[发明专利]通过监测耗氧量速率来控制废水处理

说明书

本发明总的来说是关于改进废水处理技术，尤其是关于利用微生物和在间歇曝气间歇倾析、容积可变的活性污泥的反应器中对微生物代谢活性予以控制的装置的废水处理工艺。更具体地，本发明是关于控制悬浮生长微生物代谢活性的一种方法和设备，根据测定池内生物物质(biomass)的耗氧速率从而控制供氧以达到从废水中去除碳或含碳材料(以化学需用量，生化需氧量COD，总有机碳量BOD，TOC计)、去除氮(以总(TKN)NH₃-N，NO₂-N，NO₃-N计)和去除磷(以PO₄计)等物质。本发明特别应用于处理生活污水、工业废水及其混合污水。本发明着重说明通过优化单活性污泥过程中所用的微生物的代谢活性以达到最大速率地去除废水中的生物可降解物质。已认识到，在所有微生物同生群中至少需要有四大类微生物参与废水处理过程。主要分为最终(net)去除碳水化合物的微生物；能将含氮化合物氧化为硝酸盐氮的微生物；能将硝酸盐反硝化为氮气的微生物以及能参与强化生物除磷和将易降解挥发性固体物质转化为溶解性基质的微生物。在构成生物物质的总同生群中，微生物种群可多达20000种。

尽管本发明在描述时将针对生活污水和工业废水的处理及其处理方法，但本技术熟练人员应该认识到，该发明将不仅仅限于这些应用，有可能应用于处理任何生物可降解的废水或者任何类型的包括含有水和含有特殊污染物的废弃物处理。

传统活性污泥处理需要一些具体的监控参数，在此基础上建立工艺控制方法以满足处理要求。典型地，对于本领域技术人员是已知的，这些测定包括进水和出水的总生化需氧量(BOD)、总化学需氧量(COD)、溶解性BOD、溶解性COD、总氮量(TKN)、有机氮、硝酸态氮、正磷酸盐浓度、总磷酸盐浓度、pH值、碱度。在曝气池池子中的测定包括溶解氧浓度、混合液悬浮固体物浓度、混合液挥发性悬浮固体物浓度、污泥沉降体积、生物物质可降解所占的比例(对生物物质经过28天需氧消化而测得)。一些简单的参数包括测定潜在氧利用率和实际氧利用率往往用于可变容积单活性污泥反应器的自动控制和运行，以得到很高浓度的碳、氮、磷等物质的去除，同时不产生污泥膨胀。

本发明系活性污泥污水处理技术、其构造为完全混合式操作的主反应器。尽管在本发明中可变容积间歇曝气间歇倾析分批进料的工艺操作将作为优选的具体实施方案予以说明，但该技术也适用于容积恒定的连续曝气的完全混合式操作。本发明的关键词为分批进料、间歇曝气、完全混合、反应器池子。在本发明中可能会有多个串联活性污泥反应器，反应器之间通过管道或其他方法相互连通，在所述反应器之间设或不设使流体中断设施。串联反应池的最后一个反应池称为主反应池，生物处理的出水即从主反应池中排出。对于本领域熟练技术人员是很明显的，该反应器也可以采用斜坡墙的塘式构造，墙体可以采用土墙、混凝土稳定墙、内衬薄膜的或混凝土墙或采用传统的加固钢筋混凝土墙以及钢结构池子形式。需要指出尽管可能会优先考虑某些池子形状及其池子的尺寸比例，根据本发明的说明书，本技术可应用于任何几何形状的池子(方形，矩形，圆形)。