮素含量中有意义的进一步降低，并且有效地降低这些难以去除的氮素的量。
显然这指的是氮素含量的问题，跟着主要净化过程和其中氮素的减少，以及用于除氮的最终效果被获得的严格要求的意外地重要的结果，在进一步外流中具有其含量的减少。
尽管如此，这种氮素的进一步除去会造成额外的效果并在二沉池中提升沉淀条件，在二沉池中，由于在供给的硝酸盐量中的减少，以及在反硝化处理的强度中的减弱，加强了污泥的沉降性能并且导致了在用于污水处理的整个过程中提高污泥浓度至根据专利PL 172080所述的目前已应用于实践中的在技术中的浓度的一个意外的机会。
因而，在实施如专利PL 172080所述的污泥真空脱气过程时，其中，污水净化过程在非常高的污泥浓度下进行，其披露了跟在硝化过程之后的在净化的污水中的污泥混合液的外流，在完整的净化过程之后并通过沉淀池被路由到外流，在一个独立的容积内该水流被停止，其中意外的和令人惊讶地显示-一个有效的过程并具有实用相关性，在污水外流额外反硝化范围内，无需免除外部碳源。
在此容积内，净化的污水中的活性污泥的混合液通过保留跟在硝化过程之后的流出液经受另外的处理，包含为了保留污水的此额外容积的分离，其中处于无氧条件下，缺乏气态氮的获取，与此同时，具有非常丰富的来自N03形式的氧资源，当实施根据专利PL 172080所述的污泥的真空脱气的使用的过程时，在一个非常高的污泥浓度和在容积中强烈搅拌的条件下，高反硝化能力的污泥被迫接受强烈的生命过程，借助于仅仅以一般可用的残留物的形式存在的碳素和实质上几乎不可用的碳素，最后甚至是活性污泥的细胞内碳素，而这导致了从硝化容积排放的该外流的相当大的额外反硝化。
作为该作用的结果，污水中的硝酸盐含量的进一步降低发生了，从中，在真空脱气条件下的另外的流动中，在附加反硝化过程中，该分离的微气泡从污泥絮状物中被吸出，并且尤其是气态氮的不饱和水溶液被生产出，随后包含减少的硝酸盐含量的外流被路由到该二沉池，其中该最后的反硝化阶段发生了。
反硝化过程还在二沉池中继续进行，在由真空脱气导致的气态氮不饱和区域内。在沉淀池中进行的反硝化的进一步过程是基于较少量的硝酸盐并具有溶解在气态氮不饱和含水容积中的气态氮的分离时进行，由真空脱气引起并填充以免由此造成完全饱和。作为额外的反硝化的结果，硝酸盐流入二沉池的减少造成了其中硝化过程的强度的减弱的发生，特别是由于更加突出的过早在额外反硝化过程中消耗的碳素的缺乏。这就造成了对于具有气态氮的沉淀池中液体的饱和度不足的更少的填充。
阻止具有气态氮的液体的不饱和度的完全填充并且维持二沉池中液体的相当大的气体缺乏，对于污泥的沉降性能具有重大的影响。含氮液体的不饱和度具有巨大的不足，在反硝化过程中，其在污泥的絮凝物中被分离，氮素展示了一个溶解于不饱和溶液并从污泥絮状物中容易去除的能力。这缓解了随着缺乏值的降低而减少，并且随着其消除而完全褪去。完全填充是指污泥絮状物中的分离氮素的积累，由于没有其可溶解的东西，而污泥显示了较差的沉降能力，当有突出的氮素缺乏时，来自污泥絮状物的气态氮的转移被启动了，并且污泥获得了特别优选的沉降性能。
借助于额外反硝化反应的这种方式，硝酸盐向二沉池的流入被减少，并且创造了一个以保持更加突出缺乏可能性，其轮流地令人惊讶地使在过程中维持污泥浓度在一个相当高的水平成为可能。
因此，令人惊奇地和出乎意料地该使用额外的反硝化的最终效果是一个在整个净化过程里放大生物质的量的机会。在过程中，生物质的这种放大的另一个惊人的效果是整个净化过程的增强，在反硝化、硝化和额外反硝化容积中，其导致污水的更好的净化，关于这些领域中的氮素和碳素，并且有助于全过程的实施。
在本发明中设想的污水外流的额外反硝化的使用，进入到该二沉池，当保持二沉池中的反硝化反应时，导致获得含氮液体的更加突出的不饱和度，并且这增强了污泥的沉降性能并使得在整个污水净化过程中使用更高浓度的污泥成为可能。
本发明的目的被展示在附图中，其中
图2表示一种在连续流动系统中的污水处理装置，具有额外的反硝化容积，在示意图中；
图3表示一种在连续流动系统中的污水处理装置，具有额外的反硝化容积，还具有硝酸盐深化去除容积，在示意图中；
而图4表示一种在连续流动系统中的污水处理装置，具有硝酸盐深化去除容积，在示意图中。
例1
如图2所示，一种装置被实施了，其中，一股污水流被传输用于处理，理论流量为Q＝1000m3/d，碳杂质负荷BZT＝300kg/d，并且氮负荷为75kg/d，在温度t＝22℃。
在该装置中，处理过程在7.5kg干重每立方米的污泥浓度条件下被实施，并且外循环等于100％，内循环和污水流入流量Q的回流比为400％，即其为4Q。通过除磷容积的流量为2Q，并被路由到一个反硝化容积2，其中考虑到该内部循环流入流量将会是Q+Qrz+4Qrw，即总共6Q。
这一数量的流量被路由到一个硝化容积3，其中，作为在活性污泥中进行的生化过程的结果，氧化反应发生了，氧化各种形式的氮，至最终硝酸盐形式N03，根据图标进行如下提供的反应：
该硝化反应容积在反硝化过程之后用内循环注入进料被稀释，并因此，生成于硝化反应容积的硝酸盐被反硝化过程之后的硝酸盐量的减少的再循环流所稀释。
来自反硝化容积3的外流被分割成两股水流。一股包含平均量并构成了相当大的部分，其以4Q的流量作为内循环，路由到过程的开始，至该反硝化容积2，其中其与未经处理的富含容易可用的碳的污水流混合，其在生化过程中与硝酸盐N03反应，并以气态的形式释放氮并排放到大气中，根据本示意图中的反硝化反应2N03→过程→N2+302.
另一方面，流入到未经处理的污水中的氮素具有各种化合物的形式，并且在反硝化容积2中不接受转变，其公共流量中被输送到该硝化反应容积，在其中将N氧化成硝酸盐的形式N-NO3，在此过程中，借助于容易可用的碳素被加入到未经处理的污水中。
另一股水流包含平均含量的氮素在硝化容积中，即以其含量作为内部再循环流，构成外流。
在被实施的生化过程中，在反硝化2和硝化3容积中，考虑到内部再循环，氮素以60kg的量被去除。其结果是，来自反硝化容积3的外流中仍然存在：75kg-60kg＝15kg的氮素，这给出了来自硝化容积的外流中的1m3的氮素平均含量：
15kg:1000m3＝0.015kg/m3～15g/m3,
或来自反硝化容积的外流中有：
15g/m3的氮素。
来自相同的硝化容积3的另一股水流以2Q的流量流动，也包含消化过程之后的氮素，为15g N-NO3，被路由到另一流量至额外的反硝化容积4，高度活性的污泥中的生命过程在完全无氧条件(没有氧气)下发生了，由于包含在流入中的溶解于水的氧气，处于高污泥浓度条件下，在1-2分钟内就在流入中被消耗了，在非常高的污泥浓度中通常应用在可能用于根据波兰专利No.172080所述的污泥真空脱气技术的操作中，当其内含物处于强烈搅拌状态时并且在引起的容易可用的碳素缺乏的条件下，从而额外的反硝化过程被实施了。
在此容积中，具有大量氧资源的活性污泥在其处理时以硝酸盐N03"的形式维持生命过程，被迫消耗不可随时使用的和随后几乎不可用的碳素的残留物。
由于活性污泥的生化过程在此容积中被实施，硝酸盐含量的减少发生了，减少到12g/m3N-NO3"的水平，具有容易可用的碳素残留物的同时完全消耗并且具有几乎不可用的碳素的使用。
于是在此容积中氮杂质的减少发生了，其量为：15g/m3-12g/m3＝3g/m3，这就构成了(3:15)x 100％＝20％的还原，而从整个过程的氮的去除为：1000m3/d x 0,003＝3kg。
随后，该生化转化过程一直在该水流中被实施，伴随着氮素的去除，其被路由至真空脱气容积7，其中产生了一个30％不饱和率水平的不饱和度，至该二沉池8，而其中在无氧条件下的反硝化过程在一个层沉积中继续，而污泥的增厚位于沉淀池的底部，随着硝酸盐NO3分解为氧气，被用于一部分污泥生命过程中，并且随着氮素以气体的形式的分离，其立即溶解在由真空脱气产生的不饱和氮的水溶液中，没有充分利用这一不饱和度，作为实践的其容积表明难以获得，并保持在25-40％的范围内，而其可能的高保持能力决定着污泥沉降性能的更好或更差，二沉池中的污泥膨胀或浮泥现象在较大或较小程度上得到消除。
由于这一阶段状态的过程在二沉池8的不饱和含水容积中运行，氮素含量进一步减少到10g/m3N-NO3"的水平。
污水水温t＝22℃时，氮气在水中的溶解度为g/m3。30％的不饱和率产生了。也就是说，该液体的气态氮不饱和度将是：16g/m30.30＝4.8g/m3。
二沉池8的容积中的氮素反应在缺乏容易可用的碳素的条件下进行，但在沉淀池中的一个相对长的停留时间为：12g/m3-10g/m3＝2g/m3，并且这构成了减少，等于：(2:10)x100％～20％相对于流入，而从整个净化过程中除去的氮素的量为：1000m3/d x 0.002＝2kg。
液体的气态不饱和氮被填充进来，而硝化反应除去的氮素量为：4.8-2＝2.8kg/m3，这确保能够维持污泥的很好的沉降性能。
例2
如图3所示，一种装置被实施了，其中，一股水流承担了10000m Id的流量，碳杂质负荷BZT＝3000kg/d～0.300kg/m3＝300g/m3，并且氮负荷为750kg/d～0.075kg/m3＝75g/m3，在污水温度t＝22℃，并且具有除氮的提升的要求，在外流中高达5g/m3，并具有来自外部碳源的最低消耗。
在该装置中，8.5kg干重每立方米的污泥浓度被使用，并且外循环等于120％，其流量为1.2Q，而内循环的回流比为400％，即其为4Q。
该污水流入被路由至除磷容积J，其中它与外部污水再循环混合，流量等于1.2Q，并且流经除磷容积的流量为2.2Q，其被引入该反硝化容积2，其中它与内部再循环流量相混合，流经除磷容积的流量为6.2Q，其被输送至硝化容积3。
在硝化容积3中，具有被污水携带的氮素的硝化过程，并存在于各种形式，直至硝化成硝酸盐N-NO3"的形式，根据图中所示反应：
硝化反应,>ττ τ,Λ酶→新硝化反应n.+NH3+02>N03+H2O
细胞(微生物)v/q NO′2)细胞
在此容积中，容易可用的所有形式的碳素也被消耗了，既用于硝化过程，又用于碳杂质的去除。
来自硝化容积3所获得的硝酸盐流入内部再循环，并被输送到反硝化容积2，被未经处理的污水携带的容易可用的碳素存在的情况下，其具有部分的消耗，硝酸盐的还原生效了，并以气态的形式释放氮并排放到大气中，2N03→N2+302。
由于这些过程在容积2和3中进行，随着内部再循环的使用，在再循环容积3中，由反硝化被平均，氮素/硝酸盐被减少至10g/m3的水平。
这构成了氮素的减少，数值为：
75g/m3-10g/m3＝65g/m3
来自整个流量中的氮素的去除为：
1000m3/d 0.065＝650kg/d
包含于硝化容积中的混合液3，包含11g/m3的氮素/硝酸盐被路由到硝化容积，并被分割为两股。其中之一构成反硝化再循环，而另一股构成外流，包含11g/m3的氮素/硝酸盐被路由至额外的反硝化容积4，其中在根据专利PL 172080所述的技术的强烈搅拌其内含物的条件下，具有非常高的活性污泥浓度并且具有氧气的完全缺乏，该额外的反硝化过程被实施。
在此容积中，用于实施生物过程的活性污泥，具有大量的氧资源，以硝酸盐的形式存在，容易可用于污泥并用于其生命过程，其被迫消耗以几乎不可用的和非常难用的形式存在的唯一的碳源，以便减少氮素/硝酸盐变味气态的形式，根据该反应：
2N03→process→N2+302
在此反硝化过程中一部分碳素也被去除了，被污水携带的所述碳素以二氧化碳的形式逃逸到大气中，根据该反应：
细菌+食物(COHNS+02)TM TM+C02′+H20+NH3细胞
由于该反硝化过程，氮素/硝酸盐在外流中被减少到了7.0g/m3的水平。
氮素的减少如下：
10g/m3-7g/m3＝3g/m3
这使得氮素减少值为：
(3:11)100％～30％
而注入到污水处理装置的氮素负荷的减少量为：
10000x 0.003＝30kg/d的氮素
然后，不含一般可用的和几乎不可用的碳素的水流被路由到该深化反硝化容积5，其中，有限数量的外部碳源被加入，进一步确保此时很激烈的反硝化过程，假定所加入的这个量的碳素的完全消耗，只要该反硝化过程在该装置的另外部分进行，其在真空脱气容积中并且在二层池中，并实质上在它的不饱和的含水容积中，不完全实现液体的不饱和气态氮的获得。
在该深化反硝化容积5中，氮素被减少至4.5g/m3的水平。
在此容积中的氮素的减少为：
7g/m3-4.5g/m3＝2.5g/m3，
在此容积中起提供的氮素/硝酸盐的减少为：
(2.5:7)x 100％＝36％
并且负荷减少为：
10000x 0.0025＝25kg/d。
在这样一个艰巨的过程中，用于如此高水平的氮素去除，很有必要产生比其他过程更高水平的不饱和度。
22℃时的水的饱和度为16g/m3。
一个40％的不饱和率被产生了，这意味着饱和度为：
16g/m30.4＝6.4g/m3
来自该真空脱气容积7的净化的污水被路由至二沉池，在沉淀区域中，沉积的污泥在底部增厚，在该气态氮不饱和含水容积中，一个强烈的反硝化过程继续着直到所加的碳素的残留物被消耗完，枯竭之后，其反硝化过程进行得弱得多，基于来自额外反硝化容积4的被污水携带的几乎不可用的碳素的非除去残留物，而借助于来自活性污泥细胞的内部的碳素。在此反硝化容积中氮素/硝酸盐被减少至：3.0g/m3，这呈现的减少为：(1.5:4.5)x 100％＝33％，并且负荷减少为：10000m3/g 0,0015＝15kg/d，在污水处理装置的外流中留下的氮素含量为：一般3.0g/m3的氮素。
在水的氮素饱和度中的缺乏为6,4g/m3，其在1-2g/m3的范围内被实现，并且维持的不饱和度水平为：
6.4g/m3-3.0g/m3＝3.4g/m3
这确保了污泥具有高的沉降性能，并有用于渗透的解释的一部分添加的碳素的的储备，由于流动的不规则性和装置操作的不精确性。
应当指出的是，实践中，容易可用的外源碳素的加入承受了该反硝化过程，基于被污水携带且仍保留在污水中的几乎不可用的碳素的使用，在该额外反硝化过程之后。污水携带的这种碳素的使用过程，以及活性污泥的细胞内的碳素的可选择性消耗，仅在来自外源的添加的容易可用的碳素被完全消耗之后再次承担，并传输到二沉池的气态氮不饱和含水容积中，在这里，外部碳素的残留物和污水携带的碳素的残留物被耗尽。所有这些仅仅并只在为真空脱气而装备的装置中发生。
其也有可能，加上外部碳素量的降低，终止在深化反硝化容积5中使用它的过程并启动其中的仍被污水携带的碳素的消耗，而在二沉池中继续此过程。
这些工艺的过程和强度可通过所需的外部碳素剂量的数量而被调整，适当地调整杂质的流入或污水的温度，以便在较大或较小程度上传输污水携带的残留碳素的消耗。也可能从此过程放弃，并传输添加的外部碳素残留物的消耗至该二沉池容积，而无需被污水携带的碳素残留物的消耗。
例3
如图4所示，一种装置被实施了，其中，一股水流承担了10000m3/d的流量，碳杂质负荷BZT＝3000kg/d，并且氮负荷为750kg/d，在污水温度t＝22℃，并具有非常苛刻的除去氮素的需求，在外流中高达3g/m3，并具有来自外部碳源的最低消耗。
在该装置中，8.5kg干重每立方米的污泥浓度被使用，并且外循环回流比等于120％，其流量为1.2Q，而内循环的回流比为400％，即其流量为4Q。
该污水流入被路由至除磷容积J，其中它与外部污水再循环混合，流量等于1.2Q，并且流经除磷过程的流量为2.2Q，其被引入该反硝化容积2，其中它与内部再循环流量相混合，流经此容积的流量为6.2Q，其被输送至硝化容积3。
在硝化容积3中，被污水携带的氮素的硝化过程发生了，氮素存在于各种形式，以硝酸盐N-NO3"的形式存在。在此容积中，所有容易可用的碳素的消耗也是有效的。
来自硝化容积3所获得的硝酸盐流入内部再循环，并被输送到反硝化容积2，被未经处理的污水携带的容易可用的碳素存在的情况下，其具有部分的消耗，硝酸盐的还原生效了，并以气态的形式释放氮并排放到大气中，2N03→N2+302。
由于这些过程在容积2和3中进行，随着内部再循环的使用，氮素被减少至660kg。因此，来自硝化池的外流中仍然存在的氮素为：
750kg-660kg＝90kg，
其对应的氮素的量为：
90kg:10000m3＝0.009kg/m3(9g/m3)。
这些杂质的量在另外的外流中被路由至深化反硝化容积5，与外部添加的碳源相通，以一定含量确保在此容积中氮素减少4g/m3，在该处理装置中其提供负荷的减少为：
10000m3/d 0.004g/m3＝40kg/d，
氮素的减少率为：
(4g/m3:9g/m3)χ100＝44.4％。
在深化反硝化容积5中，由于外部碳源的加入，对于污泥以容易可用的形式被应用，一个猛烈的反硝化过程随着此碳素的消耗发生了。另外，一般可用的残留物和几乎不可用的碳素，被流入携带着进入容积5，在深化反硝化过程之后保持不变，并在进料至净化工艺的外部碳素的完全耗尽之后进入该反硝化过程。
对于另外的外流，在污水中的氮素量将会是：
9g/m3-4g/m3＝5g/m3。
来自该深化反硝化容积5的外流通过污泥的真空脱气塔7的抽吸池6被路由到该二沉池8，在创造的水的氮素不饱和条件下，该反硝化过程被实施，无需填充该水的氮素不饱和度，而这确保了产生于最终的反硝化过程的并运行于二沉池8的氮素将会溶解在不饱和液体中。
应当指出的是，实践中，容易可用的外源碳素的加入承受了该反硝化过程，基于在该硝化和反硝化过程之后的被污水携带且仍保留在污水中的一般可用的和几乎不可用的碳素残留物的消耗，当考虑到内部再循环时，在容积2和3中被执行。被污泥携带的此碳素的使用过程，以及可选的活性污泥的内部细胞碳素的消耗，仅在添加自外源的容易可用的碳素的完全消耗之后被更新，并被传输至二沉池的气态氮不饱和含水容积中，其中外部碳素残留物和被污水携带的碳素的残留物被耗尽了。
其也有可能，加上外部碳素量的降低，终止在深化反硝化容积5中使用它的过程并启动其中的仍被污水携带的碳素的消耗，而在二沉池中继续此过程。
这些工艺的过程和强度可通过所需的外部碳素剂量的数量而被调整，适当地调整杂质的流入或污水的温度，以便在较大或较小程度上传输污水携带的残留碳素的消耗。也可能从此过程放弃，并传输添加的外部碳素残留物的消耗至该二沉池容积，而无需被污水携带的碳素残留物的使用。
在该激烈的脱氮工艺中，有必要生产液体的氮素不饱和率为40％的水平，所以水的氮素不饱和度将会是：
16g/m3x 0.40＝6.4g/m3。
在沉淀池的含水容积中，作为不饱和的气态氮，该最终的反硝化过程被实施。
在一般可用的和几乎不可用的碳素残留物的存在下，并借助于几乎不可用的碳素的形式，以一个相对长的停留时间在二沉池中的水不饱和度中，反硝化反应以这种方式进行，操作上相当大的硝酸盐的减少被获得了，起因于更多容易可用的碳源的可用性，其未被移除，在基于添加的外部碳素的容积运行中。
以2.5g/m3的进一步的氮素减少被实现了，并且在该装置中这最终提供了氮素的减少为：
10000m3/d 0.0025＝25kg/d，
具有净化后的外流，处于此水平：
5g/m3-2.5g/m3＝2.5g/m3的氮素，
其对应于氮素的减少率为：
(2.5g/m3:5g/m3)χ100＝50％。
在水的饱和度中的氮素的缺乏，为6.4g/m3，其被以2g/m3的量填充，并维持在一个不饱和的水平，等于：
6.4g/m3-2.5g/m3＝3.9g/m3。
这提供了高的污泥沉降性能并且确保了用于添加的外部碳素的临时部分的渗透的储备，由于流动的不规则性和装置操作的不精确性。
显然，通过主要过程中的氮素还原的增加，在容积2和3中，可能削弱外部碳素剂量。当取决于容积2和3的性能和/或另外在过程中通过增加来源于专利PL172080披露的特征的污泥浓度时，这可能被实现。
显然，作为外部碳源，可能使用污水内流，其随着容积2和3的遗漏被路由至容积5或4.。不过，这将是一个操作，其不会导致氮素的去除，特别是其深度的去除，由于包含在污水流中的氮素不能被移除，在硝化和反硝化过程中，并以其初始的形式无需除去而被路由至外流。

Claims (6)

1.一种用于连续流动体系中的污水处理的方法，尤其是用于满足生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求，包含使污水经受其中包含的杂质的各种形式的去除的连续步骤，在连续的独立的容积中进行，其中活性污泥将进行各种条件的工作和运行，以及内部再循环返回连接，作为其结果，容易可用的和一般可用的碳素的耗尽发生了，并且一个除磷过程在第一容积中被实施，在第二容积中一个反硝化过程被实施，而在第三容积中一个硝化过程被实施，从中出现一个到该反硝化容积的再循环返回连接，而在所述容积的整个系列中因此维持着流动有效性，其多次超过注入到净化过程的污水的流动有效性，随后活性污泥和污水的混合液在真空脱气塔中经过真空脱气，从中提供了净化污水的外流，而沉积在底部的被进行外部再循环的活性污泥被输送回过程的开头，在污水流入的上游，其特征在于，所述活性污泥和污水的混合液，较早进行硝化反应，而不被引入到再循环返回连接至所述流入到反硝化容积，对于包含来自真空脱气之前的硝化容积的外流，被进行额外的反硝化，在此期间造成了容易可用的碳素和被污水携带的几乎不可用的碳素的残留物的消耗，可选择地甚至具有活性污泥的内部细胞碳素的消耗，以便在二沉池中继续进行该反硝化过程。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，任何类型的容易可用的外部碳源被自由地引入到活性污泥和污水的混合液中，由于额外的反硝化过程，被污水携带的几乎不可用的任何类型的实质上的主要部分的碳素，并且硝酸盐的进一步深度去除通过此碳素与活性污泥的反应被实施，并在通过该真空脱气步骤传输污水之后启动硝酸盐去除过程，在该二沉池的气态氮不饱和含水区域中继续进行。
3.一种用于连续流动体系中的污水处理的方法，尤其是用于满足生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求，包含使污水经受其中包含的杂质的各种形式的去除的连续步骤，在连续的独立的容积中进行，其中活性污泥将进行各种条件的工作和运行，以及内部再循环返回连接，作为其结果，容易可用的和一般可用的碳素的耗尽发生了，并且一个除磷过程在第一容积中被实施，在第二容积中一个反硝化过程被实施，而在第三容积中一个硝化过程被实施，一个再循环返回连接从中被提供给该反硝化容积，从而在所述容积的整个系列中维持流动有效性，其多次超过了被注入到净化过程的污水的流动有效性，随后污水和活性污泥的混合液在真空脱气塔中进行真空脱气，从中提供了净化的污水的外流，而沉积在底部的作为外部再循环的活性污泥被输送回过程的开头，位于污水流入的上游，其特征在于，所述活性污泥和污水的混合液，较早进行硝化反应，而不被引入到再循环返回连接至所述流入到反硝化容积，任何类型的容易可用的外源碳被引入了，而硝酸盐的深化去除通过体碳素与污泥的反应而被实施，一般可用的和几乎不可用的碳素残留物的消耗仍然支持着真空脱气前的此碳素的消耗，从而启动了硝酸盐的深度去除过程，在通过真空脱气步骤传输污水之后，在二沉池中的气态氮不饱和区域内继续进行，其中，一般可用的和几乎不可用的碳素残留物被消耗，所述残留物包含在硝化过程之后的污泥中。
4.一种用于连续流动体系中的污水处理的方法，尤其是用于生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求，通过使污水经受其中包含的杂质的各种形式的去除的连续步骤，连续地包括除磷容积，反硝化容积和硝化容积，从中提供了一个再循环返回连接到流入至该反硝化区域，随后有一个真空脱气容积，跟着一个具有净化的污水的外流的二沉池，被连接到污水流入至该除磷容积，其特征在于，其具有一个额外的反硝化容积(4)，分离于该硝化容积(3)的下游和该真空脱气塔(7)的上游，用于活性污泥和污水的混合液被净化。
5.一种如权利要求4所述的装置，其特征在于，其具有一个硝酸盐深化去除容积(5)，在用于活性污泥和污水的混合液被处理的该额外的反硝化容积(4)和该真空脱气塔(7)之间，与容易可用的外部碳源交流。
6.一种用于连续流动体系中的污水处理的方法，尤其是用于生物硝酸盐化合物的高水平减少的需求，通过使污水经受其中包含的杂质的各种形式的去除的连续步骤，连续地包括除磷容积，反硝化容积和硝化容积，从中提供了一个再循环返回连接到流入至该反硝化区域，随后有一个真空脱气容积，跟着一个具有净化的污水的外流的二沉池，被连接到污水流入至该除磷容积，其特征在于，位于该硝化容积(3)的下游和该真空脱气塔(7)的上游，用于活性污泥和污水的混合液的净化，其具有一个硝酸盐深化去除容积(5)，与容易可用的外碳源相交流。
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