[发明专利]在各个阶段包括特殊处理的SAF系统和方法

说明书

本发明涉及用于废水处理的一种方法和一种系统。

目前，用于如工业废水或市政污水净化的大多数系统中均采用基于生物制剂的方法。一大批系统是使好氧菌和氧气与废水中的污染物密切接触。这些细菌至少可以利用污染物中的一部分作为营养物质用于呼吸作用和生长。目前在全世界广泛应用的有两种主要类型的系统，加上由此衍生出来的处理系统。

第一种主要类型的系统被称为“活性污泥”系统。细菌包含在被称作污泥的絮状颗粒悬浮液体中，这些污泥和引进的废水混合。空气或氧气扩散到这种连续流动的混合物中，它们在一个或更多曝气池中停留足够使细菌吸收或者氧化废水中营养物质的一段时间。随后这些絮状物在一个重力沉降池中进行浓缩。一个清洁、纯净的水流从这个池体的顶部流走，而浓缩的絮状物(活性污泥)被循环到系统的前面与引进的废水混合。象这样的停留时间和污泥回流程度允许一个特殊的细菌种群发展起来，形成活性污泥。

第二种主要类型的系统被称为“滴滤器”系统或“生物过滤器”系统。在这里废水分布在载体床的表面，然后废水透过载体床向下和横向“滴流”或过滤。载体由具有足够大尺寸的单个元件或表面组成，并且设置成使空气以一个连续相的形式被自然对流引入床体中。在液膜下面的载体表面上生长了一层细菌膜，在这里发生净化作用，同时被称为“生物膜”的细菌和更高级生物层生长得越来越厚直到向下的废水流的力量破坏了该层的一部分，并且将其清理出床体进入一个重力沉降池。从该池顶部流出的水流是经过净化的废水，而剥落的膜体以污泥形式沉降并聚集在池体的底部，从那里定期的排出。与上述活性污泥系统的区别在于，生物膜并没有循环回流，而是保留附着在载体上，直到滴流液体的剪切作用将其剥离。而且空气是通过自然对流引入的，而不是像在活性污泥系统中一样通过强制对流引入。

采用这两种主要类型系统的发展或衍生形式可以得到较好的出水水质和/或较低的运行费用和/或强化的较小的单元。

采用的两种混合衍生系统被称为“生物曝气浸没过滤器”(BAFF)系统和浸没曝气过滤器(SAF)系统。

BAFF系统采用细小的塑料或无机材料载体颗粒，细菌在其上生长。空气直接供给床体，但由于载体小到足够通过物理过滤和吸附来保留从细菌膜上剪切下来的或是包含在废水中的任何固体，因此无需沉降阶段。由于保留的固体达到堵塞载体元件间空隙的程度，最后通过床体的废水流的压降变得太高，就需要一个清洗系统来去除床体内积聚的固体。在一个被称为Biodead^TM(大不列颠联合王国注册商标1429397)并在EP-B-0533754中公开的系统中，采用一个加速的空气流使载体运动起来，这样就使载体得到了清洗，尤其是通过剪切和摩擦破坏了生物膜。

SAF系统采用由大颗粒(以不规则形状的固体块或塑料环形式)或固定表面的排列构成的较大载体。这样的大颗粒可能具有的尺寸例如为20mm至60mm之间。再一次的，空气在压力作用下从载体床下部引入，用于好氧生物处理的曝气。由于载体的尺寸太大，因此固体过滤极少。取而代之的是固体通过入流的剪切作用被从生物膜上侵蚀下来，然后从载体床中去除，并向前进入一个重力沉降池，在那里固体分离出来，经过净化的废水从顶部流出。因此在正常运行过程中是不需要载体元件清洗系统的，这进一步使SAF系统区别于BAFF系统。

一个BAFF系统(如WO91/18658中的)和在此公开的SAF系统的一个本质区别在于，BAFF系统主要由于具有较小的载体(在WO91/18658中揭露的优选最大尺寸是3mm至5mm)，因此在一个单独的阶段完成了多种处理形式，如生物和固体去除。如果加上一个进一步阶段，则在那个阶段进一步完成多种处理。在SAF系统中，主要由于它的较大的载体和完全混合水力条件(与活塞流水力条件相反)，在曝气时在一个单独的阶段只能完成一个单独的生物处理形式，并且在一个好氧生物处理中不能保留固体；实际上固体被加入到了出水中。

尽管SAF系统应当可以自净，但由于超负荷或惰性材料如纤维或塑料碎石的积聚，经过一段时间后载体床可能会被堵塞。这种风险也要求载体元件必须大而且是敝形结构的，以便使堵塞最小化。较小的载体元件在短期内会比较有效，这是由于较小的载体元件单位体积的较高表面积和载体元件间的较小生境会允许更多的细菌和更高级的生物保留在生物膜中，这将加快净化速率。在较长的运行时间内，由于堵塞问题，小尺寸载体元件是不实用的。