专利名称：废水处理设备和处理废水的方法
技术领域：
本发明涉及废水处理设备，其中机械净化装置整合于生物净化反应容器中，以及 净化废水的方法。
背景技术：
废水既是指通过家庭、商业和工业使用受到污染的水，也是指来自居民区的沉积 水。直接将废水引入天然水域会破坏其生态平衡并损害其利用潜力，例如在饮用水获取方 面。为将这些破坏和损害保持在低程度上，废水在排放之前应进行净化。负载有有机物质的地方和工业废水特别是在澄清设备上净化，其中首先对废水进 行机械处理并然后对其进行生物处理。在此，为了机械净化，使废水例如通过格栅设备和沉沙池/集油池以低流速导入 大体积的预澄清池(也称为沉淀池)，在该预澄清池内通过悬浮物的沉淀和/或浮选和/或 通过化学试剂辅助进行预澄清。也可以在特地构建的池或者渠道内进行取代预澄清池的废 水筛滤。提取在预澄清池内或在废水筛滤时产生的由废水内含有的悬浮物组成的初级沉淀 物、进一步处理并在为提高其开始时仅约为2 5重量％的固体份而脱水之后最终清除，例 如通过堆肥、放置或者焚烧。在经过这些机械净化设备之后，废水进入生物净化装置的反应 容器中。例如在EP 1568662中示出了一种澄清设备，其中在膜生物反应器-活化池上游连 接一个过滤装置，其借助筛孔径不足Imm的细筛去除毛发和类似残留物。所述连接在膜生 物反应器_活化池上游的过滤装置布置在一个单独的池内，从该池将经过滤的废水输送到 膜生物反应器_活化池。必要时，在过滤装置与膜生物反应器_活化池之间还可以设置其 他的废水处理阶段，如沉沙池或集油脂分离器。这类澄清设备具有大的面积和空间需求，因为实施单独的机械和生物净化步骤的 有些情况下大体积的装置并排布置。此外，初级沉淀物的低固体份造成其以大体积产生并 需要相应延伸的进一步处理装置和脱水装置。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种废水处理设备以及用于净化废水包括这种废水处理 设备的澄清设备，其相对于现有技术具有更小的面积和空间需求。该目的通过一种废水处理设备得以实现，包括至少一个生物净化反应容器，至少 部分设置在所述生物净化反应容器的平面图区域之上的机械净化装置，和用于将废水通入 机械净化装置内的输送装置，其中，机械净化装置在其至少一个分界面内具有筛孔。废水处理设备的生物净化反应容器可以例如是池或反应器。可以是用于实施活性 淤泥法的不充气阶段或充气阶段的反应容器。此外，可以是在载体固定的流化床中用于实 施好氧活性淤泥法的装置、用于实施厌氧除磷法的装置、用于实施去氮法的装置、或可以是 用于实施生物处理的装置的一部分。
废水处理设备机械净化装置可以包括机械净化的一个或多个单独的装置，例如一 个或多个滚筒筛或者带状筛。这些装置例如可以并联或者串联。机械净化装置的数量及其 连接方式可以视要去除的废水的内容物的类型和量以及废水产生的量而定进行选择。机械净化装置至少部分布置在生物净化反应容器的平面图区域之上。反应容器的 平面图区域是指反应容器在水平面上的垂直投影。对于机械净化装置来说，在这种布置中 必定仅占用小于其平面图区域的面积，因为机械净化装置至少部分设置在本来已经被生物 净化反应容器占用的面积之内。机械净化装置设置在反应容器的平面图区域之上的部分越大，节省的面积也就越 大。向生物净化反应容器输送废水的装置可以例如以管道、槽或渠道的形式实现。因 为输送装置通入机械净化装置内，所以在废水处理设备运行时，废水在经过机械净化装置 并穿过筛孔进入其界面之后才到达生物净化反应容器。相应地，进入生物净化反应容器的 只是在通过机械净化装置和/或穿过筛孔时经过机械净化的废水。由此，生物净化必定分 解更少的有机污染物，其引起定义为BSB5的生物氧需求或化学氧需求(CSB)，这与未整合 机械净化装置的反应容器相比，使得生物净化反应容器可以具有更小的设计布局和更低的 面积和空间需求。机械净化装置也可以完全布置在生物净化反应容器的平面图区域之上。按照一个具体实施形式，机械净化装置至少部分地处于由生物净化反应容器的壁 划定的空间内。按照另一个具体实施形式，机械净化装置至少部分处于生物净化反应容器的运行 填充高度之下。运行填充高度是一种设备技术参数，其表示为了保证具有最高效率的最佳 净化，生物净化反应容器在运行时必须填充到怎样的高度。机械净化装置可以是细筛装置。细筛是指筛孔的内径5mm和以下的筛子。通过细 筛实现很大程度上去除废水不溶解的内容物并迅速减少悬浮物含量。视所要去除的废水的内容物的类型和量而定，可以不同选择筛孔的内径，其中，下 限为 0. 005mm。优选筛孔的内径为至少0. 1mm，优选至少0. 25mm，和最高1mm，优选最高0. 5mm。采 用这种小的内径实现特别大程度上净化废水，并且甚至很大程度上筛出油脂，而同时过滤 效率是可以接受的，过滤效率以过滤的废水体积/单位时间的方式测得。细筛装置可以包括一个或多个滚筒筛或带状筛。在存在多个滚筒筛或者带状筛 时，可以视单个滚筒筛或单个带状筛产生的废水量和废水负荷而定向单个、多个或所有滚 筒筛或者带状筛输送废水。依据本发明的废水处理设备还包括用于将在生物净化反应容器中处理的废水从 反应容器排出的排出装置，其例如可以是槽、渠道或管。机械净化装置包括排出由废水不溶解的内容物组成的分离出的筛余物的装置。这 种筛余物可以按照不同的方式排出，例如利用打孔输送槽内的螺旋输送器。优选筛余物 在排出时脱水，其中，筛余物的固体份得到提高，例如在地方废水的情况下为最高至35重量％。本发明的另一主题是澄清设备，其特征在于，该澄清设备包括一个或多个如权利要求1 12之一所述的废水处理设备以及连接在所述一个或多个废水处理设备上游或下 游的一个或多个机械、生物或者化学废水处理装置。本发明的废水处理设备可以在重建澄清设备时使用。视所要去除的废水的内容物 的类型和量而定，澄清设备包括机械、生物和/或化学废水处理装置的不同组合，它们相应 于出现的净化任务进行组织。因此，在本发明的澄清设备中，在本发明的废水处理设备的上 游或下游可以连接一个或多个机械、生物或者化学废水处理的装置。在上游连接的是例如 机械净化装置，如格栅和沉砂池。在下游连接的是例如生物净化装置，如在载体固定的流化 床中的用于实施活性污泥法，例如好氧活性污泥法的不充气阶段或充气阶段的装置，用于 实施厌氧除磷法的装置或用于实施生物处理的装置。包括本发明的废水处理设备的澄清设备的面积和空间需求小于以相同的分解功 率完成相同的净化任务的传统澄清设备。在依据本发明的澄清设备中，大多数情况下可以 取消用于沉淀或者浮选悬浮物的、占地面积大的预澄清池，因为悬浮物通过依据本发明的 废水处理设备中的细筛去除。这相对于传统的澄清设备大大减少了澄清设备本身的面积需 求。如果油脂在本发明的废水处理设备中很大程度上也得到筛除，那么可以放弃设立 用于分离出沙和油脂的充气的沉砂池/集油池。代替这种情况，在本发明的澄清设备中设 立不充气的沉砂池足够，其在建造和设备技术上可以更加简单地以及更加节省占地和空间 地构成，因为充气沉砂池/集油池的大小通过油脂分离的方法技术任务确定。如果筛余物在从机械净化装置排出时脱水，则可以产生附加的面积节省。排出的 筛余物可以如预澄清池的初级沉淀物那样分级。在排出时对分离出的筛余物很大程度上的 脱水和提高废水内容物的清除程度影响澄清设备的面积和空间需求，因为厌氧或好氧的沉 淀物稳定设备和/或其他清除装置和脱水装置可以具有更小的尺寸。本发明的废水处理设备也可以在扩建现有的废水处理设备时使用并安装到现有 的澄清设备中，以便可以在面积需求保持不变的情况下实现改进的净化功率或者消除现有 澄清设备的瓶颈。如果在本发明的澄清设备中除了本发明的废水处理设备还在其他装置中进行生 物废水处理，那么有利的是，本发明的废水处理设备在废水的流动方向上观察设置在其它 生物废水处理装置的上游。由此实现，将仅仅已在本发明的废水处理设备中得到处理的废 水导入其他生物废水处理装置。这种经处理的废水本身携带很少生物上要分解的物质，且 相应地其他生物废水处理装置具有小的尺寸，这降低了澄清设备的面积和空间需求。本发明的用于处理废水的方法的特征在于，废水借助至少部分处于生物净化反应 容器平面图区域之上的机械净化装置进行机械净化，并从该装置转移到生物净化反应容器 内并在那里进行生物净化。按照一个优选的具体实施形式，所述机械净化为细筛。优选生物净化借助好氧活化淤泥法、厌氧除磷法、脱氮法、或生物处理在载体固定 的流化床中进行。
依据附带的示例性示意图l、2、3、4a和4b以及下面的说明对本发明进行阐释。图1示出现有技术的澄清设备示意图2示出本发明的澄清设备的一个具体实施方式
的示意图，该澄清设备具有本发 明的废水处理设备，该设备包括整合于好氧活化池中的机械净化装置；图3示意性地示出带状筛在用于好氧生物活性淤泥_工艺的池中的布置；图4a和4b示意性地示出滚筒筛在活性淤泥池内的根据本发明的布置的正视图和 侧视图。
具体实施例方式图1示出在按照现有技术的澄清设备中，如何对不同来源的废水1，例如家庭废水 2、来自居民区的沉积水3或者商业或工业废水4，首先进行机械处理并然后进行生物处理。 实施各机械和生物净化步骤的装置在空间上彼此分开地、并排布置并由废水1依次流过。 首先借助格栅5去除堵塞物6。此后，在充气的沉沙池/集油池7内分离出沙8和油脂9以 及油10。随后，在沉淀池11内分离出悬浮物并作为初级沉淀物12提取。然后将这样机械 处理的废水输送到好氧活化池13。接在好氧活化池13后面的是再澄清池14，从该池中提 取过剩沉淀物15。从再澄清池14将经净化的废水排入排水沟16内。用于处理产生的初级和过剩沉淀物的装置没有示出。图2所示的本发明的澄清设备与图1中澄清设备的区别在于，好氧活化池13被本 发明的废水处理设备17取代，充气的沉砂池/集油池7被不充气的沉砂池18取代并取消 沉淀池11，这样相对于图1所示的澄清设备而言明显降低了澄清设备的面积需求。在通过 不充气的沉砂池18之后，借助格栅5和不充气的沉砂池18机械处理的废水通过管道19导 入布置在好氧活化池21内的本发明的废水处理设备17的机械净化装置20。废水从机械净 化装置20通过在其分界面中的筛孔转移到好氧活化池，这一点通过箭头表示。从机械净化 装置20排出含有悬浮物、油脂和油的分离出的筛余物22。接在本发明的废水处理设备17后面是再澄清池14，从中提取过剩沉淀物15。经 净化的废水从再澄清池14排入排水沟16内。处理产生的筛余物和剩余沉淀物的装置没有示出。在图1和2中，箭头表示废水或从不同装置排出的物质如堵塞物、沙、油脂、油、初 级沉淀物、剩余沉淀物和筛余物的运动方向。图3以剖面形式示意性示出了细筛装置23在用于好氧生物活性淤泥_工艺的池 24中的布置。细筛装置23包括闭环的带状筛25，其环绕导向辊26引导。带状筛25部分 浸入池24内所含有的活性淤泥_悬浮液27内。由带状筛25环绕的空间在其端面上密封， 使得废水仅能通过带状筛25的筛孔流入池24。由带状筛25环绕的空间称为带状筛的内 腔。带状筛25朝向内腔的面称为带状筛的内面，而带状筛25的其他面则称为带状筛的外 面。为了概览性示出，带状筛25的筛孔没有示出。废水通过穿过端面之一的输入管道28 流入带状筛的内腔。端面直至输入管道28的穿通孔都没有孔。废水从带状筛的内腔通过 带状筛25的筛孔按箭头所示流入池24。在筛孔被分离出的筛余物堵住的情况下，废水堵在 带状筛的内腔内，并由于带状筛的内腔内废水30的液面然后处于活性淤泥_悬浮液29液 面之上而构成滞止压力。滞止压力的数值用作带状筛的筛孔堵住的量度。如果滞止压力超 过所选择的极限值，那么带状筛25通过未示出的装置这样运动，使得到目前为止浸入活性 淤泥_悬浮液27中、被分离出的筛余物堵住的带状筛25的部分超出活性淤泥_悬浮液29在池中的液面。同时，到目前为止处于活性淤泥-悬浮液29的液面上面的、未被分离出的 筛余物堵住的带状筛25的部分浸入活性淤泥_悬浮液27内。带状筛25的运动方向由箭 头31示出。通过带状筛的运动超出活性淤泥_悬浮液29液面的带状筛25的部分借助净 化装置32利用水和/或空气对准带状筛25外面上的射流进行净化。在此方面，分离出的 筛余物落入带状筛的内腔并从该内腔通过用于排出筛余物的未示出的装置排出。通过排出 管道33将在池24内生物处理过的废水从池24排出。图4a和4b示出了圆柱体的滚筒筛34如何设置在活性淤泥池35的内部。用活性 淤泥_悬浮液37将活性淤泥池35填充到直至运行填充高度36。滚筒筛34处于活性淤泥 池35的内部并部分浸入活性淤泥-悬浮液37内。废水通过输入管道38导入，该输入管道 通过两个覆盖面之一通到滚筒筛34的内部。覆盖面直至输入管道38的穿通孔都没有孔。 圆柱体形滚筒筛34的外壳面39部分作为细筛构成。废水在从滚筒筛34的内部向活性淤 泥池35转移时流过细筛。为此需要在滚筒筛34的内部构成的滞止压力，如果滚筒筛34的 内部废水的液面40高于活性淤泥池35内活性淤泥-悬浮物的液面41的话。这种高度差 称为滞止差。滞止差视单位时间导入的废水量和细筛堵住的程度而定高度不同。可能的滞 止差通过局部的安装状况而预先规定；但理想的方式是不超过50cm。注入活性淤泥-悬浮 液37的活性淤泥池35内部的流动不影响细筛，因为通过构成的滞止压力明确预先规定废 水的流动方向。计划的最大滞止差通过滚筒筛34内部未示出的液位测量装置检测。在超 过液位所调整的极限值时，自动触发滚筒筛34环绕其纵轴的旋转运动以及清洗细筛处于 活性淤泥-悬浮液的液面41之上的区域。用于运动滚筒筛的装置没有示出。清理在滚筒 旋转时借助净化装置42利用空气射流并借助净化装置43利用水射流进行。沉积在细筛上 的筛余物在此方面通过空气射流吹掉并落入安装在净化装置42下面的排出装置44内。排 出装置44包括用于清理时落下的筛余物的打孔容纳槽45以及螺旋输送器46。螺旋输送器 46将筛余物从容纳槽45运出并与此同时脱水。在图4a和图4b所示的实施方式中，有利的是筛余物在清洗细筛之后，在从滚筒筛 34排出之前不悬浮在废水内。由此排出时可以更彻底地脱水。滚筒筛34通过净化装置42的空气射流清洗的区域通过滚筒筛的旋转离开净化装 置42，且最后由净化装置43的水射流击中并清洗。因为净化装置43与净化装置42侧面偏 移设置，所以喷溅水不进入容纳槽45内。喷溅水不单独收集，而是与滚筒筛34内部的废水
混合ο通过排出管道47，在活性淤泥池35内生物处理的废水从活性淤泥池35排出。排 出时脱水的筛余物作为滤饼48从排出装置44提取。
权利要求
废水处理设备(17)，包括至少一个生物净化反应容器，至少部分设置在所述生物净化反应容器的平面图区域之上的机械净化装置(20)，和用于将废水通入机械净化装置(20)内的输送装置，其中，机械净化装置(20)在其至少一个分界面内具有筛孔。
2.如权利要求1所述的废水处理设备，其特征在于，机械净化装置(20)完全设置在生 物净化反应容器的平面图区域之上。
3.如权利要求1或2所述的废水处理设备，其特征在于，机械净化装置(20)至少部分 处于由所述生物净化反应容器的壁划定的空间内。
4.如权利要求1 3之一所述的废水处理设备，其特征在于，机械净化装置(20)至少 部分处于所述生物净化反应容器的运行填充高度之下。
5.如权利要求1 4之一所述的废水处理设备，其特征在于，机械净化装置(20)为细 筛装置(23)。
6.如权利要求5所述的废水处理设备，其特征在于，细筛装置(23)包括一个或多个滚 筒筛(34)。
7.如权利要求7所述的废水处理设备，其特征在于，细筛装置(23)包括一个或多个带 状筛(25)。
8.如权利要求5 7之一所述的废水处理设备，其特征在于，细筛装置(23)筛孔的内 径至少为0. 1mm，优选至少为0. 25mm和最高为1mm，优选最高为0. 5mm。
9.澄清设备，其特征在于，该澄清设备包括一个或多个如权利要求1 8之一所述的 废水处理设备(17)以及连接在所述一个或多个废水处理设备上游或下游的一个或多个机 械、生物或者化学废水处理装置。
10.处理废水的方法，其特征在于，废水借助至少部分处于生物净化反应容器平面图区 域之上的机械净化装置(20)进行机械净化，并从所述机械净化装置转移到所述生物净化 反应容器中并在那里进行生物净化。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述机械净化为细筛。
全文摘要
本发明涉及一种废水处理设备，其中机械净化装置整合于生物净化反应容器中，包括这种废水处理设备的澄清设备，以及净化废水的方法。通过将机械净化装置设置在生物净化反应容器的平面图区域之上，降低该设备的面积和空间需求。
文档编号C02F3/02GK101952015SQ200880121823
公开日2011年1月19日 申请日期2008年11月11日 优先权日2007年12月21日
发明者F·克莱格拉夫 申请人:瓦泰克瓦柏格有限公司;帕萨旺-盖格有限公司