CN85108394A - 污水处理装置 - Google Patents

Abstract

一种处理段多于一个的污水净化装置，该装置可以设置成几个结构段，其中配有一个机械净化段，在全组合形式时，至少还有一个后续生物净化段。污水收集总管(1)位于机械净化段之前。该机械净化段包括一个耙式之类的初步净化设备(2)，一个带有曝气设备(4)的砂槽(3)，和一个带有淤渣排出口(6)的中间澄清槽设备(5)。在安装后续生物净化段(8)之前，该机械净化段可作为基本结构段而自行运行，而在安装后续生物净化设备之后可与生物净化段联合运行。砂槽(3)的容积相当于每个居民至少需要6升，最好是8升的容积，并且作为吸附段而使用的。

Description

污水处理装置

本发明是关于处理段多于一个的情况下适行的污水净化装置，该装置设置有多个结构段来进行处理，即一个机械净化段和在全组合的情况下，至少有一个后续生物净化段，该装置中污水收集总管是设在机械净化段的前面，而机械净化段包括有一个耙式或类似型式的初步净化设备，一个带有曝气设备的砂槽和一个带有淤渣排出口的中间澄清槽。机械净化段也可以在安装后续生物净化段之前而自行独立地作为基本结构段而运行，并且可以在安装后续生物净化段之后与生物净化段联合进行运行。

在已知的类似活水净化装置中，砂槽箱的容积相当于每个居民所需的容积，最大为4升（这里及下面所说的“居民”也是代表“等效居民”）。曝气并不是把砂槽变成一个明显活化槽。为了在曝气了的砂槽中产生特殊的生物操作条件，不要把活化了的淤渣有控制地排出。虽然基本结构段作为第一结构段，但是总起说来它仍然是一个机械净化段。它所能达到的净化效率是不高的，并且远低于30%。利用机械净化段作为基本结构段与其说是在污水处理中所要推荐的一种装置倒不如说是一种权宜措施。如果添加一个或几个生物净化段作为另外结构段，那么为了进行联合操作，需要考虑总的建造费用，例如，在联合操作时，每个居民大约需要179升容积，其净化效率约为93%。作为已知实际应用的一部分，装在上述机械净化段之后的第一个生物净化段是一个低负荷的处理段。

另一方面，在已知的装有多个生物段的污水净化装置中（见西德专利2640875和3117805），第一个生物段是作为一个吸附段以淤渣负荷量为2到12的高负荷下进行操作，而第二个生物段是在低负荷下进行操作（这里及下面所指的淤渣负荷量是以“kg·BOD/kg干物质·天”来表示的）。在吸附将淤渣保持在初始相。该初始相看来是使被酶作用物进行呼吸的相，而在被酶作用物进行呼吸中形成了分解被酶作用物所需的酶。因此该初始相是边界区，在该区中被酶作用物的呼吸刚开始，但还不显著。为了在该条件下保持第一活化段的淤渣，需要一个淤渣少的处理段和相应地从中间澄清槽中有控制地除去过量的淤渣。结合所述的第一活化段所需容积，可以看出，该段的主要作用是吸附高分子化合物或使其絮凝，而没被分解的这些化合物将与中间澄清槽中的淤渣一起被排出，这样就节省了相当的能量，否则就需要消耗这些能量去分解这些化合物。因此，如果在淤渣负荷量约为0.15情况下进行操作话，那么低分子量的化合物和易分解的化合物可以在第二个活化段中通过生物作用而很容易地、并迅速地得到分解。因此在这两个活化段中，完全不同的操作机理同时起作用。至于所采用的初步机械净化段与以前的一样。

在发明是基于这样的认识，即吸附工艺可以在结构和操作上对进一步开发污水净化装置起重要作用，该污水净化装置可以设置为几个结构段而投入运行。至今净化装置并没有按照吸附工艺的特点来进行安装和运行。

本发明的目的是要开发刚才所述的那种类型装置。这种装置即使作为基本结构段而自行适行时也能达到大约30%和比这还要高得多的净化效率，而在进一步扩展组合之后以及在每一居民所需的总容积只有100升或更少的情况下，则采用联合适行所达到的净化效率至少等于或甚至大大超过已知方法的净化效率。

按照本发明，砂槽的容积相当于每个居民至少需要6升，最好是8升这样的容积。设置砂槽是为了作吸收段用。即作活化段用，它是在曝气和/或有时未曝气状态下进行操作，淤渣负荷量LDS等于或大于2（LDS＝Lv/DS，其中Lv代表体积负荷量，以kg·BOD/m³·天表示;DS代表干物量，以kg/m³表示），并且可以通过中间澄清槽和由此排出淤渣将淤渣保持在初始状态。在吸附段中的氧含量要保持在0.5-1.0毫克/升范围内。

本发明利用这样的事实，即按照所述的方式，这种已知装置的砂槽可以作为吸附段来操作。当单独运行时，它只增加了总的污水净化装置建造费的2%左右，而都能获得30%或更高的净化效率。如果采取这样的设计，即将淤渣循环设备与中间澄清设备或淤渣排出口相连接，并且把最少20%，最好是把约40%到50%从中间澄清槽排出的淤渣送入污水收集总管，那么当该设备单独运行时，所得净化效率可高达60%，而所花的附加费用很少。在机械净化段前头适当距离处，但无论如何是在砂槽之前进行淤渣返回操作，当该设备单独运行时，如通常那样，可以把过量淤渣输送到化粪池。然而以下这种可能性也是存在的，即当该设备单独运行时，为了在没有化粪池的情况下作进一步处理，可以把没有被循环的淤渣送到加有钙盐或铁盐（或其它可调节的物质）的设备中去，然后再送到箱式压滤机。此外，当该设备单独运行时，可以把来自中间澄清槽的污水直接送到农作物灌溉设备和/或施设备。

如果按照本发明设置好基本处理段，那么其它设施可以各种方式安装。这些可能的安装方式之一的特征在于，在联合操作的情况下，装有作为第二结构段的后续生物净化段，并且把它作为淤渣负荷量LDS为0.15到1范围内的一个活化槽与中间澄清槽设备的出口相连接。它还装有一个带污水排出口的最终澄清槽设备。然后，按其装填情况，可以把体积负荷量为0.2到2或更高的滴流式过滤段作为另外一个结构段而设置在中间澄清槽与第二个结构段的活性段之间。如果装填是碎石，那么体积负荷量将不超过2，但是如果它是可塑体，那么体积负荷量可以大至6。另一种可能方式的特征在于，在联合运转情况下，设置后续生物净化段作为第二个结构段，并且作为一个带有淤渣负荷量为0.05到1的后续活化槽的滴流式过滤段，而这活化段与一个带有淤渣出口的最终澄清设备相连接。把滴流式过滤段直接与最终澄清设备连接起来也属于本发明的范围。在所有情况下，在基本结构段或吸附段中的污水不仅受到所述的净化，而且就送往后续段的排出物而言，也受到有效处理或为进一步净化作准备，在其性质上类似于“裂解”。

当只有细菌占优势时，具有高淤渣负荷量的基本结构段将特别有效地起作用。这可从以下事实中得到更好确证（参看德国专利3317371），即吸附段用原核生物细胞作为工作生物量进行操作，并且把在1立方米吸收段中至少含1%（重量），最好是含5%到15%（重量）的2作生物量的原核生物细胞和作为补充工作生物量的流入的原污水一道连续地引入到该吸附段中去。在这方面把基本结构段/吸收段和后续段之间的细菌群体进行严格分离是有好处的。然而，如果在联合操作时把从最终澄清设备中除去的至少一部分过量淤渣通过适当的送回设备再被重新引入到砂槽中起吸附段作用的活，可以得到好的结果。事实上，试验已经表明，正如吸附段的说明那样，具有高的淤渣负荷量LDS，并且只有细菌占优势。因此在吸附段中的淤渣处理比在后续的低负荷活性段高6到9倍。按照本发明，在吸附段和相应地在净化装置的基本结构段中没细菌的原核生物比例是相当低的。在后续活化段中细菌数目与吸附段中的近乎相同，但是通常在后续活化段中细菌的活性显著减小。这些特征，尤其是随着淤渣处量增加7到10倍，尽管来自最终澄清设备的过量淤渣可再循环，高的含细菌的淤渣处理量看来都会造成原核生物数目变稀少，并由此使来自吸附段的细菌群体中的原核生物变弱和冲洗掉。在这些吸附段的与细菌显著有关的群体中，生物生存的机会是很小的，因此通过与输入的原污水一道列入所需的原核生物细胞，可以实现所述的淤渣返送。

总之，所得的好处将从下面看到，即按照本发明采用的污水净化装置，即使当基本结构段作为第一结构段单独操作时，也可达到大约30%或更高的净化效率，而所花的附加结构费用最少。只要通过再循环淤渣，这样净化效率可以增至60%左右。在进一步扩展以后，在联合操作下，以及在每个居民所需的总容积量仅仅约100升或更少的情况下，所得净化效率至少等于或者甚至大于已知类型装置的净化效率（后者每居民需要179升容积）。另外一些好处可以综合如下：首先，与已知方法相比较，在机械净化的效率方面，第一结构段的净化效率实际上是增加一倍。另外的生物段可以在后面毫无困难地设置起来，因此通过这种后续设备，并配以联合操作，实际上可使最终净化效率达到所希望有的高效。如果人们仅用第一结构段工作，即采用接本发明所设计的基本段工作，仍然需要添加钙盐或铁盐，或者采用其它沉降剂，以便在箱式压滤机中可以对淤渣进行进一步处理。生产可燃性滤饼也是可能的，这滤饼能从淤渣中获得的能量可能是从化粪池中提取甲烷所得能量的二倍。甚至基本结构段也允许利用所有微生物反应装置，它能使细菌菌株变种得到继续改进，并由此在突然最高负荷的情况下确保该过程能有更好的稳定性。在此农业为基础的那些国家里，特别是在缺乏污水的那些地区，只要通过本发明的基本结构段来生产处理得很好的、有营养的水，而这水既用来施肥也用来灌溉。此外，还可生产甲烷气、并利用化粪池把富有营养的淤渣堆积起来供农业用。

现在通过举例并参阅所附的原理流程图来介绍本发明和其改良方法的实施例。

图1表示本发明的一个全组合的污水净化装置;

图2表示放大的图1装置的基本结构段;

图3表示按照图2扩展了的基本结构段;

图4相当于图1，但它表示一种已知的污水净化装置;

图5也相当于图1，但它是表示本发明的另一种形式结构的污水净化装置。可以设置起来图1，4和5所表示的污水净化装置，并以几个结构段投入使用，而且以几个功能段进行运转。基本结构是由一个机械净化段和在充分扩展的条件下至少一个生物净化段所组成。由粗线1所表示的污水收集总管位于机械净化段之前。该机械净化段包括一个耙型或类似型式的初步净化设备，一个配有曝气设备的砂槽3和配有淤渣排出口6的后续中间澄清设备5。所以称谓“中间澄清设备”是因为在这种装置的全组合情况下这种澄清设备起着中间澄清槽5的作用。该机械净化段可以独立和自行地作为基本结构段进行操作，即在后续的生物净化段设置之前就可作为基本结构段进行操作。在安装后续生物净化段之后，该机械净化段可以与后续生物净化段结合起来进行操作。

图1和图5表示本发明的全组合装置。而图4则表示已知的结构型式。通过比较检查本发明装置的砂槽3和现有技术装置的砂槽，可以看出本发明装置的砂槽3比较大。在图1和图5中，砂槽的容积相当于每个居民需要至少6升，最好是8升的容积。在图4中每个居民所需这种容积约为4升。在图1至图3和图5中所装备的砂槽是用作吸附段用的。这就是说，在需氧的和/或附加的氧范围内砂槽3起着一个活化段作用，其淤渣负荷量LDS等于或超过2，而在起吸附段作用的砂槽3中通过中间澄清槽5和作为其中结构一部分的排出口6可以将淤渣维持在初始相。因此，如果基本段自行运转，那么净化效率可达33%左右。实际上这相当于现有技术装置（看图4）的基本结构段自行运转时所得净化效率的二倍。然而，与总投资相比较，建造费用仅增加2%。图3表示这样可能性，即只要用很少的附加费用，而净化效率改进最大可达60%左右。这可以看出，在基本结构自行运行场合，在中间澄清设备5（或其淤渣排出口6）旁安装淤渣循环设备7，以便把至少20%，但最好是大约40%-65%的、从中间澄清槽5排出的淤渣引入到位于砂槽3之前的污水收集总理中。可以在距砂槽3之前800-1000米处进行返料。

图1表示，在联合操作情况下，后续生物净化段设置成带有活化槽8的第二结构段，淤渣负荷量在0.15到1范围内，这活化段8与中间澄清设备5的出口管9相连接，并且配备了一个带有淤渣出管11的最终澄清槽设备10。图上没有表示出，作为另外结构的滴流式过滤器可以位于中间澄清槽设备5和第二结构段的活化槽8之间。图5表示，在联合操作情况下，后续生物净化段设置成第二结构段并作为滴流式过滤器12，后接着为上述淤渣负荷量而装备的活化槽8。这活化槽8是与配有淤渣排出口11的最终澄清槽设备10相连接的。按照图1和图5的结构形式，细菌群体的严格分离是在作为吸附段操作作的基本结构段与后续活化段之间进行的。而这并不是绝对必需的。在在联合操作情况下，如在图5中用链点线所表示的那样，从最终澄清槽设备10排出的那部分淤渣通过适当循环设备13实际上又被重新引入到作为吸附操作的砂槽3中。按照图5的结构形式，超过最终澄清槽设备10的流出物可以通过一根单独返料管输送到污水收集总管，其量5倍于流入量，目的是为了进行脱氮和/或进行稀释。

Claims (11)

1、一种处理段多于一个的污水净化装置，该装置可以设置成几个结构段，其中配有一个机械净化段，在完全组合的形式时，至少还有一个后续的生物净化段，在该装置中污水收集总管位于机械净化段之前，而机械净化段包括有一个耙式之类的初步净化设备，一个带有曝气设备的砂槽和一个带有淤渣排出口的中间澄清槽，该机械净化段也可以在安装后续生物净化段之前作为基本结构段而自行独立运行，并且可以在安装后续生物净化段之后与生物净化段联合运行，砂槽的容积相当于每个居民至少需要6升，最好是8升的容积，它是用来作吸附段的。

2、按照权利要求1中所述的污水净化装置，其特点在于当单独和联合运行时，把至少20%的，最好是大约40%-65%的从中间澄清槽排出的淤渣送入污水收集总管的淤渣循环设备是与中间澄清槽设备或其淤渣排出口相连接的。

3、按照权利要求1或2中所述的污水净化装置，其特点在于装置，其特点在于当单独运行时，在没被循环的淤渣需要进一步处理又没有化粪池的情况下，可以把它输送到添加有钙盐或铁盐的设备中，然后再送入箱式压滤机。

4、按照权利要求1至3中任一项所述的污水装置，其特征在于当单独运行时，可以把从中间澄清槽出来的流出物送到农作物灌溉设备和/或施设备。

5、按照权利要求1或2中任一项所述的污水净化装置，其特征在于当联合运行时，安装后继生物净化段作为第二结构段而设置，淤渣负荷量LDS在0.15-1范围内，该生物净化段与中间澄清槽出口相连接，并配有一个带有淤渣排出口的最终澄清槽设备。

6、按照权利要求5中所述的污水净化装置，其特征在于在另外结构段中，按其装填情况，具有体积负荷量为0.2-2或更多的滴流式过滤段设置在中间澄清槽设备与第二结构段的活化段之间。

7、按照权利要求1或2中所述的污水净化装置，其特征在于当联合运行时，后续生物净化段设置成第二结构段和一个滴流式过滤段，后者接着一个体积负荷量等于或大于0.15的活化槽，该活化槽与配有淤渣排出口的最终澄清槽设备相连接。

8、按照权利要求1至7中任一项所述的污水净化设备，其特征在于当联合运行时，可以把从最终澄清槽设备排出的一部分淤渣通过适当的循环设备重新引入到作为吸附段运行的砂槽中。

9、按照权利要求1至8中任一项所述的污水净化设备，其特征在于吸附段用原核生物细胞作为工作生物量进行操作，并且在1立方米吸附段中至少达到1%（重量）工作生物量的原核生物细胞与作为补充生物量的流入的原污水一起被引入到吸附段中，该原污水中原核生物细胞的量最好是每立方米5%-15%（重量）。

10、按照权利要求1至7和9中任一项所述的污水净化装置，其特征在于细菌群体的严格分离是在吸附段和后续段之间进行的。

11、一种污水净化装置，该装置基本上可参阅附图1-3或图5来叙述。

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