CN1693234A - 废水的高效处理方法 - Google Patents

Abstract

由具有间歇充气功能的反应槽和具有污泥输送设施的沉淀池组成单元系统，利用充气和非充气搅拌的设定条件，设定时间差而可以重复。将两个以上的上述单元系统组合以实施间歇充气和流路变更方法，在上述沉淀池上沉淀的活性污泥输送到组成同一单元系统的反应槽，在组成不同单元系统的反应槽之间只有上清水通过而不通过固体物，完成工艺间固液分离。所以即使有机物不足且C/N比例低，也可稳定且高效率地除去氮和磷。

Description

废水的高效处理方法

技术领域

本发明涉及下水道水或废水的处理方法，具体地说，涉及对废水进行高效处理的方法，利用具有间歇充气性能的反应槽和带有污泥输送设施的沉淀池，组成单元系统(unit system)，组合两个以上的所述单元系统，在组成不同单元系统的反应槽之间，不通过活性污泥，只通过在所述沉淀池中固液分离的上清水，并实施间歇充气和流路变更操作，稳定且高效率地消除废水中的有机物和氮、磷。

背景技术

目前用于废水处理场的氮和磷的生物学除去工艺经过不供给游离氧的无氧(anoxic)反应工艺、厌氧性(anaerobic)反应工艺、和供给氧的需氧性(aerobic)反应工艺。需氧性反应工艺中将有机氮和氨态氮氧化成硝酸性氮，而无氧反应工艺中进行将硝酸性氮还原为氮气后释放到大气中的脱氮反应。在厌氧性反应工艺中引发活性污泥释放磷。这样释放的磷再次在需氧性反应工艺中被微生物过剩摄取，过剩摄取磷的微生物通过除去剩余活性污泥，最终除去氮和磷。

以往的氮和磷的除去工艺是将厌氧性槽、无氧槽、以及需氧性槽等分开，并具有一定的容量，所以不能根据流入水质和流入水量的变化灵活应对。另外，为了将流入废水中的有机物利用于脱氮反应，需要将硝酸化槽的流出水在前阶段的脱氮槽中进行内部循环。为了利用废水中的有机物且得到充分的除氮效率，需要处理流量的约2～3倍的内部循环流量，所以存在泵设施费、动力费和维护费大幅度增多的问题。

为了解决上述问题，曾提出过间歇充气方法和流路变更方法，采用间歇充气方法和流路变更方法的现有技术可举出以PID(Phased IsolationDitch，分阶段隔离沟，以下称“PID”)工艺方法为代表的例子。

图5的(a)-(d)与PID有关，表示处理工艺和各阶段中充气或非充气状态、流入以及流出方向的变更即流路变更状态。

首先，整体结构是沿着流入水的进行顺序具有预脱氮槽201a、选择槽201b、厌氧性槽201c、带有充气和搅拌功能的两组氧化沟202，203、和一个沉淀池204。另外，还具有从沉淀池向预脱氮槽输送污泥的污泥输送泵205和污泥输送配管208。

所述厌氧性槽的功能是将原水和输送污泥进行混合后在厌氧性状态下从污泥释放磷。如果存在如硝酸性氮(NO₃)或亚硝酸性氮(NO₂)等中的键合氧，则磷释放困难，所以在厌氧性槽的前阶段的预脱氮槽和选择槽中需要事先除去原水或输送污泥中含有的游离氧或硝酸性氮。另外，为了防止短路，厌氧性槽是将分割为两组以上的组进行组合构成，在各自的反应槽中设置搅拌装置301。

如上所述，PID由于需要设置和运行预脱氮槽、选择槽、厌氧性槽等，需要很多的设置费、动力费、维护费等费用。

另外，从处理效率的侧面考虑，阶段的转换不迅速且不明确，处理效率差。在厌氧性状态下释放磷，磷含量低的活性污泥转换为需氧性状态，且进行微生物活化时，再次过量地摄取磷。但是，PID中在厌氧性槽中经过脱磷过程的污泥在(a)和(c)阶段中流入无氧状态而不是需氧性状态的反应槽，所以微生物的活性化不充分，磷的摄取效率差。

在脱氮工艺中，为了还原氮氧化物，作为电子供给体需要充分的有机物。但是，在PID中，如果从在无氧状态下进行脱氮反应的氧化沟继续流出大量吸附有有机物的污泥，从而使有机物负荷增大，则向硝酸化反应不利的氧化沟中流入，所以硝酸化反应进行差，且由于无氧条件下的氧化沟中有机物不足，脱氮效率差。

在PID(a)阶段中，具有与流入流量相同的流量的污泥从进行脱氮反应的第一氧化沟202继续流出并流入将要进行硝酸化反应的第二氧化沟203中。因此，吸附在污泥中的有机物与污泥一起在第一氧化沟中流失，对脱氮工艺不利，流失的有机物就会流入将要进行硝酸化反应的第二氧化沟，所以对硝酸化反应不利。这些现象也同样出现在变更流路且在第二氧化沟进行脱氮反应的(c)阶段的脱氮工艺中。

为解决PID工艺方法的这些问题，作为改进的方法，有本申请人发明的韩国专利第0225971号的PhICD方法。PhICD方法是通过组合两个以上的沉淀池内置型氧化沟，且以流路变更和间歇充气方式运行，以及通过工艺间固液分离将流入有机物在脱氮和脱磷反应中得到最大限度的利用，不会作为硝酸化反应的负荷，得到良好的硝酸化效率，所以脱氮脱磷效率稳定且良好。另外，与PID不同，可省去包括前阶段的预脱氮槽、选择槽、两组厌氧性槽的四个反应槽，所以节约设施费和维护费，而且由于沉淀池是内装的，所以占地利用度高且省去污泥输送和输送设施，节约设施费和动力费。

但是，PhICD方法具有PID那样的四个运行阶段，所以运行管理有些复杂，反应槽形态被限制为循环水路型的氧化沟形态。

另外，在本申请人发明的韩国专利第0350893号的“利用工艺间固液分离、流路变更、和间歇充气的高效处理方法及其装置”中，反应槽形态没有限制在作为循环水路型的氧化沟形态，而由正方形或长方形反应槽组成且广泛用于一般的长期充气工艺或标准活性污泥工艺，运行阶段从以往方法的四个阶段缩短到两个阶段，所以运行管理简单。

但是，在本方法中，工艺间固液分离利用过滤布等过滤设备进行，所以过滤布被反应槽内的高浓度悬浮性固体物堵住，或需氧性反应槽的气泡通过过滤设备后流入无氧或厌氧性反应槽中，不能得到顺利的相分离，脱氮脱磷效率差。

另外，生活废水中流入有机物不足且C/N比低，所以脱氮和脱磷反应所需的有机物不足的情况很多。如上所述，流入废水中可被微生物利用的溶解性有机物浓度低时，脱氮效率低，为了用作脱氮反应所需的电子供给体，在无氧反应槽内需要注入甲醇等容易分解的有机物，所以费用负担重，希望得到能够取代甲醇等的有机物。

发明内容

为解决上述问题而提出本发明，其目的是提供废水的高效处理方法，可节约设施费和维护费，并可有效利用作为有效除去废水中氮和磷的方法的间歇充气方法和流路变更方法。

为达到上述目的，在本发明中，由带有间歇充气功能的反应槽和带有污泥输送设施的沉淀池组成单元系统，利用充气和非充气搅拌的设定条件，设定时间差并可重复，并组合两个以上的所述单元系统实施间歇充气和流路变更方法，将所述沉淀池中沉淀的活性污泥输送到组成同一单元系统的反应槽，在组成不同单元系统的反应槽之间只有上清水通过而固体物不通过，完成工艺间的固液分离。

这样，在用于本发明脱氮脱磷的废水处理设施中，从外置沉淀池输送的污泥只流入到包括可引出所述输送污泥的沉淀池的、构成相同系列单元系统的反应槽中。也就是，输送的污泥不流入邻接的其他系列反应槽中。因此，利用所述沉淀池的固液分离性能，在需要无氧条件或厌氧性条件的反应槽中不会流入从进行有机物分解和硝酸化的需氧性状态的反应槽中流出的游离氧或氮氧化物，也不流失有机物，所以可提高脱氮效率。另外，进行硝酸化的需氧性条件的反应槽中防止来自无氧或厌氧性条件的反应槽的有机物流入，并改善硝酸化效率，所以通过改善硝酸化和脱氮效率，提高了除氮效率。

也就是，通过将反应槽和沉淀池组合工艺用两个工艺组成，使污泥不在反应种类不同的反应槽之间相互移动，由此改善PID工艺方法的问题。

另外，本发明中，在正方形或长方形的、进行浮游繁殖的反应槽或充填有生物膜载体的接触氧化槽等反应槽中组合圆形或长方形的外置型沉淀池(external clarifier)，通过上述组合工艺，克服PhICD工艺方法的以循环水路型氧化沟或内置型沉淀池来限制反应槽和沉淀池形态的缺点。

本发明中通过增加后续处理工艺和将流路变更阶段减少到两个阶段，进一步简化由四个阶段构成的PID、PhICD运行方法。通过在无负荷无放流状态时的外置型沉淀池中注入空气并充气搅拌，运行阶段就会缩短在空转阶段中的滞留时间，也缩短一个循环所需时间。

另外，本发明中为解决C/N比例低且脱氮脱磷效率受限的韩国的废水处理问题，在厌氧性条件下运行且在进行脱氮和脱磷反应的反应槽中为了脱氮反应而注入外部碳源，进一步设置初始沉淀池，利用产生的原污泥发酵液，并利用原垃圾等有机废弃物或其发酵液，有效改善脱氮脱磷效率，得到有效的有机废弃物的处理成分。

如上所述，利用本发明的用于脱氮脱磷的高效处理方法，可提高氮和磷的除去效率，减少河川和湖泽的富营养化现象，可提供具有如下优点的、除去氮和磷的系统，即使流入有机物不足且C/N比例低的废水处理，也可得到良好且稳定的营养盐类除去效率。

硝酸化和脱氮氧化反应、以及磷的释放和过剩摄取反应所需的状态转换迅速且反应时间缩短。由于处理工艺的组成简单，所以占地利用率高且设施费和维护费用低，解决了容易腐烂且产生恶臭的、对处理带来困难的有机废弃物的处理处置的问题。

附图说明

图1是本发明的高效处理方法的第一实施例的流程图；

图2是本发明的高效处理方法的第二实施例的流程图；

图3是本发明的高效处理方法的第三实施例的流程图；

图4是本发明的高效处理方法的第四实施例的流程图；

图5(a)～(d)是现有技术的脱氮脱磷方法(PID)的流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明。

图1是表示本发明的营养盐类除去方法的第一实施例的流程图。该处理系统组合第一单元系统和第二单元系统，以流路变更和间歇充气方式运行。其中所述第一单元系统包括具有充气设备和搅拌设备(没有图示)的第一反应槽11和具有污泥输送设备的作为外置型沉淀池的第一沉淀池14；第二单元系统包括第二反应槽21和外置型的第二沉淀池24。

也就是，由于在所述第一反应槽11和第二反应槽21之间移动的反应液必须经过所述两个沉淀池14、24中的任何一个，所以利用所述沉淀池的固液分离性能，两个反应槽相互之间只通过上清水而不通过固体物，并利用流路变更和间歇充气的组合方法进行脱氮反应。

图1(A)所示的第一废水处理阶段是脱氮反应、脱磷反应、有机物分解、和硝酸化反应等混合进行的工艺阶段。该阶段在第一反应槽11中进行脱氮反应和脱磷反应，在第二反应槽中进行有机物的需氧性分解和硝酸化反应。流路构成如下，首先使流入水流入所述第一反应槽11中，第一反应槽11的流入水再次经过第一沉淀池14、第二反应槽21和第二沉淀池24后流出。

此时，第一反应槽11中断充气设施的运行，运行搅拌设施，从而在无氧条件和厌氧性条件下运行。在第一反应槽11中，在运行初期到指定时间中利用流入水中含有的有机物进行将氮氧化物还原为游离氮的脱氮反应，当达到氮氧化物完全枯干的完全厌氧性条件时，就会进行从污泥释放磷的脱磷反应。

因此，上述第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11就会设定时间间隔并进行脱氮反应和脱磷反应。同时，在第二反应槽21中运行充气设施，维持需氧性状态，与有机物的需氧性分解一起进行硝酸化反应。

本发明的所述第一废水处理阶段(A)中包括可替代以往技术---PID的(a)阶段和预脱氮槽、选择槽、厌氧性槽等设施的工艺，从第一反应槽向第二反应槽流出的流出水是利用所述第一沉淀池14来分离活性污泥的上清水，所以从第一反应槽11到第二反应槽21只流入不合有活性污泥的流入水。因此，本发明中，作为脱氮脱磷工艺的所述第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11中不流出吸附有有机物的污泥，所以第一反应槽11中防止作为电子供给体的有机物的流失，提高脱氮效率，而第二反应槽21中减少流入有机物负荷，所以改善硝酸化效率。

为了在脱磷反应中有效脱磷，需要连氮氧化物等氧化物形态的键合氧也不存在的完全厌氧性状态。连氮氧化物也除去的完全厌氧性条件即使是只通过延长所述(A)阶段的滞留时间，也可满足第一反应槽11的条件。

也就是，本发明的所述第一废水处理阶段(A)阶段中，反应液在第一反应槽11和第二反应槽21之间经过作为外置型沉淀池的第一沉淀池14，污泥分别输送到各自的前阶段的反应槽，不会与反应形态不同的反应槽混合。更详细地说，第一反应槽11和第一沉淀池14与第一污泥输送流路15连接，使第一沉淀池14的污泥输送到第一反应槽11，而第二反应槽21和第二沉淀池24与第二污泥输送流路25连接，使第二沉淀池24的污泥输送到第二反应槽21。

因此，与将两个以上的氧化沟和一个系列的沉淀池组合构成的PID不同，固体物不会从第一反应槽11向第二反应槽21移动，循环滞留就会在第一反应槽11和第一沉淀池21内部进行，含有游离氧和氮氧化物的污泥不会从需氧性状态的第二反应槽21流入到第一反应槽11。

另外，与PID不同，在污泥流入路线上不需要设置预脱氮槽、选择槽和厌氧性槽等设施，在图1的(A)所示的第一废水处理阶段(A)将第一反应槽11的内部变为完全厌氧性条件。这是因为，第一反应槽11将污泥输送到第一沉淀池21中，所以在不从需氧性条件的第二反应槽21或第二沉淀池24流入含有游离氧或键合氧的输送污泥的、所述第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11中，利用在流入原水中以非充气状态含有的有机物，甚至连氮氧化物都会完全枯竭。

在第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11中，在进行脱氮反应和脱磷反应的间隙，第一反应槽21也在需氧性条件下继续进行有机物分解和硝酸化反应。

在图1的(B)所示的第二废水处理阶段(B)中，除了第一和第二反应槽11，21的作用和流路相互变化之外，反应内容与所述第一废水处理阶段(A)相同。

如图1所示，在第一废水处理阶段(A)中，流入原水经过第一反应槽11、第一沉淀池14、第二反应槽21、和第二沉淀池24，将处理水排出。但是，第二废水处理阶段(B)中变更第一废水处理阶段(A)的流路，流入原水经过第二反应槽21、第二沉淀池24、第一反应槽11、和第一沉淀池14，将处理水流出。而且，接着第一废水处理阶段(A)，在第二废水处理阶段(B)中变更流路，在需氧性状态下运行，并将原水流入到存积有氮氧化物的所述第二反应槽21中，而且将第二反应槽21的充气装置中止运行，且在无氧条件下运行并进行脱氮反应。与此同时，第一反应槽11运行充气装置，转换为需氧性条件，进行有机物分解和硝酸化反应。

也就是，第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11中进行的脱氮反应和脱磷反应是在第二废水处理阶段(B)中在第二反应槽21进行，而所述第一废水处理阶段(A)的第二反应槽21中进行的硝酸化反应是在第二废水处理阶段(B)中在第一反应槽11进行，也就是交替进行。第二废水处理阶段(B)的反应内容是与第一废水处理阶段(A)的反应内容相互交叉一致的镜像关系。

如上所述，本发明的第一实施例中，在流入部分即使省去在以往的PID方法中必须的、用于从输送污泥除去氮氧化物或脱磷的预脱氮槽、选择槽、和厌氧性槽等的设置，也可以通过将进行脱氮反应的反应槽即第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11和第二废水处理阶段(B)的第二反应槽21的运行状态延长来完成脱氮反应，在完全厌氧性条件下有效地进行脱磷反应。

在这里说明作为后续处理工艺的第三反应槽31和固液分离设备34的性能如下：变更流入流路，目前为止在活性低的无氧或厌氧性条件下运行的(A)阶段的第一沉淀池14或(B)阶段的第二沉淀池24中含有未分解有机物，在无氧或厌氧性条件下降低活性污泥的活性，所以污泥的沉降性和凝集性降低，浮游微细絮状物，因此作为最终处理水迅速向外流出，会产生降低处理水质的问题。

因此，需要通过用于在平时需氧性条件下运行且除去残余有机物和微细絮状物的第三反应槽31和第三沉淀池34组成的后续处理工艺，以得到良好且稳定的处理水质。特别是，利用所述后续处理工艺可替代图5的(b)和(d)所示的以往PID方法中的(b)阶段和(d)阶段，所以运营方法简单且处理水质稳定。

在几乎所有的废水处理中，所述后续处理工艺中流入的流入负荷不大。因此，所述后续处理工艺设置有将浮游固体物过滤并除去的砂过滤器、微筛网(micro strainer)等过滤设备。

另外，所述第三反应槽31如果具有微生物载体或填充过滤材料的生物膜过滤器，可省去所述第三沉淀池34，所以减少单位工艺且在占地面积和结构物建筑方面更加经济。在这里，所述过滤设备和生物膜过滤材料可采用公知的技术。

在上述第一实施例中，为了随着阶段变动而迅速从厌氧性条件的沉淀池24，14中向外流出并分解除去残余有机物和微细絮状物，在后续处理工艺中，设置需氧性反应槽和沉淀池或生物膜过滤器。但是，在第二实施例中，由于在第一反应槽11和第二反应槽21的后面进一步分别设置需氧性反应槽12，22，即使省去第一实施例的后续处理工艺，也能确保良好的处理水质。与所述第一，第二反应槽11，21的反应形态无关，通过将所述第一、第二沉淀池14，24一直保持需氧性，即使变更流出入流路，也能防止残余有机物和微细絮状物的流出。

因此，在本实施例中，即使省去第一实施例的后续处理工艺和图5的(b)以及图5的(d)所示的以往PID方法中的(b)阶段和(d)阶段，也能确保良好的处理水质。

本实施例中的废水处理工艺是将流路设置成使流入原水经过第一反应槽11、第一需氧性反应槽12、第一沉淀池14、第二反应槽21、第二需氧性反应槽22和第二沉淀池24。所述第一反应槽11是在厌氧性条件下运行，而所述第二反应槽21是具有在需氧性条件下运行的第三废水处理阶段(图2的(A))，且流路设置成使流入原水经过第二反应槽21、第二需氧性反应槽22、第二沉淀池24、第一反应槽11、第一需氧性反应槽12和第一沉淀池14。所述第一反应槽11是在需氧性条件下运行，而所述第二反应槽21是具有在厌氧性条件下运行的第四废水处理阶段(图3的(B))。在本实施例中，在所述第一沉淀池14和第二沉淀池24中沉淀的活性污泥也分别通过第一污泥输送流路15和第二污泥输送流路25，分别输送到第一反应槽11和第二反应槽21。

但是，本实施例中，由于在一直为需氧性的反应槽12、22中利用充气来溶解游离氧并进行硝酸化反应，所以输送污泥中含有游离氧和氮氧化物。通过这样的输送污泥，当游离氧和氮氧化物流入反应槽时，在无氧或厌氧性条件下运行的所述第三废水处理阶段(A)的第一反应槽11和所述第四废水处理阶段(B)的第二反应槽21难以得到充足的完全厌氧性条件，所以阻碍脱磷反应。

因此，所述第一或第二污泥输送流路15，25中分别设置污泥脱氮槽13，23，用于除去游离氧和氮氧化物，增大脱氮脱磷效率。所述污泥脱氮槽13，23中投入部分流入废水，利用废水中的有机物，可缩短除去游离氧和氮氧化物形态键合氧的时间。

本实施例中，第三废水处理阶段(A)和第四废水处理阶段(B)的流入原水在任何时候都可流入到无氧或厌氧性状态的反应槽11，21中，防止从无氧或厌氧性状态的反应槽11，21将固体物流出到需氧性反应槽12，22。因此，省去初始沉淀池，即使将流入原水直接流入反应槽11，21中，流入原水中含有的有机固体物即原污泥在反应槽中也可利用于硝酸化和脱氮反应。

但是，作为流入原水中的有机固体物的原污泥是由于由纤维素、半纤维素、淀粉、蛋白质、脂肪等高分子有机化合物的混合物组成，所以为了用于脱氮脱磷反应，需要分解成分子量小的有机物。当发酵生污泥时，经过丙酸、丁酸、乙醇等生成乙酸，最终分解成甲烷气体和二氧化碳。

本发明着眼于这些原污泥的组成和厌氧性发酵特性，进一步设置初始沉淀池41和发酵槽42，将处理场上流入的、废水中含有的、在第一沉淀池14中沉淀分离的、有机固体物为主要成分的原污泥输送到发酵槽42，将生成的乙酸类有机酸作为脱氮反应所需的电子供给体利用，保持用于脱磷的厌氧性条件。

另外，可将回收粪便、家畜粪便、原垃圾、食品加工废弃物等有机废弃物或有机废弃物的脱离过滤液投入到在非充气搅拌状态下运行的所述第一或第二反应槽中，用于脱氮脱磷反应。将有机废弃物直接投入反应槽时，粗大有机物的分解时间较长，所以对处理水质产生影响且需要增大反应槽容量。

因此，本发明中将有机废弃物投入到流入水中并混合，在所述初始沉淀池中进行固液分离后，将分离的上清水中含有的溶解性低分子有机物通过上清水流入到反应槽，用于脱氮脱磷反应。

另外，将沉淀分离的粗大有机物与原污泥一起回收，流入所述发酵槽并进行发酵，将分解为低分子有机物的发酵液或除去未发酵固体物的发酵过滤液投入到非充气搅拌状态的所述第一反应槽11或第二反应槽21中，用于脱氮脱磷反应，因此可实现有机废弃物数量的减少，且可确保稳定的脱氮脱磷效率。增加初始沉淀池和发酵槽并将原污泥、有机废弃物及其发酵液利用于脱氮脱磷反应的实施例也适用于上述第一实施例。

图3是表示本发明脱氮脱磷方法的第三实施例的流程图，省去了第一实施例中的后续处理工艺。与PID、PhICD不同，不象PID或PhICD那样利用在无负荷需氧性条件下运行的中间阶段(图3的(A-1)阶段和(B-1)阶段)来实施工艺间的固液分离、使用作为外置型沉淀池的普通正方形或长方形反应槽以及串联多阶段反应槽、以及使用作为循环水路型反应槽的氧化沟。

图3的(A)阶段是将脱氮反应、脱磷反应、有机物分解和硝酸化反应等混合进行的工艺，如果除去后续处理工艺，其他与第一实施例的第一废水处理阶段(A)、反应内容以及结构等相同，在此省略其具体说明。

在图3的(A-1)所示的阶段(以下称“第三废水处理阶段”)中，将在所述图3的(A)阶段以厌氧性条件下运行的第一反应槽转换为需氧性条件。而且，变更流路且在不流入所述流入水的无负荷条件下运行，所以只需要用于残余有机物的分解和活性污泥的内生呼吸的氧，所以氧消耗量极少。

因此，在此阶段中，所述第一反应槽11的内部迅速转换为需氧性，在厌氧性条件下释放磷的污泥就会再次回到释放之前的状态，进一步过量地摄取大量磷，通过这样过量摄取磷并将浓缩磷的剩余部分活性污泥废弃，从水中除去磷。

在上述图3的(A-1)阶段中，变更所述图3的(A)阶段的流路，流入原水不经过第一反应槽流入到第二反应槽21，并经过第二沉淀池24流出处理水。上述第二反应槽21一边保持需氧性条件一边进行有机物分解和硝酸化反应。如图3的(A-1)所示，所述第三废水处理阶段相当于从图3的(A)阶段转换为图3的(B)阶段的过渡期转换阶段，但是如果省略所述第三废水处理阶段且在早期阶段从图3的(A)阶段转换为图3的(B)阶段，使厌氧性条件的第一反应槽11的流出水在转换为需氧性之前经过第一沉淀池14，作为处理水流出，所以未分解的有机物和微细絮状物等就会流出，影响处理水质。因此，所述第三废水处理阶段具有极大的作为过渡期转换阶段的功能，即在无负荷需氧性条件下过量摄取磷且分解残余有机物以及改善污泥的沉降性等。

在(B)阶段中，作为进行脱氮、脱磷和硝酸化反应的工艺，如果除去第一、第二反应槽11，21的作用和流路变更过程，反应形态就会与所述(A)阶段相同。也就是，在所述(B)阶段中，在(A)、(A-1)阶段继续以需氧性状态运行，变更流路，使原水流入到存积氮氧化物的所述第二反应槽21中，充气装置就会中止运行，在无氧条件下运行，并进行脱氮反应。而且，第一反应槽11就会运行充气装置，转换为需氧性条件，并继续进行有机物分解和硝酸化反应。

在图3的(A)所示的废水处理阶段中，将流入原水依次经过第一反应槽11、第一沉淀池14、第二反应槽21、第二沉淀池24，流出处理水。而在(B)阶段中，变更所述(A)阶段的流路，使流入原水依次经过第二反应槽21、第二沉淀池24、第一反应槽11、第一沉淀池14，流出处理水。也就是，在图3的(A)阶段的第一反应槽11中进行的脱氮反应和脱磷反应在图3的(B)阶段中在第二反应槽21进行，在图3的(A)阶段的第二反应槽21中进行的硝酸化反应在图3的(B)阶段中在第一反应槽11进行，也就是交叉进行，图3的(B)阶段的反应内容是与图3的(A)阶段的反应内容相互交叉一致的镜像关系。

在图3的(B-1)所示的废水处理阶段(以下称“第四废水处理阶段”)中除了改变流路、第一反应槽11、第二反应槽21的反应内容之外，也与所述第三废水处理阶段的反应内容相同。也就是，第一反应槽11在需氧性状态下运行，且产生流入和流出，而第二反应槽21不受流量和有机物负荷影响，在需氧性状态进行无负荷运行。

图3的(A-1)所示的第三废水处理阶段通过变更流路，使流入的原水经过第二反应槽21、第二沉淀池24后流出处理水，而图3的(B-1)阶段通过变更流路，使流入的原水经过第一反应槽11、第一沉淀池14后流出处理水。第四废水处理阶段的反应内容是与所述第三废水处理阶段工艺的第一、第二反应槽11，21的反应内容相互交叉一致的镜像关系。另外，所述第四废水处理阶段相当于从图3的(B)阶段恢复到图3的(A)阶段的过渡期转换阶段。

另外，增加初始沉淀池21和发酵槽42且将原污泥、有机废弃物及其发酵液利用于脱氮脱磷的上述第二实施例也适用于本实施例中。但是，本实施例中，有机废弃物或其发酵液的投入限定在进行脱氮反应和脱磷反应的所述(A)阶段的第一反应槽和所述(B)阶段的第二反应槽21，如果在第三废水处理阶段(A-1)和第四废水处理阶段(B-1)投入有机废弃物或其发酵液，将成为阻碍硝酸化的有机物负荷，因此优选不投入。

另外，本实施例与第一或第二实施例不同，也可使用如下方法：将流入的原水流入到进行脱氮脱磷反应的在无氧或厌氧性条件下运行的反应槽中((A)阶段的第一反应槽11、(B)阶段的第二反应槽21)、和进行硝酸化反应的在需氧性条件下运行的反应槽中((A-1)阶段的第二反应槽21、(B-1)阶段的第一反应槽11)，所以可省去所述发酵槽42的设置，存留原污泥，临时投入到无氧或厌氧性阶段的反应槽中，中止向需氧性阶段的反应槽中投入。

图4是表示本发明的脱氮脱磷方法的第四实施例的流程图。

在上述第三实施例中也存在如下情况，即图3的(A)阶段中第一反应槽11在厌氧性条件下运行，第一沉淀池14也会转换为厌氧性状态，所以上清水中就会残留未处理残余有机物，降低沉降性，浮游微细絮状物。即使从所述图3的(A)阶段转换为图3的(A-1)并在需氧性条件下运行所述第一反应槽11，在图3的(A)阶段中作为厌氧性的所述第一沉淀池14内部的水也会被第一反应槽流出水的流入和输送污泥进行转换，所以需要长时间来分解在第一沉淀池14内部残留的溶解性有机物，稳定微细絮状物且恢复沉降性。

因此，本实施例与第三实施例不同，不进行在无负荷条件下运行的所述(A-1)阶段的第一沉淀池14和所述图3的(B-1)阶段的第二沉淀池中供给空气并充气搅拌的阶段(图4的(A-1a)和图4的(B-1a))、以及在非充气状态实施原有的沉淀性能的阶段(图4的(A-1b)和图4的(B-1b))，所以即使转换为早期除去并稳定溶解性有机物和微细絮状物且向外流出的下一个阶段，也可保持良好的流出水质。因此，本实施例中的废水处理工艺包括如下6个阶段。

本实施例包括：

第一废水处理阶段(A)，在该阶段变更流路，使流入的原水依次经过第一反应槽11、第一沉淀池14、第二反应槽21、和第二沉淀池24，流出处理水，所述第一反应槽11在厌氧性条件下运行，所述第二反应槽21在需氧性条件下运行；

第五废水处理阶段(A-1a)，在该阶段变更流路，使流入原水依次经过第二反应槽21、第二沉淀池24，流出处理水。第二反应槽21保持需氧性条件，第一反应槽11和第一沉淀池14在从外部不进行流入原水和处理水的流出入的无负荷状态下运行，所述第一反应槽11在需氧性条件下运行，对所述第一沉淀池14供给空气且进行充气和搅拌；

第六废水处理阶段(A-1b)，在该阶段变更流路，使流入原水依次经过第二反应槽21、第二沉淀池24，流出处理水。第二反应槽21保持需氧性条件，第一反应槽11和第一沉淀池14在从外部不进行流入原水和处理水的流出入的无负荷状态下运行。第一反应槽11在需氧性条件下运行，第一沉淀池14发挥原有的沉淀性能；

第二废水处理阶段(B)，在该阶段变更流路，使流入原水依次经过第二反应槽21、第二沉淀池24、第一反应槽11、和第一沉淀池14，流出处理水，第二反应槽21在厌氧性条件下运行，所述1反应槽11在需氧性条件下运行；

第七废水处理阶段(B-1a)，在该阶段变更流路，使流入的原水依次经过第一反应槽11、第一沉淀池14，流出处理水。第一反应槽11保持需氧性条件，第二反应槽21和第二沉淀池24在从外部不进行流入原水和处理水的流出入的无负荷状态下运行，第二反应槽21在需氧性条件下运行，对第二沉淀池24供给空气且进行充气和搅拌；

第八废水处理阶段(B-1b)，在该阶段变更流路，使流入的原水依次经过第一反应槽11、第一沉淀池14，流出处理水，所述第一反应槽11保持需氧性条件，所述第二反应槽21和第二沉淀池24在从外部不进行流入原水和处理水的流出入的无负荷状态下运行。第二反应槽21在需氧性条件下运行，所述第一沉淀池14发挥原有的沉淀功能。

在本实施例中，作为空转阶段的初期阶段的第五废水处理阶段(A-1a)的第一沉淀池14和第七废水处理阶段(B-1a)的第二沉淀池24，通过向无负荷状态的沉淀池直接供给空气并充气搅拌，使前阶段中厌氧性状态的沉淀池迅速转换为需氧性条件，即使将在充气搅拌状态下浮上的污泥在下一阶段的第六废水处理阶段(A-1b)和第八废水处理阶段(B-1b)沉淀并转换为第一废水处理阶段(A)和第二废水处理阶段(B)，也可流出良好水质的上清水，得到早期稳定。

在本实施例中，也适用上述第二实施例，即增加初始沉淀池41和发酵槽42，且将原污泥、有机废弃物及其发酵液利用于脱氮脱磷反应。但是，有机废弃物或其发酵液的投入限定在进行脱氮反应和脱磷反应的所述第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11和所述第二废水处理阶段(B)的第二反应槽21，如果投入第三废水处理阶段(A-1)和第四废水处理阶段(B-1)，就会成为阻碍硝酸化的有机物负荷，因此最好不要投入。

本实施例与第一或第二实施例不同，将流入的原水流入到进行脱氮反应和脱磷反应的、在无氧或厌氧性条件下运行的反应槽(第一废水处理阶段(A)的第一反应槽11、第二废水处理阶段(B)的第二反应槽21)中，并流入到进行硝酸化反应的、在需氧性条件下运行的反应槽(第五废水处理阶段(A-1a)和第六废水处理阶段(A-1b)的第二反应槽21、第七废水处理阶段(B-1a)和第八废水处理阶段(B-1b)的第一反应槽11)中，所以可省去所述发酵槽的设置，存留原污泥并临时投入到无氧或厌氧性阶段的反应槽中，在需氧性阶段的反应槽中中止投入原污泥。

本发明的高效处理方法，具有由附有间歇充气性能的反应槽和带有污泥输送设施的沉淀池组成的单元系统，利用间歇充气和变更流路方法，可稳定且有效地除去废水中的有机物和氮磷。

Claims (12)

1.一种废水的高效处理方法，其特征在于，所述方法包括：

第一废水处理阶段，在该阶段使流入的原水依次经过第一反应槽、第一沉淀池、第二反应槽、和第二沉淀池，然后排出处理水，所述第一反应槽在厌氧性条件下运行，所述第二反应槽在需氧性条件下运行；

第二废水处理阶段，在该阶段使流入的原水依次经过第二反应槽、第二沉淀池、第一反应槽、和第一沉淀池，然后排出处理水，所述第一反应槽在需氧性条件下运行，所述第二反应槽在厌氧性条件下运行；

在所述各废水处理阶段中，将在第一沉淀池和第二沉淀池沉淀的活性污泥分别分离并分别输送到所述第一反应槽和第二反应槽。

2.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，还包括由第三反应槽和固液分离装置形成的后续处理工艺，将流出水再处理，其中所述第三反应槽用于处理在所述各废水处理阶段中排出的流出水。

3.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，增加用于处理在所述各废水处理阶段中流出的流出水的生物膜过滤器，将流出水进行再处理，其中所述生物膜过滤器填充有生物膜载体或过滤材料，并可使微生物附着繁殖。

4.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，增加过滤装置，将流出水进行再处理，其中所述过滤装置选自可对所述各废水处理阶段中流出的流出水进行处理的砂过滤器或微筛网。

5.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

在所述第一反应槽之后设置第一需氧性反应槽，在所述第二反应槽之后进一步设置第二需氧性反应槽；

在第一废水处理阶段，使流入的原水依次经过第一反应槽、第一需氧性反应槽、第一沉淀池、第二反应槽、第二需氧性反应槽、和第二沉淀池，所述第一反应槽在厌氧性条件下运行，所述第二反应槽在需氧性条件下运行；

在第二废水处理阶段，使流入的原水依次经过第二反应槽、第二需氧性反应槽、第二沉淀池、第一反应槽、第一需氧性反应槽、和第一沉淀池，所述第一反应槽在需氧性条件下运行，所述第二反应槽在厌氧性条件下运行。

6.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

在从所述第一废水处理阶段转换至第二废水处理阶段之前，进一步包括第三废水处理阶段，在从所述第二废水处理阶段转换至第一废水处理阶段之前，进一步包括第四废水处理阶段；

其中，在第三废水处理阶段，使流入的原水依次经过第二反应槽、第二沉淀池，然后将流出的水排出，所述第二反应槽保持需氧性条件，所述第一反应槽和第一沉淀池在不从外部流入或向外部流出的无负荷状态下运行，所述第一反应槽在需氧性条件下运行；

在第四废水处理阶段，使流入的原水依次经过第一反应槽、第一沉淀池，然后将流出的水排出，所述第一反应槽保持需氧性条件，所述第二反应槽和第二沉淀池在不从外部流入或向外部流出的无负荷状态下运行，所述第二反应槽在需氧性条件下运行；

在所述第三废水处理阶段和第四废水处理阶段，将在第一沉淀池和第二沉淀池中沉淀的活性污泥分别分离并输送到所述第一反应槽和所述第二反应槽。

7.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

在从所述第一废水处理阶段转换为第二废水处理阶段之前，进一步包括第五废水处理阶段、第六废水处理阶段，在从所述第二废水处理阶段转换为第一废水处理阶段之前进一步包括第七废水处理阶段、第八废水处理阶段；其中，

在第五废水处理阶段，使流入的原水经过第二反应槽、第二沉淀池，排出流出的水，所述第二反应槽保持需氧性条件，所述第一反应槽和第一沉淀池在不与外部发生流入原水和处理水的流入和流出的无负荷状态下运行，所述第一反应槽在需氧性条件下运行，对所述第一沉淀池供给空气且进行充气和搅拌；

在第六废水处理阶段，将流入的原水经过第二反应槽、第二沉淀池，排出流出水，所述第二反应槽保持需氧性条件，所述第一反应槽和第一沉淀池在不与外部发生流入原水和处理水的流入和流出的无负荷状态下运行，所述第一反应槽在需氧性条件下运行，所述第一沉淀池发挥原有的沉淀功能；

在第七废水处理阶段，使流入的原水经过第一反应槽、第一沉淀池，排出流出水，所述第一反应槽保持需氧性条件，所述第二反应槽和第二沉淀池在不与外部发生流入原水和处理水的流入和流出的无负荷状态下运行，所述第二反应槽在需氧性条件下运行，对所述第二沉淀池供给空气并充气搅拌；

在第八废水处理阶段，将流入的原水经过第一反应槽、第一沉淀池，排出流出水，所述第一反应槽保持需氧性条件，所述第二反应槽和第二沉淀池在从外部不进行流入原水和处理水的流出入的无负荷状态下运行，所述第二反应槽在需氧性条件下运行，所述第一沉淀池发挥原有的沉淀功能；

在所述第五废水处理阶段至第八废水处理阶段，将在第一沉淀池和第二沉淀池中沉淀的活性污泥分别分离并输送到所述第一反应槽和所述第二反应槽。

8.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

进一步设置初始沉淀池，将流入原水经过所述初始沉淀池后流入到所述第一或第二反应槽。

9.如权利要求1所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

在所述第一反应槽和第二反应槽在厌氧性条件下运行时，投入外部碳源。

10.如权利要求5所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

在所述污泥输送流路上设置污泥脱氮槽。

11.如权利要求9所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

所述外部碳源是有机废弃物或有机废弃物的脱离过滤液，所述有机废弃物包括回收粪便、家畜粪便、原垃圾、食品加工废弃物。

12.如权利要求9所述的废水的高效处理方法，其特征在于，

所述外部碳源是将有机废弃物进行有机酸发酵的发酵过滤液，所述有机废弃物包括回收粪便、家畜粪便、原垃圾、食品加工废弃物。

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