[发明专利]操作废水处理系统的方法以及相关联的控制系统

说明书

本发明属于废水处理领域，特别地涉及操作废水处理系统以用于在全规模好氧颗粒污泥系统的启动中实现快速颗粒化的方法。本发明还利用氧化还原和磷酸盐测量来控制废水处理期间好氧阶段的曝气率。本发明还可以用于最佳控制用于碳和强化生物除磷的好氧颗粒污泥系统，同时防止硝化并且因此防止脱氮。

技术领域

本发明属于废水处理领域、特别地涉及操作废水处理系统以用于在全规模好氧颗粒污泥系统的启动中实现快速颗粒化的方法。本发明还利用氧化还原和磷酸盐测量来控制废水处理期间好氧阶段的曝气率。本发明还可以用于最佳控制用于碳和强化生物除磷的好氧颗粒污泥系统，同时防止硝化并且因此防止脱氮。

背景技术

本发明属于废水处理领域。废水处理通常涉及几个阶段。在初级处理期间，重固体可以沉淀在池的底部上，而轻油质材料可以积聚在水的表面上。重固体和轻质油可以被去除，并且经初级处理的废水可以经受二级处理，在二级处理中，溶解和悬浮的生物材料可以被去除。二级处理通常可以使用使存在的生物材料转化成污泥的微生物进行。通常，二级处理还可以包括去除诸如磷酸盐和硝酸盐之类的污染物，并且可以与三级处理结合以进一步改进所获得的处理废水质量。废水的二级处理通常涉及厌氧区、缺氧区和好氧区，其中，废水与活性污泥接触。存在于污泥中的微生物实现了污泥生长，其中，有机物被转化为污泥。剩余污泥可以通过沉淀与经处理的水分开，并且随后作为废物从废水处理厂排出。然而，近来的改进设法把污泥当作宝贵的资源使用。

在生物废水处理系统的启动之前，通常向反应器添加接种污泥。启动周期可以限定为从最初的接种以及开始处理废水直到其中所有预期的废水可以通过该系统处理的稳定的处理能力的周期。这种启动周期通常涉及接种污泥的适应环境以及反应器污泥浓度达到可以通过该系统处理所有预期的废水的水平的增加。这种启动周期通常被称为生物处理系统的工艺调试。

对于好氧颗粒污泥系统，颗粒接种污泥可以用于启动，然而，充足的颗粒接种污泥经常难以获得并且费用昂贵。好氧颗粒污泥系统的替代方案是以更容易获得的絮凝性接种污泥(活性污泥)启动，并且随后施加在系统进程的启动时引起颗粒化——颗粒污泥的形成——的条件。该颗粒化过程可能需要相当长的一段时间——大约3个月至12个月——以从反应器中的絮凝状接种污泥的大约1gMLSS/l至2gMLSS/l的浓度到颗粒污泥的大约6gMLSS/l至12gMLSS/l(系统的总设计能力)。

在废水处理期间测量或监测浓度以及其他参数在现有技术中已经发展成熟。这些参数经由可以在废水处理过程中广泛使用的仪表装置来测量。使用这样的仪器来控制生物处理系统、并且特别地控制对处理系统的曝气输入已经发展成熟。

例如从WO 2008/141413已知废水处理的过程，其中，在厌氧区和好氧区下游的废水和污泥的混合物被引导至不连续操作的快速沉淀器。沉淀的污泥被转移至厌氧区，并且混合物的剩余物被引导至第二沉淀器。在US 2014/0144836中描述了一种替代性废水处理系统，其中，在该过程中形成的污泥的一部分经过重量选择器。重污泥被馈送返回至该过程，而轻污泥经受后处理。污泥和水的混合物的剩余部分被引导至沉淀器，并且沉淀在该沉淀器中的污泥被重新循环至处理过程的开始。

AU 2011223510描述了一种用于好氧颗粒反应器的快速启动的方法，该方法涉及使用从另一操作的反应器提取的颗粒的碎片。这种方法需要颗粒接种污泥的源并且对于大型全规模反应器而言是不实际的。