CN1105087C - 生物净化设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及通过流化床/生物膜工艺操作的用于废水处理的小型废水处理装置，在具有淤泥储存库和入口(6)的预净化槽(1)之后，安排用于活性淤泥生物学/生物膜生物学的、配备有可关闭通风装置(4)的生物阶段(2)，该生物阶段部分填充有可寄生表面至少是800平方米/立方米松散体积的生长体(5)，并且在其中安装有用于无堵塞地滞留生长体(5)的滞留装置(8)，在其后安装可以垂直穿流的带有出口(7)的二次澄清池(3)，这里设备部分(1～4)优选安装在环形槽中。滞留装置(8)由一管组成，在该管中或上方一根排出管通向二次澄清池(3)。在生物阶段(2)中附加地具有生物过滤阶段(9)，离开预净化槽(1)的流入口和来自二次澄清池(3)的回流淤泥的流入口通向该生物过滤阶段(9)。生长体的比重可以大于或小于1.0克/立方厘米。

Description

生物净化设备
本发明涉及一种用于废水处理的流化床/生物膜技术的小型生物净化设备。
根据废水处理的现有技术，小型净化设备的净化效率和工序稳定性不是令人满意的。
对此主要问题是：
- 波动的和大部分情况下偏低的生物体(Biomasse)浓度
- 生物体的不稳定性
- 在液压冲击下生物体的排出
- 在生物阶段中，来自二次澄清设备的生物体不稳定的返回
- 在峰值负荷下不足的缓冲能力
- 在不满负荷和缺乏状态下生物体的排出和因此产生的效率降低
- 由于硝化作用pH的下降，因此抑制生物分解过程。
为了改善净化效率和工序稳定性，例如，给小型净化设备的生物阶段配备用于微生物寄生的固定床叠层(Festbettpakete)。这些有机体甚至在液压冲击下也不会排出。这种工艺的缺陷在于：
- 100～150平方米/立方米的生物阶段的固定床可寄生表面相对来说是低的。因此每立方米槽体积的净化效率和负荷能力是很低的。
- 固定床的表面大部分被相对厚的生物体层覆盖。因为仅仅给生物膜最上层供应足够的氧气和营养基质，所以生物活性受限。
- 在生长层的内部，产生腐烂过程，该腐烂过程由于有机体的死亡同样对生产效率产生不利的作用。
- 在固定床叠层上和之中的沉积和纠缠(Verzopfungen)使可寄生的表面减少，并因此降低生物膜的效率。
- 只有提高维护费用才可能进行固定床的清洗。
在联邦政府技术研究部的研究报告1987年10月02 WA 8538中(Forschungsbericht des Bundesministeriums für Forschung undTechnologie，02 WA 8538vom Oktober 1987)提到通过使用可涡旋的悬浮体提高净化设备的生产能力。与固定床叠层相比每槽体积的可寄生表面明显提高。
然而，在生物阶段中，在滞留悬浮物方面存在不能解决的问题。有时部分悬浮体挤压穿过格栅。此外，悬浮体严重纠缠在一起以致于下沉和沉积在底部。
使用可涡旋的生长体以提高净化设备中的生物体同样是已知的。该生长体的滞留通过筛网或格栅实现。
由于公共废水中高的纤维和悬浮物含量，在这种滞留形式下，在较短的工作时间之后，必须考虑到堵塞、纠缠和因此造成的事故状况。
WO-A-9517351描述了可通风的容器，该容器包含颗粒状载体材料的流化床。US-A-4,421,648描述了生物废水净化装置和方法，其中带有垂直穿流的二次澄清池。
本发明的目的是提供一种小型净化设备，其基本上消除了现有技术中同等级设备的上述缺陷。
根据下述二种原理，在通风的生物阶段中进行生长体的滞留，而无堵塞现象：
方案1：比重小于1.0克/立方厘米的生长体
在通风阶段中，安装一根底部封闭和上面敞开的管。该管到水面下约30厘米为止。管的直径取决于要流过的水量。在该管中，安装直径较小、与出口相连的的第二根管。该较小的管从大管底部之上约30厘米处开始并终止于水表面之上。
这种布置可以保证，大管中比重低于1.0克/立方厘米的生长体总是重新漂浮在流化床中。
活性淤泥和净化的废水经过内管流入二次澄清池中。
方案2：比重大于1.0克/立方厘米的生长体
一根二侧均敞开的管从水面上开始，到生物阶段的底部之上约30厘米处结束。
在该较大的外管中，从下面引入一根直径较小的管。该小管从水面的下面开始，到生物阶段的出口处结束。
这种布置可以保证，比重高于1.0克/立方厘米的生长体总是重新回到流化床中。活性淤泥和净化的废水经过内管流入二次澄清池中。
这样确定这二根管的尺寸，以使在高的液压负荷下生长体不能从生物阶段中排出。
在二次澄清池中分离的部分活性淤泥被泵送回生物阶段中。在排出之前，所过剩产生的淤泥和预净化中分离的初级淤泥一起堆积在淤泥储存库中直至弃除。
与现有技术相比，主要优点在于：
- 在净化设备的通风阶段中使用生长体，其中每立方米松散体积超过800平方米的可寄生表面比固定床设备和已知的生长体多几倍。
- 生长体的大小和形状使得能够避免纠缠(Verzopfungen)和沉积。
- 在流化床中由于持续磨损生长体上的生物膜是薄的，并因此在生理上具有非常高的活性。
- 在生物膜中微生物的氧气和营养介质的供给是最理想的。不会发生腐烂过程。使用生长体是无须维护的。
- 在生长体的粘液层中生长的有机体对长时间持续的不满负荷和短时的缺氧具有抵抗力。
- 生长体具有可调节的比重，其小于1.0克/立方厘米或者大于1.0克/立方厘米。
- 在穿流的流化床中实现生长体的滞留而无堵塞的危险。
- 甚至在液压超负荷下生长体的排出几乎是不可能的。
- 在液压冲击下和强烈的装载物波动(Frachtschwankungen)下净化效率是稳定的。
- 以已知的方式，在二次澄清池中通过沉积作用分离活性淤泥，并且使部分活性淤泥返回生物阶段中。通过这二种生物技术的结合可以提高生物阶段的负荷，得到高的工序稳定性。
- 由于在生物阶段中设置的缺氧工艺阶段，可以通过生物学工序硝化/脱氮基本上去除氮。
下面借助于实施例详细地说明本发明的结构和工作原理。
附图1具有比重小于1.0克/立方厘米的生长体的小型净化设备；
附图2具有比重大于1.0克/立方厘米的生长体的小型净化设备。
优选在三部分的混凝土-圆形槽中安装小型净化设备的单个阶段。
未处理的废水首先流入第一部分，该部分用作预净化槽1和淤泥储存库。在该槽中除去废水中的粗物质和漂浮物以及砂子。
然后，与从二次澄清设备3中返回的生物淤泥一起进入部分填充生长体5和配备可控通风设备4的生物阶段2中。
在通入空气时，生长体5形成流化床，在停止通风时，形成处于缺氧环境条件下的生长体层。
在经过该阶段时，尤其溶解的有机物(BSB、CSB)被有氧分解，并且经该生物步骤硝化和脱氮除去部分氮。
在通风的生物阶段2中，生长体5和寄生在其上的有机体一起通过所描述的体系无堵塞地被保留下来。
悬浮的生物体(活性淤泥)在垂直流动的具有斜面壁的二次澄清池3中与净化的水分离。部分沉积的活性淤泥持续地返回生物阶段2中。将过剩产生的生物淤泥不连续地泵送到淤泥储存库1中。
在机械预净化和生物净化时产生的淤泥在排出之前堆积在淤泥储存库中，并且进行厌氧稳定化。
在生物阶段2中布置一不通风的、填充有生长体的生物过滤阶段9，该生物过滤阶段9用作脱氮步骤。将从二次澄清返回的活性淤泥和从预净化流出的废水输送到该步骤中。
在流过生物过滤阶段9之后，缺氧预处理的废水进入生物阶段2的通风部分。
附图标记1、带有淤泥储存库的预净化槽2、生物阶段3、二次澄清池4、通风装置5、生长体6、入口7、出口8、滞留装置9、生物过滤阶段

Claims (3)

1.一种小型生物净化设备，其中
在具有淤泥储存库和入口(6)的预净化槽(1)之后，安排用于活性淤泥生物学和生物膜生物学的、配备有可关闭通风装置(4)的生物阶段(2)，其中该生物阶段(2)部分填充有可寄生表面至少是800平方米/立方米松散体积的生长体(5)，并且在其中安装有用于滞留生长体(5)的滞留装置(8)，在其后安装可以垂直穿流的带有出口(7)的二次澄清池(3)，所述滞留装置(8)由一管组成，在该管中或上方一根排出管通向二次澄清池(3)，其特征在于，在生物阶段(2)中附加地具有不通风的、填充有生长体的生物过滤阶段(9)，离开预净化槽(1)的流入口和来自二次澄清池(3)的回流淤泥的流入口通向该生物过滤阶段(9)。
2.根据权利要示1的小型生物净化设备，其特征在于，生长体的比重小于1.0克/立方厘米，其中来自预净化池(1)的流入口和来自二次澄清池(3)的流入口这二者位于生物过滤阶段(9)的上部区域，生物过滤阶段(9)朝生物阶段(2)方向在下面是开口的，并且伸出水面，并且滞留装置(8)的管从生物阶段(2)的底部开始直至水面之下。
3.根据权利要求1的小型生物净化设备，其特征在于，生长体的比重大于1.0克/立方厘米，其中来自预净化池(1)的流入口和来自二次澄清池(3)的流入口这二者位于生物过滤阶段(9)的下部区域，生物过滤阶段(9)朝生物阶段(2)方向在下面是封闭的，且上面终止于水面，并且滞留装置(8)的管从生物阶段(2)底部之上开始直至水面之上。
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