用于處理廢水的設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于處理廢水的設(shè)備和方法。特別地，所述設(shè)備和方法適于廢水的生物處理，并將在這樣的背景下進(jìn)行描述。
【背景技術(shù)】
[0002]在本說(shuō)明書通篇中，除非上下文另有要求，否則詞語(yǔ)“包含(comprise)”或例如“包含(comprises或comprising) ”的變化形式應(yīng)理解為暗示包括所述整數(shù)或整數(shù)組，但不排除任何其它整數(shù)或整數(shù)組。
[0003]此外，在本說(shuō)明書通篇中，除非上下文另有要求，否則詞語(yǔ)“包括(include)”或例如“包括(includes或including) ”的變化形式應(yīng)理解為暗指包括所述整數(shù)或整數(shù)組，但不排除任何其它整數(shù)或整數(shù)組。
[0004]存在多種用于處理廢水的方法，包括例如活性炭吸收、化學(xué)氧化的化學(xué)方法；或者使用好氧微生物或厭氧微生物的生物方法?；瘜W(xué)方法相對(duì)比較昂貴，并且由于廢水中的有機(jī)污染物的高濃度，可能不是很有效。生物處理由于其成本效率優(yōu)于化學(xué)處理或其它物理方法通常是優(yōu)選的。
[0005]在生物處理中，對(duì)于其中待處理的廢水含有高濃度的有機(jī)污染物(即在大于1，OOOppm的化學(xué)需氧量(COD)水平)的廢水，厭氧處理系統(tǒng)，如上流式厭氧污泥床(upflowanaerobic sludge blanket,UASB)或膨脹顆粒污泥床(EGSB)遠(yuǎn)比好氧處理成本低。這是由于UASB/EGSB在處理高有機(jī)物含量的廢水中的相對(duì)高效率。然而，對(duì)于處理含有低濃度的有機(jī)污染物的廢水，由于效率在低于100ppm的COD水平降低，此類厭氧處理方法未表現(xiàn)出太多優(yōu)于好氧方法的優(yōu)勢(shì)。
[0006]對(duì)于處理COD小于500ppm的廢水，例如城市污水，好氧生物處理是優(yōu)選的。然而，對(duì)于處理COD為500ppm-1000ppm的廢水，部分地由于高需氧量、高生物污泥生產(chǎn)量和高化學(xué)品消耗，好氧生物處理仍然相對(duì)昂貴。對(duì)于用于COD為500ppm-1000ppm的廢水的生物處理系統(tǒng)，存在其中好氧處理方法和厭氧處理方法兩者均非最佳的空白。
[0007]已經(jīng)使用各種系統(tǒng)通過(guò)“組合”或混合好氧處理方法和厭氧處理方法來(lái)填補(bǔ)上述空白。在這些混合系統(tǒng)中，采用具有足夠大容量的均衡池(equalizat1n tanks)來(lái)適應(yīng)廢水的質(zhì)和量的高波動(dòng)。使用均衡池用于廢水處理設(shè)施的目的是減弱有機(jī)物波動(dòng)，以防止生物系統(tǒng)的沖擊負(fù)荷，最小化或控制廢水流速的波動(dòng)。這在工業(yè)廢水處理中特別適合。此類均衡池可操作以均衡流量或濃度，或兩者。就流量均衡而言，累積流量隨時(shí)間的變化是確定對(duì)于恒定排放管線的最大體積的因素。就濃度均衡而言，可使均衡槽/均衡池的尺寸適合以限制排放量從而達(dá)到最大濃度。對(duì)于工業(yè)廢水，停留時(shí)間可從數(shù)小時(shí)到數(shù)天變化。大體積的均衡池可能花費(fèi)高達(dá)廢水處理廠的總民用建筑成本的三分之一以上。因此，需要降低與工業(yè)廢水處理有關(guān)的此類成本。
[0008]常規(guī)工業(yè)廢水處理廠描述于例如美國(guó)專利6，312，599 BI “Method of usingwastewater flow equalizat1n basins for multiple b1logical treatments”和 PCT 國(guó)際公開(kāi) W002/059044 “wastewater treatment process”，以及韓國(guó)專利公開(kāi) KR1020090055160 “Wastewater treatment system and a method utilizing anequalizat1n tank and b1reactor, capable of substantially improving watertreatment efficiency without adding a new reactor，，中。
[0009]盡管上述專利公開(kāi)尋求提高效率同時(shí)不增加成本，但它們通常描述將均衡池直接連接到曝氣反應(yīng)器的方法。然而，在操作中，由于均衡池中的厭氧污泥呈懸浮固體的形式，因此，均衡必須以水力停留時(shí)間(hydraulic retent1n time)非常長(zhǎng)的分批形式或以低效率的連續(xù)模式操作。對(duì)于分批操作模式，在廢水進(jìn)入其中厭氧微生物懸浮的均衡池后，必須停止一段時(shí)間或期間以使厭氧微生物沉降并適當(dāng)?shù)嘏c水分離。對(duì)于連續(xù)操作模式，由于厭氧微生物的連續(xù)洗出，厭氧微生物的量有限并且效率低。例如，如美國(guó)專利6，312，599所提到的，2-6天的廢水流入的流量均衡產(chǎn)生基本上均勻的7天流出。由于均衡池直接接觸下游好氧反應(yīng)器，因此，當(dāng)均衡池傾翻并且厭氧污泥溢流到下游好氧反應(yīng)器時(shí)，好氧反應(yīng)器處的發(fā)泡會(huì)成為問(wèn)題。
[0010]本發(fā)明的目的是至少部分減輕上述問(wèn)題。特別地，本發(fā)明的目的是就好氧反應(yīng)器中的功率和污泥生成而言降低操作處理成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的目的是減輕上述問(wèn)題。特別地，通過(guò)操作上游厭氧處理，就下游好氧反應(yīng)器中的功率和污泥生成而言，本發(fā)明降低操作處理成本。本發(fā)明的實(shí)施方案在可操作以充當(dāng)厭氧水解反應(yīng)器的均衡池內(nèi)安裝澄清器(Clarifier)。均衡池中的澄清器可盡可能多地捕獲厭氧水解微生物并洗出在均衡池中的水條件下不能存活的微生物。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，包括處理廢水的設(shè)備，其包括:均衡池，所述均衡池設(shè)置為接收待處理的廢水，并且除執(zhí)行均衡功能以外，還可操作以充當(dāng)厭氧水解反應(yīng)器；與所述均衡池連接的第一澄清器，所述第一澄清器可操作以將所述廢水與均衡池內(nèi)的厭氧水解微生物分離；與所述第一澄清器連接以接收來(lái)自所述第一澄清器的廢水的好氧生物反應(yīng)器；所述好氧生物反應(yīng)器可操作以進(jìn)一步處理來(lái)自所述第一澄清器的廢水；以及可操作以接收來(lái)自所述好氧生物反應(yīng)器的已處理廢水的第二澄清器，所述第二澄清器進(jìn)一步可操作以將已處理廢水與好氧生物污泥分離；其中將一部分由所述第二澄清器分離的好氧生物污泥循環(huán)回所述均衡池。
[0013]優(yōu)選地，所述均衡池的所述厭氧水解反應(yīng)器功能包括移除化學(xué)需氧量(COD)。
[0014]優(yōu)選地，所述第一澄清器構(gòu)建于所述均衡池中，并且優(yōu)選地，在這種情況下，所述第一澄清器包括用以接收由所述厭氧水解產(chǎn)生的厭氧污泥的第一部分和用以接收已分離的廢水的第二部分。
[0015]優(yōu)選地，所述第二部分呈相對(duì)于所述好氧生物反應(yīng)器位于上游的料槽的形式。
[0016]優(yōu)選地，所述第一澄清器包括用于將已分離的厭氧污泥引導(dǎo)回所述均衡池或引導(dǎo)出系統(tǒng)的潛水栗。
[0017]優(yōu)選地，包括用以防止所述厭氧污泥流動(dòng)到所述第二部分中的擋板。
[0018]優(yōu)選地，所述均衡池包括至少一個(gè)可操作以防止懸浮固體在所述均衡池中沉降的機(jī)械攪拌器。
[0019]優(yōu)選地，所述第一澄清器是使用混凝土、碳鋼、不銹鋼或纖維增強(qiáng)塑料(FRP)形成的。
[0020]優(yōu)選地，所述具有水解功能的均衡池(EQ-H池)可操作地保持在溶解氧(DO)少于0.5ppm的厭氧條件。
[0021]優(yōu)選地，所述EQ-H池的厭氧水力停留時(shí)間(HRT)為6小時(shí)到兩天。
[0022]優(yōu)選地，所述第一澄清器的厭氧水力停留時(shí)間為I小時(shí)到4小時(shí)。
[0023]優(yōu)選地，所述EQ-H池中的混合液懸浮固體(mixed liquor suspended solids，MLSS)為 lOOOppm-lO, OOOppm。
[0024]優(yōu)選地，所述EQ-H池接收pH為5_10的工業(yè)廢水。
[0025]優(yōu)選地，所述均衡池包括檢修蓋(access cover)。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于處理廢水的方法，其包括以下步驟:(a)以厭氧方式用厭氧微生物水解廢水；(b)將已水解的廢水與所述厭氧微生物分離；(c)以好氧方式處理所述已水解的廢水，所述處理形成好氧生物污泥；以及(d)將一部分所述好氧生物污泥循環(huán)以用于步