[发明专利]特别是使用浸没式充气器的、流体特别是废水的搅拌和/或充气方法

说明书

技术领域

本发明涉及流体(特别是废水)搅拌方法，特别是使用浸入式充气器的 流体搅拌方法，所述浸入式充气器具有至少一个安置在载体上的充气装 置。

背景技术

现代废水/污水工厂需要对废水脱氮以达到指定的上限硝酸盐值。脱 氮(换言之，即离解硝酸盐上连接的氧，从而释放分子氮)利用合适的细菌 在缺氧环境(即，反应器中不存在溶解氧)中经过了几个生物阶段。

对缺氧的优化一方面需要剧烈搅拌生物质(细菌)和废水以增大界面 和加速已脱氮介质的释放，另一方面需要存在可降解的碳化合物。因此， 首先“强制”需氧的C降解——简言之，脱氮将氧从硝酸盐中带走。

这一过程目前可通过不同的处理阶段来进行，其中所有这些阶段的 特征都在于创建缺氧环境。根据氮供给中的浓度高低，需要的缺氧体积 通常高达总反应器体积的50％。

但是，一般的废水/污水处理(碳制品的氧化、氨的氧化)总是需要含 氧环境，在该含氧环境中的处理(C和氨的降解)主要是有氧处理，然而在 含氧环境占优势的任何反应器中都是不可能脱氮的。

结果产生了许多克服此问题的方法，其中包括例如，同步脱氮、上 游脱氮及下游脱氮。

在上游脱氮中，通常将回流污泥(生物质与富含硝酸盐的废水的混合 物)单独收集在池中，于该处与富含二氧化碳的水流混合。

在同步脱氮中，所述各种处理阶段都在反应器中同时进行，其中在 空间上(通过明确地对充气进行节流来对池分区)或者在时间上(循环开/关 充气)彼此分开含氧/缺氧体积，当然也可以采用这些处理阶段的组合。

在下游脱氮中，顾名思义，脱氮在实际充气后发生。所有这三种方 法都具有各自的具体优、缺点，特别是下游脱氮如今已经过时了。

总之，可以认为，同步脱氮提供的益处最多，这促成了下述考量：

当对池充气时，C和氨降解(氧化)可正常进行。但是当同时需要脱氮 时，充气则需要局部节流或者完全关闭。然而，为使一定的反应器体积 得到流通，需要临界最小空气供给量来保持生物质平衡以使脱氮可以首 先进行并防止工厂发生故障。

换言之，当完全关闭充气时，需要用搅拌器搅拌池内容物，以确保 与必要的界面传质。该界面传质在实践中是很常见的。但是，如果仅将 充气节流，则可能发生引入的氧量仍然过高的情况，导致没有形成缺氧 区，由此破坏了实现有效脱氮的可能性。在下述情况下尤其如此：废水 供给具有低C浓度。在此流通所需的气流总是超过细菌进行氧化所需的 气流(或氧需求)。

从欧洲专利EP 0 249 172 B1中了解到一种方法， 所述方法利用以循环扫掠方式在池底上方移动的多个底部充气器来对废 水和活化污泥充气并使其流通以达到硝化和脱氮的目的。为此，对某些 底部充气器提供减量的空气供给以在废水或活性污泥中形成略微充气的 区域，从而达到使分区脱氮成为可能的缺氧条件。

该系统的缺点在于，它的许多元件(如压挤阀)易于发生故障。

从现有技术已知有许多不同方式和方法可用于对废水进行充气和搅 拌。

例如，从DE 196 21 116C2(Invent)了解到一种底部分配器 (distributor)，该底部分配器连接至少一个充气用柔性多孔管并且所述底部 分配器被施加了空气，所述底部分配器包含与充气装置互通连接的中空 体。设置这个中空体作为用于充气装置供给的底部分配器。为保持和控 制这种装置在底部附近运行，当在水处理厂中使用时，必须提供合适的 重量以抵消底部分配器中的空腔所引起的漂浮倾向。