CN108473349B - 颗粒形成方法和废水处理方法 - Google Patents

Abstract

一种使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法，其中：重复实施操作循环，其包括在第一污泥负荷下实施生物处理步骤的第一操作循环和在第一操作循环之后实施的、用于在第二污泥负荷下实施生物处理步骤的第二操作循环；第一污泥负荷设定为，使得在第一操作循环的生物处理步骤完成时半间歇式反应罐中的可溶性BOD浓度不降低至阈值以下；并且第二污泥负荷设定为，使得在第二操作循环的生物处理步骤完成时半间歇式反应罐中的可溶性BOD浓度为阈值以下。

Description

颗粒形成方法和废水处理方法

技术领域

本发明涉及颗粒形成方法和废水处理方法的技术。

背景技术

通常，含有有机物的废水(其包含有机物等)的生物废水处理已经使用了活性污泥法，该方法利用被称为絮凝物(好氧生物污泥)的微生物聚集体。然而，在活性污泥法中，当在沉淀池中分离絮凝物(好氧生物污泥)和处理过的水时，由于絮凝物的沉降速率慢，沉淀池的表面积有时必须做得极其大。此外，活性污泥法的处理速度取决于生物处理罐内的污泥浓度，而通过增加污泥浓度可以提高处理速率，如果污泥浓度增加到1500至5000mg/L或甚至更高，则由于沉降池内的膨胀等导致固液分离变得困难，并且在某些情况下不能维持该处理。

另一方面，厌氧生物处理通常利用被称为颗粒(厌氧生物污泥)的颗粒形式的聚集体，其含有密集地聚集的微生物。颗粒具有极快的沉降速率，并且因为微生物密集地聚集，所以可以增加生物处理罐内的污泥浓度，并且可以实现废水的高速处理。然而，厌氧生物处理可能遇到问题，包括与好氧处理(活性污泥法)相比对可以处理的废水类型的限制，以及要求将处理水的温度保持在约30至35℃。此外，如果仅使用厌氧生物处理，则处理过的水的水质差，并且当将处理过的水排放到河流等时，有时可能需要单独的好氧处理，例如活性污泥法。

近年来，已经清楚的是，通过使用重复地实施操作循环的半间歇式反应罐，不仅可以用厌氧生物污泥也可以用好氧生物污泥来形成具有良好沉降性能的颗粒(例如，参见专利文献1至4)，其中，操作循环包括(1)废水引入步骤，(2)处理目标物质的生物处理步骤，(3)生物污泥沉降步骤，以及(4)处理过的水排放步骤。通过如上所述形成具有良好沉降性能的颗粒，罐内的污泥浓度可以保持在高浓度，从而能够进行高速处理。

参考文献列表

专利文献

专利文献1：WO2004/024638

专利文献2：JP2008-212878A

专利文献3：JP4975541B

专利文献4：JP4804888B

发明内容

技术问题

在使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法中，在每个操作循环中通过在罐内形成有机物浓度梯度来产生饱食状态(罐内有机物浓度高的状态)/饥饿状态(罐内有机物浓度低的状态)被认为是一个重要因素。然而，例如，如果废水中的有机物浓度低(例如，BOD约为50至200mg/L)，例如在污水等中，由于在生物处理步骤中在较短的时间段内处理有机物，难以在罐内形成足够的饱食状态。结果，有时可能难以形成具有良好沉降性能的颗粒。

因此，本发明的目的在于提供一种使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法，其中颗粒形成方法能够形成具有良好沉降性能的颗粒。

解决问题的方案

(1)本发明提供一种使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法，该方法包括通过重复实施操作循环来形成颗粒，该操作循环具有引入含有机物废水的引入步骤、通过使用微生物污泥对含有机物废水中的处理目标物质进行生物处理的生物处理步骤、使微生物污泥沉降的沉降步骤、以及排放已经生物处理过的水的排放步骤，其中操作循环包括用于在第一污泥负荷下实施生物处理步骤的第一操作循环以及用于在第二污泥负荷下实施生物处理步骤的(在第一操作循环后进行的)第二操作循环；并且第一污泥负荷设置为，使得在第一操作循环的生物处理步骤完成时，半间歇式反应罐内的可溶性BOD浓度不降至阈值或阈值以下，并且第二污泥负荷设置为，使得在第二操作循环的生物处理步骤完成时，半间歇式反应罐内的可溶性BOD浓度不超过阈值。

(2)在根据上述(1)的颗粒形成方法中，第一污泥负荷/第二污泥负荷的比率优选为两倍以上。

(3)在根据上述(1)或(2)的颗粒形成方法中，优选将第二污泥负荷设置为，使得在第二操作循环的生物处理步骤完成时，半间歇式反应罐内的氨态氮浓度变为1mgN/L以下。

(4)在根据上述(1)至(3)中任一项所述的颗粒形成方法中，优选将半间歇式反应罐的生物处理水出口设置在废水入口的上方，通过将含有有机物的废水从废水入口引入半间歇式反应罐，将生物处理过的水从处理水出口排出。

(5)本发明还提供一种使用连续生物处理罐的废水处理方法，其在连续引入废水的同时连续生物处理罐利用生物污泥对含有有机物的废水进行生物处理，该方法包括向连续生物处理罐供应根据上述(1)至(4)中任一项所述的颗粒形成方法形成的颗粒。

本发明的有益效果

本发明能够通过使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法来形成具有良好沉降性能的颗粒。

附图说明

图1为根据本发明的一个实施方式的颗粒形成装置的一个示例的结构示意图；

图2为根据本发明的一个实施方式的颗粒形成装置的另一个示例的结构示意图；

图3A为第一操作循环和第二操作循环期间罐内的可溶性BOD浓度随时间变化的一个示例的示意图；

图3B为在常规的操作循环期间罐内的可溶性BOD浓度随时间变化的示意图；

图4为根据本发明的一个实施方式的颗粒形成装置的另一个示例的结构示意图；

图5为根据本发明的一个实施方式的废水处理装置的结构示意图；以及

图6为比较例1和2以及实施例中的SVI5和SVI30随时间变化的示意图。

具体实施方式

下面描述本发明的实施方式。这些实施方式仅是实施本发明的示例，并且本发明决不受这些实施方式的限制。

图1中示出了根据本发明的实施方式的颗粒形成装置的示例的轮廓，下面描述该装置的结构。颗粒形成装置1设置有半间歇式反应罐10。在颗粒形成装置1中，废水供应管线22经由废水入口泵12连接到半间歇式反应罐10的废水入口。生物处理水管线24通过生物处理水排放阀18连接到半间歇式反应罐10的生物处理水出口16。连接到曝气泵14的曝气装置26安装在半间歇式反应罐10内的下部。此外，废水入口泵12，生物处理水排放阀18和曝气泵14各自电连接到控制装置20，并且控制装置20控制泵的启动和停止，以及阀门的打开和关闭等。

颗粒形成装置1例如使用以下操作循环进行操作。

<(1)引入步骤>

启动废水入口泵12，并且通过废水供应管线22将预定量的含有有机物的废水引入半间歇式反应罐10中。

<(2)生物处理步骤>

停止废水入口泵12，从曝气泵14向半间歇式反应罐10供应含氧气体(例如空气)，并在半间歇反应器10内采用微生物污泥对含有有机物的废水中的处理目标物质进行生物处理。生物反应不限于好氧反应，也可以通过在不供应空气等的情况下搅拌废水来进行缺氧反应，或者可以使用好氧反应和缺氧反应的组合。缺氧状态是指虽然不存在溶解氧，但存在来自亚硝酸盐或硝酸盐等的氧的状态。例如，如图2所示，可以在半间歇式反应罐10中安装由发动机28、搅拌叶片30、以及连接发动机28和搅拌叶片30的轴等组成的搅拌装置，然后可以在曝气泵14停止的情况下使用搅拌装置进行搅拌。搅拌装置不限于上述构造。

在已经实施生物处理步骤经过预定时间段之后，例如通过控制装置20停止曝气泵14(在图2的颗粒形成装置中的搅拌装置也停止)。

<(3)沉降步骤>

在曝气泵14停止后，将装置静置预定的一段时间以使半间歇式反应器10内的污泥沉降。

<(4)排放步骤>

通过打开生物处理水排放阀18，在沉降步骤中获得的表层清水通过生物处理水管线24从生物处理水出口16排出，作为生物处理过的水。在这种情况下，也可以使用泵代替生物处理水排放阀18来排放生物处理过的水。

通过重复由上述(1)至(4)组成的操作循环，形成由紧密聚集的微生物的颗粒状聚集体组成的颗粒。废水入口泵12、曝气泵14和搅拌装置发动机28的启动和停止，以及生物处理水排放阀18的打开和关闭可以由控制装置20控制，或者由操作者等实施。

<生物处理步骤中的污泥负荷>

本发明的生物处理步骤包括在第一污泥负荷下实施生物处理步骤的情况，以及在第二污泥负荷实施生物处理步骤的情况。也就是说，本实施方式包括：具有引入步骤、用于在第一污泥负荷下实施生物处理的生物处理步骤、沉降步骤和排放步骤的第一操作循环，以及在第一操作循环之后实施的、具有引入步骤，用于在第二污泥负荷下进行生物处理的生物处理步骤、沉降步骤和排放步骤的第二操作循环。

第一污泥负荷表示确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的可溶性BOD浓度不下降至阈值或阈值以下的污泥负荷，或者表示确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的氨态氮浓度不会降至阈值或阈值以下的污泥负荷。此外，第二污泥负荷表示确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的可溶性BOD浓度不超过阈值的污泥负荷，或表示确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐内的氨态氮浓度不超过阈值的污泥负荷。

阈值设定为在微生物的活性由于有机物浓度(可溶性BOD浓度)减小而降低并且系统进入饥饿状态时供应给微生物的有机物浓度(可溶性BOD浓度)。也就是说，在阈值以上的范围内，系统进入具有高可溶性BOD浓度的饱食状态，而在阈值以下的范围内，系统进入具有低可溶性BOD浓度的饥饿状态。第一污泥负荷的阈值和第二污泥负荷的阈值可以是相同的值，但是就充分保持饱食状态和饥饿状态而言，可以单独设定阈值(第一污泥负荷阈值>第二污泥负荷阈值)。

图3A为第一操作循环和第二操作循环期间罐内可溶性BOD浓度随时间变化的一个示例的示意图，而图3B为常规操作循环期间罐内可溶性BOD浓度随时间变化的示意图。如图3A所示，由于废水的引入，罐内的可溶性BOD浓度在第一操作循环开始时上升。因此，罐内的微生物进入具有高可溶性BOD浓度的饱食状态。随着第一操作循环的进行，由于生物处理步骤，罐内可溶性BOD浓度降低，但由于生物处理是在上述第一个污泥负荷下进行的，生物处理步骤完成时罐内的可溶性BOD浓度不会降低至阈值以下，从而保持饱食状态。此外，在第一操作循环完成之后，由于废水的引入，罐内的可溶性BOD浓度在第二操作循环开始时上升，并且具有高可溶性BOD浓度的饱食状态在罐内得以保持，直到生物处理步骤的中途。在第二操作循环中，因为生物处理是在上述第二污泥负荷下进行的，所以在生物处理步骤完成时，罐内的可溶性BOD浓度不超过阈值，并且系统进入具有低可溶性BOD浓度的饥饿状态。由于重复这种操作循环，饱食状态与饥饿状态之间的切换被重复，形成具有良好沉降性能的颗粒。特别地，由于通过上述操作循环容易保持适当的饱食状态，即使废水中的有机物浓度低，也可以形成具有良好沉降性能的颗粒。另一方面，如图3B所示，常规的操作循环要求在单个循环期间产生饱食状态和饥饿状态。因此，例如，当废水中的有机物浓度低时，饱食状态在短时间内结束并无法保持适当的饱食状态，从而难以形成具有良好沉降性能的颗粒。

在根据本实施方式的颗粒形成方法中，可以在重复多次第一操作循环之后实施第二操作循环。此外，可以在第一操作循环之后重复多次第二操作循环。另外，在第一操作循环重复多次之后可以重复多次第二操作循环。此外，可以在第一操作循环和第二操作循环之间插入污泥负荷低于第一操作循环但高于第二循环的操作循环。

在图3中，尽管作为示例描述了罐内的可溶性BOD浓度的变化，但是因为在生物处理中处理有机物时也处理了氨态氮，所以可溶性BOD浓度可以用氨态氮浓度代替。

第一污泥负荷/第二污泥负荷的比率优选设定为两倍以上，更优选设定为三倍以上。以这种方式，通过使第一污泥负荷和第二污泥负荷之间的差异变大，可以使饱食状态保持更长的时间，或者可以将饥饿状态保持更长的时间。

第一操作循环中的第一污泥负荷优选为确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的可溶性BOD浓度不降至5mg/L以下，更优选地不降至10mg/L以下，甚至更优选不降至25mg/L以下的污泥负荷。替代地，第一操作循环中的第一污泥负荷优选为确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的氨态氮浓度不降至5mgN/L以下，更优选不降至10mgN/L以下，甚至更优选不降至25mgN/L以下的污泥负荷。因此可以使饱食状态保持更长的时间。

虽然第一操作循环中的第一污泥负荷取决于废水等中的有机物类型，但是例如，0.4至2.0kgBOD/kgMLSS/日的范围是优选的，并且更优选0.6至1.5kgBOD/kgMLSS/日。在上述范围之外，有时可能难以将饱食状态保持足够的时间。

第二操作循环中的第二污泥负荷优选为确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的可溶性BOD浓度不超过5mg/L，更优选不超过1mg/L，甚至更优选不超过0.5mg/L的污泥负荷。替代地，第二操作循环中的第二污泥负荷优选为确保在生物处理步骤完成时半间歇式反应罐10内的氨态氮浓度不超过5mgN/L，更优选不超过1mgN/L，甚至更优选不超过0.5mgN/L的污泥负荷。因此可以使饥饿状态维持更长的时间。

虽然第二操作循环中的第二污泥负荷取决于废水等中的有机物的类型，但是例如，0.02至0.3kgBOD/kgMLSS/日的范围是优选的，而0.05至0.2kgBOD/kgMLSS/日的范围是更优选的。在上述范围之外，有时可能难以将饥饿状态维持足够的时间段。

例如，通过调节生物处理步骤的时间来设定第一污泥负荷和第二污泥负荷。例如，如果在初步测试和装置初始化等期间测量罐内可溶性BOD浓度下降到阈值所花费的时间长度，则生物处理步骤时间设定为短于所测量的时间长度，此时的污泥负荷成为第一污泥负荷，而如果生物处理步骤时间设定为长于所测量的时间长度，则此时的污泥负荷成为第二污泥负荷。半间歇式反应罐10内的可溶性BOD浓度通过根据JISK0102等中规定的方法对过滤得到的滤液进行测量而确定。污泥负荷(kgBOD/kgMLSS/日)由每天供应给半间歇式反应罐10的BOD的量(kgBOD/日)以及半间歇式反应罐10内的MLSS量(kgMLSS)来计算。

在有氧条件下，半间歇式反应罐10内的溶解氧(DO)为至少0.5mg/L，特别优选至少1mg/L的浓度。

在促进生物污泥的粒化方面，优选地将形成氢氧化物的离子，例如Fe²⁺，Fe³⁺，Ca²⁺和Mg²⁺添加到半间歇式反应罐10中的含有有机物的废水中，或者在引入半间歇式反应罐10之前添加到含有有机物的废水中。最典型的含有有机物的废水包括可以作为颗粒的核的微粒，但添加上述离子可进一步促进颗粒的成核。

含有有机物的废水(代表根据本实施方式的颗粒形成方法的处理目标)是含有可生物降解的有机物的有机废水，例如食品加工厂废水、化工厂废水、半导体工厂废水、机械制造厂废水、污水或人类废物。此外，当废水含有耐生物降解的有机物时，有机物可以通过预先进行诸如臭氧处理或芬顿处理(Fenton treatment)等物理化学处理而转化为可生物降解的物质，从而转化为可处理的目标。此外，尽管根据本发明的颗粒形成方法可以用于各种BOD组分，但是油和脂肪可能通过粘附到污泥和颗粒上而具有不利影响，因此优选在引入到半间歇式反应罐10中之前预先进行诸如浮选分离、絮凝压力浮选或吸附等已知技术，以除去油和脂肪，例如，降低至约150mg/L以下的水平。

代表处理目标的含有机物废水中的BOD浓度没有特别限制，但是即使在被认为是难以形成颗粒的50至200mg/L的低浓度下，根据本发明的颗粒形成方法也能够形成具有良好沉降性能的颗粒。

根据本实施方式的颗粒形成方法能够形成例如具有50mL/g以下的SVI30而且70mL/g以下的SVI5的颗粒，其中这些值是沉降性质的指标。

图4示出根据本实施方式的颗粒形成装置的另一个示例。在图4所示的颗粒形成装置1中，废水供应管线22经由废水入口泵12和废水入口阀32连接到半间歇式反应罐10下部的废水入口34。废水排放单元36连接到废水入口34并安装在半间歇式反应罐10内的下部。半间歇式反应罐10的生物处理水出口16设置在废水入口34上方，并且生物处理水管线24经由生物处理水排放阀18连接至生物处理水出口16。虽然生物处理水出口16设置在废水入口34上方，并且为了防止引入的含有有机物的废水走捷径并实现更有效地形成颗粒，优选地尽可能远离废水入口34安装，更优选地安装在沉降步骤中的水位处。废水入口泵12、废水入口阀32、生物处理水排放阀18和曝气泵14分别电连接到控制装置20。其余构造与图1的颗粒形成装置1的构造相同。

在图4的颗粒形成装置1中，通过重复操作循环形成颗粒，所述操作循环由(1)引入步骤/排放步骤，(2)生物处理步骤，以及(3)沉降步骤组成。

(1)引入步骤/排放步骤是在实施引入步骤的同时实施排放步骤的过程，更具体地，通过打开废水入口阀32并启动废水入口泵12以引入来自废水入口34的含有有机物的废水，通过废水供应管线22，然后从废水排放单元36流出并进入半间歇式反应罐10，生物处理过的水通过生物处理水管线24从生物处理水出口16排出。如上所述地实施(2)生物处理步骤和(3)沉降步骤。废水入口泵12和曝气泵14的启动和停止，以及废水入口阀32和生物处理水排放阀18的打开和关闭可以由控制装置20控制，或由操作员等实施。

在图4的颗粒形成装置1中，因为生物处理过的水通过将含有有机物的废水引入半间歇式反应罐10而从生物处理水出口16排出，所以具有相对较小粒径的颗粒与生物处理过的水一起排出，而针对具有较大粒径的颗粒重复(1)至(3)的操作循环。因此可以更有效地形成具有良好沉降性能的颗粒。

图5是根据本发明的一个实施方式的废水处理装置的结构示意图。图5所示的废水处理装置2包括废水储存罐50、颗粒形成装置52、连续生物处理罐54、以及固液分离罐56。

图5所示的废水处理装置2包括废水入口管线58a和58b，处理水排放管线60，污泥回流管线62，污泥排放管线64以及颗粒供应管线66。废水入口泵68安装在废水入口管线58a中，颗粒供应泵72安装在颗粒供应管线66中，并且污泥回流泵74安装在污泥回流管线62中。

废水入口管线58a的一端连接到废水储存罐50的废水出口，并且另一端连接到连续生物处理罐54的废水入口。此外，废水入口管线58b的一端连接到连续生物处理罐54的废水出口，并且另一端连接到固液分离罐56的废水入口。处理水排放管线60连接到固液分离罐56的处理水出口。污泥回流管线62的一端连接到固液分离罐56的污泥出口，并且另一端连接到连续生物处理罐54的污泥入口。污泥排放管线64连接到污泥回流管线62。颗粒供应管线66的一端连接到颗粒形成装置52的污泥出口，并且另一端连接到连续生物处理罐54的污泥供应端口。

例如，图5所示的连续生物处理罐54在有氧条件下和在诸如由颗粒形成装置52提供的颗粒的生物污泥的存在下，对连续引入的废水进行生物处理(例如，氧化废水中的有机物以形成二氧化碳)。

图5所示的固液分离罐56是用于从含有生物污泥的水中分离生物污泥和处理过的水的分离装置，示例包括采用沉降分离、压力浮选、过滤或膜分离等的分离装置。

图5所示的颗粒形成装置52表示图1、2和4中举例说明的颗粒形成装置。

图5中所示的废水处理装置2的操作的示例在下文进行描述。

代表处理目标的含有机物的废水是含有可生物降解有机物的废水，例如食品加工厂废水、化工厂废水、半导体工厂废水、机械制造厂废水、污水或人类废物。当废水含有耐生物降解的有机物时，应通过预先进行物理化学处理将有机物转化为可生物降解的物质。

优选将含有机物的废水输送到废水储存罐50中，以在供应到连续生物处理罐54之前使水质稳定。当废水的水质相对稳定时，或当废水引入率高时，可以省略废水储存罐50。此外，当废水含有固体物质时，优选在将废水供应到废水储存罐50之前通过使用筛网或沉淀池等预先除去固体物质。

通过启动废水入口泵68，将废水储存罐50内的处理目标废水从废水入口管线58a供应到连续生物处理罐54。废水储存罐50内的处理目标废水可以供应给颗粒形成装置52。上述操作循环在颗粒成形装置52中反复实施，从而导致颗粒的形成。通过启动颗粒供应泵72，将在颗粒形成装置52内形成的颗粒从颗粒供应管线66供应到连续生物处理罐54。

从颗粒形成装置52供应颗粒可以在(2)生物处理步骤期间、在(3)沉降步骤期间或在(4)排放步骤(或引入步骤/排放步骤)期间进行。期望的是，从颗粒形成装置52供应到连续生物处理罐54的颗粒含有具有50mL/g以下的SVI30和70mL/g以下的SVI5的颗粒，其中这些值是沉降性质的指标。例如，通过进行沉降性质试验，定期测定颗粒形成装置52内的污泥的SVI值，可以在(允许沉降5分钟之后的体积分数计算的)SVI5降至预定值以下(例如，70mL/g以下)的阶段，开始向连续生物处理罐54供给颗粒。

在连续生物处理罐54中，例如，使在有氧条件下用含有上述颗粒的生物污泥对含有机物的废水进行生物处理。在连续生物处理罐54中处理后，处理后的水从废水入口管线58b供给固液分离罐56，并将生物污泥从处理过的水中分离出来。通过启动污泥回流泵74，使固液分离得到的污泥从污泥回流管线62返回到连续生物处理罐54。此外，通过打开阀76，将固液分离得到的污泥从污泥排放管线64排放到系统外。另外，将固液分离罐56内处理过的水从处理水排放管线60排放到系统外。

根据本实施方式的废水处理装置2，由于具有良好沉降性质的颗粒通过颗粒形成装置52供应至连续生物处理罐54，因此可以在连续生物处理罐54内对含有机物的废水进行有效的生物处理。

实施例

以下测试采用图4所示的半间歇式反应罐进行(反应罐有效容积：1.4m³(长683mm×宽683mm×高3000mm))。在半间歇式反应罐中，生物处理水出口安装在沉降步骤中的水位位置处。

水流试验采用污水进行。污水的BOD浓度为80至140mg/L。根据JIS K 0102 21测量废水的BOD浓度。

半间歇式反应罐的操作循环如下实施。在操作之前，将从污水处理厂收集的活性污泥作为种子污泥放入半间歇式反应罐中。

(1)引入/排放步骤：将废水在预定的时间段内引入半间歇式反应罐，并且将生物处理过的水也从生物处理水出口排出。

(2)生物处理步骤：同时停止废水的引入和生物处理过的水的排放，通过安装在反应罐下部的曝气装置供应空气，并在预定的时间段内进行废水的生物处理。经过这段时间后，操作转移到下面的沉降步骤。

(3)沉降步骤：停止从曝气装置供应空气，并使系统静置预定的时间段，以使反应罐内的污泥沉降。

重复实施上述操作(1)至(3)。

(比较例1：操作的第0日至第15日)

从操作的第0日到第15日，重复由时间为90分钟的引入/排放步骤、时间为200分钟的生物处理步骤和时间为8分钟的沉降步骤组成的操作循环。生物处理步骤过程中的污泥负荷为0.24kgBOD/kgMLSS/日。此外，在操作的第0日至第15日期间，在使用上述污泥负荷进行生物处理的情况下，在生物处理步骤完成时，罐内的可溶性BOD浓度为1mg/L以下，并且氨态氮浓度为0.5mg/L以下。

(比较例2：操作的第16日至第50日)

从操作的第16日到第50日，重复由时间为90分钟的引入/排放步骤、时间为150分钟的生物处理步骤和时间为8分钟的沉降步骤组成的操作循环。生物处理步骤期间的污泥负荷为0.3kgBOD/kgMLSS/日。此外，在操作的第16日至第50日期间，在使用上述污泥负荷进行生物处理的情况下，在生物处理步骤完成时，罐内的可溶性BOD浓度为1mg/L以下，并且氨态氮浓度为0.5mg/L以下。

(实施例：操作的第51日至第78日)

从操作的第51日到第78日，交替地重复由时间为90分钟的引入/排放步骤、时间为40分钟的生物处理步骤和时间为8分钟的沉降步骤组成的第一操作循环和由时间为90分钟的引入/排放步骤、时间为240分钟的生物处理步骤和时间为8分钟的沉降步骤组成的第二操作循环。第一操作循环中生物处理步骤期间的污泥负荷为1.3kgBOD/kgMLSS/日，生物处理步骤完成时，罐内可溶性BOD浓度为10mg/L以上，氨态氮浓度为10mg/L以上。第二操作循环中的生物处理步骤期间的污泥负荷为0.2kgBOD/kgMLSS/日，生物处理步骤完成时，罐内可溶性BOD浓度为1mg/L以下，氨态氮浓度为0.5mg/L以下。

在实施例以及比较例1和2中，进行罐内生物污泥的SVI测量。SVI是生物污泥沉降性质的指标并根据以下方法测定。首先，将1L污泥放入1L量筒中，轻轻搅拌污泥使污泥浓度尽可能均匀后，静置5分钟，并随后静置30分钟后测量污泥界面。然后计算由量筒中的污泥占据的体积分数(％)。接着，测量污泥的MLSS(mg/L)。将这些值代入下面的公式中以计算SVI5和SVI30。

SVI(mL/g)＝污泥占据的体积分数×10000/MLSS

图6示出了比较例1和2以及实施例中的SVI5和SVI30随时间的变化。

(比较例1：操作的第0日至第15日)

在操作的第0日，SVI5为141mL/g，SVI30为76mL/g，但已确认，随着操作天数的增加，SVI值降低，并且在水流的第8日，SVI5为114mL/g，SVI30为67mL/g。此后，SVI5停滞在约110mL/g。

(比较例2：操作的第16日至第50日)

从操作的第16日起，由于在生物处理步骤期间以较高的污泥负荷进行操作，直到操作的第30日，SVI5都保持停滞在约110至115mL/g，但是在水流的第33日，SVI5降低至90mL/g。此后，SVI停滞，使得在第50日SVI5为98mL/g，SVI30为60mL/g。

(实施例：第51至78天的操作)

从操作的第51日开始，由于通过交替地重复在1.3kgBOD/kgMLSS/日的污泥负荷下进行生物处理的操作循环以及在0.2kgBOD/kgMLSS/日的污泥负荷下进行生物处理的操作循环而实施这一操作，SVI值随着操作天数的增加而降低，使得在第72日，SVI5为47mL/g，SVI30为37mL/g。此后，SVI5稳定在约50mL/g，SVI30稳定在约38mL/g。

尽管在实施例和比较例中均观察到SVI降低，但实施例得到更低的值。换句话说，可以声称，在实施例中形成了具有更好沉降性能的颗粒。

附图标记列表

1：颗粒形成装置

2：废水处理装置

10：半间歇式反应罐

12：废水入口泵

14：曝气泵

16：生物处理水出口

18：生物处理水排放阀

20：控制装置

22：废水供应管线

24：生物处理水管线

26：曝气装置

28：发动机

30：搅拌叶片

32：废水入口阀

34：废水入口

36：废水排放单元

50：废水储存罐

52：颗粒形成装置

54：连续生物处理罐

56：固液分离罐

58a，58b：废水入口管线

60：处理水排放管线

62：污泥回流管线

64：污泥排放管线

66：颗粒供应管线

68：废水入口泵

72：颗粒供应泵

74：污泥回流泵

76：阀门

Claims (5)

1.一种使用半间歇式反应罐的颗粒形成方法，所述方法包括通过重复实施操作循环来形成颗粒，所述操作循环具有引入含有有机物的废水的引入步骤、通过使用微生物污泥对所述含有有机物的废水中处理目标物质进行生物处理的生物处理步骤、使所述微生物污泥沉降的沉降步骤以及排放生物处理过的生物处理水的排放步骤，其中，

所述操作循环包括，用于在第一污泥负荷下实施所述生物处理步骤的第一操作循环，和在第一操作循环之后实施的、用于在第二污泥负荷下实施所述生物处理步骤的第二操作循环，并且

所述第一污泥负荷设定为，使得在所述第一操作循环的生物处理步骤完成时所述半间歇式反应罐内的可溶性BOD浓度不降至阈值或阈值以下，并且所述第二污泥负荷设定为，使得在完成所述第二操作循环的生物处理步骤时所述半间歇式反应罐内的可溶性BOD浓度不超过阈值，其中，所述阈值设定为当微生物的活性由于有机物浓度，即可溶性BOD浓度减小而降低并且系统进入饥饿状态时供应给微生物的有机物浓度，即可溶性BOD浓度。

2.根据权利要求1所述的颗粒形成方法，其中，第一污泥负荷/第二污泥负荷的比率为两倍以上。

3.根据权利要求1或2所述的颗粒形成方法，其中，

所述第二污泥负荷设定为，使得在所述第二操作循环的生物处理步骤完成时所述半间歇式反应罐内的氨态氮浓度为1mgN/L以下。

4.根据权利要求1或2所述的颗粒形成方法，其中，

所述半间歇式反应罐的生物处理水出口设置在废水入口上方，并且通过从所述废水入口将所述含有有机物的废水引入到所述半间歇式反应罐中，将所述生物处理水从所述生物处理水出口排出。

5.一种使用连续生物处理罐的废水处理方法，所述连续生物处理罐在连续引入废水的同时利用生物污泥对含有有机物的废水进行生物处理，所述方法包括，将通过根据权利要求1至4中任一项所述的颗粒形成方法形成的颗粒供应给所述连续生物处理罐。

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