[发明专利]用淤渣颗粒处理废水的方法

说明书

本申请是申请日为“2003年09月16日”、申请号为“03821977.8”、发明名称为“用淤渣颗粒处理废水的方法”的专利申请的分案申请。

本发明涉及含有机营养物的废水的处理方法，其中使废水与含微生物的淤渣(sludge)颗粒接触，将含氧气体供入到该淤渣颗粒中，并且该方法进一步包括淤渣颗粒的沉降和贫有机营养物的废水的排放。

这种方法在本领域中，例如根据US3864246是已知的。将具有高比例生物需氧量(BOD)的废水与淤渣絮凝物混合，使如此获得的含淤渣絮凝物的废水与氧气(空气)接触。所选条件增加淤渣絮凝物(也就是说，生物物质颗粒)的生长，其生长具有改进的沉降性能。这降低从废水中分离提供生物分解的微生物(尤其细菌)所需的时间。

BEUN J J等公开了在连续的间歇气升式反应器中的有氧粒化，其中在强烈混合的同时培养有氧粒状淤渣。

DANGCONG P等公开了在连续的间歇反应器中观察有氧粒状淤渣，其中在所述反应器内供入含乙酸钠作为有机底物的合成城市废水，和控制溶解的氧气(DO)在较低的浓度下。

MORGENROTH E等公开了在实验室规模的连续间歇反应器(SBR)中在有氧条件下培养颗粒。

BEU J J等涉及在粒状淤渣的连续间歇气升式反应器中除去氮。

EP-A-0776864公开了水的有氧生物纯化方法。

已知方法尽管具有改进的沉降速度，但缺点是该方法的实现要求相对大的表面积，也就是说，大规模的纯化占据令人讨厌大的空间。

本申请的目的是改进该方法，同时与已知方法相比，占据较少的空间。

为此，本发明的特征在于：

-在第一步中将废水供入到淤渣颗粒中，

-供应完待处理的废水之后，在第二步中引入含氧气体，同时颗粒处于流化状态下，和

-在第三步沉降步骤中允许淤渣颗粒沉降。

这允许在相对有限的反应器体积内进行该方法。这可将占据的空间降低到1/5。所需的反应条件促进淤渣颗粒(与淤渣絮凝物相反)的形成且沉降性能优异。此外，第一步的条件贫氧，而且实际上，它们是厌氧的，因为不存在外加的氧气。在第一步中，淤渣颗粒从所供应的废水中吸收有机营养物，并且它们以聚合物如聚β-羟基丁酸酯的形式储存在微生物内部。如果在第一步供应氧气的话，则其一定不能在防碍有机营养物储存的用量内。在第二步中，在有氧条件下发生所储存的有机营养物的分解。另外，第二步的有氧步骤可使可能存在的铵盐进行分解成硝酸盐。在第二步中，淤渣颗粒内部也是厌氧的，这里是利用硝酸盐分解所储存的有机营养物的地方。这产生氮气，从而导致废水内氮含量的有效下降。为了清除将要分解的氮化合物，第二步中的氧浓度小于5mg/ml，和优选小于2mg/ml。按照这一方式，可避免使用前置或后置的反应器供除去氮化合物，或者可以减小其净化能力，这意味着节约成本。本发明还使得可能清除磷酸盐。为此，在非第一步的步骤中，和优选在第二步最后或者在第三步开始的时候，除去淤渣颗粒。令人惊奇地，恰巧在本发明的条件下，磷酸盐累积的微生物没有被竞争出局(compete out)。在纯化车间的淤渣内可找到本发明方法所需的所有微生物。它们不需要分离，因为所规定的条件确保这些微生物构成淤渣颗粒的一部分。与根据例如US3864246中已知的条件获得的淤渣絮凝物(参见图1)相比，本发明的条件导致形成显著较大和具有较高密度的淤渣颗粒，其沉降速度为＞10m/h(与之相反，对于已知的淤渣絮凝物来说，为约1m/h)和淤渣体积指数为＜35ml/g。淤渣体积指数是在沉降1小时之后被1g生物物质占据的体积。对于废水的随后部分的纯化来说，重复步骤1-3(1个循环)。本发明非常适合于处理污水。

在第一步中，废水优选被供入到淤渣颗粒床中，和在第三步中，淤渣颗粒沉降，形成淤渣颗粒床。

这允许微生物暴露于促进颗粒生长的较高浓度的有机营养物下。

根据优选的实施方案，废水以避免床的流化的速度被供入到淤渣颗粒床中。