[发明专利]通过生物处理的废水净化方法和设施

说明书

技术领域

本发明涉及通过应用微生物群的生物处理的废水净化方法，用以清除碳和 氮、甚至磷，一部分微生物固定在可移动的固体载体上并构成一个流态化的固 定生物量。

背景技术

水的生物处理目标在于通过具有不同代谢谱系的细菌群的新陈代谢的活 动，清除碳、氮、甚至磷。这些特征要求一些运行条件，特别是特定的液力和 生物停留时间，这需要工程量的倍增。这作为缺点造成建筑成本上升并占用大 量土地。

生物方法的开发允许以固定在可移动的固体载体上的生物膜的形式发育， 特别是正如EP 0575314所示出的，这使得可以以规模更小的处理工程来针时 小质量负载的情况。该清除的负载用每天的物质的kgDCO/m³表达。另一方面， 氧的供应量加大到超过新陈代谢的需求，以便允许反应器中载体良好的均质化。 载体高昂的成本在设备建筑总成本中占非常大的一部分，并往往成为该方法推 广的限制。清除氮的条件还要求加入外部碳(甲醇类型)，以便满足去氮作用的 效率，这使经营成本提高。

为了克服上述缺点，已经对传统的活化泥浆法提出不同的替代方案：例如， 在生物反应器中或在泥浆的再循环上加入膜的方法。

这些方法需要很大的洗涤阶段，损害总的效益。

碳的部分以可溶于水和溶解于水的形式存在，并用DCO(化学需氧量)估 计。在好氧的条件下或在硝酸盐存在的情况下，异养菌能够消化这种碳，于是， 允许产生水介质的去氮作用。按照反应器中的DCO/生物量比率，其需氧量或 大或小：当该比率低(质量负载小)时，降解同一数量DCO的需氧量比该比 率高(质量负载大)时约高40％。于是，在质量负载大的条件下消化碳更经济。 应该注意的是，在这些条件下，清除碳的效率约为75％至85％。

氮的处理需要被称为硝化的第一步，包括对亚硝酸盐和/或硝酸盐形式的铵 进行生物氧化。实现这个步骤的细菌的繁殖率低，需要在该系统中保持一段长 时间，而且同时造成质量负载小的状态。称为去氮作用的第二步需要用于实现 气体氮中亚硝酸盐和/或硝酸盐的还原的可用的碳。去氮作用的动力与硝化为相 同数量级。

在质量负载小的条件下，碳的高效处理不总是与去氮作用兼容的，并引起 例如甲醇形式的外部碳的加入，除增大经营成本外，在工作站的周围地区的安 全方面还成为重大约束。

发明内容

本发明的目的尤其在于，优化反应器的容积和氧的供应。

这个优化是通过自由培养的大质量负载的条件和小质量负载条件下的通过 流态化固定生物量的氮处理的结合而获得的。自由培养是从泥浆浮选系统出发， 以大于10m/H的速度在一个工程中实现再循环。控制再循环，使得浓度与使用 的浮选系统兼容。

按照本发明，通过应用具有不同代谢谱系的微生物群的生物处理的废水净 化方法，用以清除碳和氮、甚至磷，一部分微生物固定在可移动的固体载体上 并构成一个流态化的固定生物量，其特征在于：

-另一部分微生物是自由的，用于活化泥浆型处理，

-设置不通气的第一处理区，后面是通气的第二处理区，

-对处理后的废液进行速度大于10m/H的浮选固/液分离，和

-通过浮选回收的一部分泥浆再循环到活化泥浆处理，控制这个再循环， 以便使经过液/固分离后的废液MES(悬浮物)的浓度与使用的浮选兼容

最好，将自由培养下大质量负载的条件和在小质量负载条件下的通过流态 化固定生物量的氮处理进行结合。大质量负载最好对应于一个大于 0.4kgDBO₅.kg^-1MV.j^-1的负载。

有利地，控制浮选回收的泥浆到活化泥浆处理的再循环，以便使经过浮选 处理后的废液MES浓度保持在0.3g/L和1.5g/L之间。

可以规定，该不通气的第一处理区是一个大负载下的乏氧处理区，以便主 要通过异养菌的作用清除大部分的碳和一部分氮，后面是通气的第二处理区， 用以清除氮。

该两处理区在物理上可以是分离的。

该通气的第二处理区中产生的一部分硝酸盐可以再循环到第一乏氧处理 区。

有利地，测量第一大负载乏氧处理区中MES的浓度，并控制浮选回收的 泥浆的循环比例，以便使MES的浓度维持在希望的范围内。