专利名称：污水的生物净化方法
技术领域：
本发明涉及一种污水的生物净化方法，采用这种方法将污水与空气送入一个含有微生物的反应容器中。在该容器中，至少装有一个带有垂直轴的两端敞开的竖筒，而且它到达反应容器的底部有段距离。在反应容器中的污水与气体穿过该竖筒循环流动(见欧洲专利EP0130499B1)。
在对污水进行生物净化时，微生物(也称为生物量)将有机有害物质在有氧的情况下分解为无害物质，通过在反应容器中，将生物量和水混合在一起对排放的污水进行净化，给反应容器不断地输送污水和气体，然后排放大量的生物量和水的混合物。对于气体来说可以是空气，富含氧的空气或纯氧气。
家庭会排放生活污水，特别是许多工业生产过程都排放有机污水。为了净化这些污水，采用好氧方法用微生物去除水中的有机化合物是众所周知的。实施这种方法要在一平底的生物处理池中进行。此方法的缺点是如产生了大量的造成环境污染的废气；噪声高，需要的场地大，以及造价高和能量消耗高，通常也是众所周知的。
此外，还知道可在圆柱形的高塔中，类似于接触氧化塔的塔中进行污水净化(参见西德DE-E“化学工程技术”54卷(1982年)，第八期第939页至952页)。由于流体的流动状况不利，及其由此造成的接触氧化塔中物质降解情况较差，所以接触氧化塔的负荷较低，负荷与反应容器的容积，日流量以及COD为单位的污染物量有关。其测量值约为1kgCOD/m3d。从底向塔内引入排出的气体。因此，采用这种方法对能源的需求较高。
在西德专利DE4012300A1中描述了一种在封闭的反应器中对水进行生物净化的装置。污水、含氧气体和生物量组成的混合物由双喷管输送给反应器的内导流管，且将部分待处理的污水喷入反应器壁与导流管之间的环形室。一部分处理过的混合物不断地导入平行的沉淀装置，由于送入的是位于导流管下部位置的污水，气体和生物量的混合物，因此其上部区域实际上没有气体。所以在这个区域也不会有氧气进入到污水或混合物中。尽管使用这种装置有污水的循环流动，但其物质的降解率还是较差。
采用开始描述欧洲专利EP0130499B1中的方法，污水处理装置的规模很大。所需负荷高达70kgCOD/m3d。采用这种方法所用的反应容器叫作以环式反应器”。这里涉及的是垂直安装的圆柱形容器，在其内部还另外装有一个带垂直轴的两边敞开口的竖筒。当环式反应器运行时，围绕该竖筒就会出现液体与气体混合物的循环流动。这种循环流动的优点是两相混合较均匀，而且进入液体中的净化污水所需的氧气能充分分布。采用这种公知的方法，使气体从上部进入该竖筒中，所以在气体从反应容器流出之前；至少有一次流过整个环路。但是由于给竖筒输送液体所需的能量损耗较高，因此要使所输送的气体沿与循环流动上升运动的相反的方向，即向下地输送气体。
本发明的目的在于改进上述方法，以便在物质交换时减少能量损耗。
根据本发明的解决方案将污水传送给处于工作状态的竖筒的上端，同时，将气体分别从至少两个位置通入竖筒中，即在污水进入竖筒的进口区之后，在有压力的情况下，在污水流动方向的不同高度处通入气体。
采用这种方法将气体通入竖筒中，该通入空气的位置位于用泵泵入污水，即在送入污水的那个位置之后，由于污水与气体在通入位置是分开的，以及进入的全部气体在其通入位置的均匀分布，当污水或处于竖筒中的全部液体向下运动时，带动气体无需太大的能量消耗。这特别是指，当在竖筒下部区域送入大量的气体时。然后气体几乎直接被由竖筒下部出来的液体一起带走。由于从竖筒到其周围的壳体有足够的空间，液体的猛烈涡流保证了气体得到很好的分散。因此无需个别的分散装置如环形分配器或膜分配器。当在竖筒的下端送入大量气体时，需要用大型泵保持循环流动，减少能量需求。通过在竖筒的上部区域送入足够量的气体，以及此处借助于泵对回流液体进行适当调整，保证了滞留在壳体空间的大部分气体再次被吸收到该竖筒中。因此，实现了快速气体循环，以及同时实现整个反应室全部废气的排放。
下面参照附图对本发明方法进行说明。
图1为实现本发明方法的简单配置设备的示意图。
图2为针对图1进一步扩展的设备示意图。
在反应容器1中配置有一个带垂直轴(纵向轴)的竖筒2。该竖筒2的两端是敞开的。其下端与反应容器1的底部有足够的距离。以便使滞留的液体流经竖筒循环流动。该液体是生物量—水的混合物。
将待净化的污水由一管道4送入竖筒2。从S1处进入竖筒2中。此外，通过至少一根送气管5，在点S2和S3处将气体送入竖筒2中，S1以及点S2和S3处在空间上相互隔开。其中S2和S3处，沿箭头P所示方向上位于点S1之后的竖筒2中污水的流动方向。另一方面，气体也可通过两个单独的送气管输送到点S2和S3处。
例如以下是采用本发明方法的运行过程。
待净化的来自导管6的污水(原污水)经过管道4与来自反应容器1的液体一起送入反应容器1的竖筒2。可通过泵7将液体流速调整到很高；来调整液体穿过竖筒2的循环流。已经过净化的污水与微生物一起通过管道8离开反应容器1。在未示出的附加装置中使污水与微生物相分离。绝大部分微生物通过管道9送回反应容器1。其余部分的微生物作为剩余污泥去除。
净化污水所需的含氧气体通常是指空气，或浓缩或纯的氧气，通过管道5送入反应器1的竖筒2。管道5(如图1所示)可以从上面，但也可从侧面通入竖筒2中。管道5的开口位于竖筒2的下部区域。最好是在其下部的五分之一处。根据反应容器1中的双相层的高度，借助于泵10或多或少地对气体进行压缩。通过在S1处引入污水的剪切作用，使气体在S2处分散，并通过在S3处液体在竖筒2下端的180度转向，使气体分散开。当从管道4引入的液体的速度合适时，大部分竖筒2周围的反应容器1壳体内部的气体被吸回到竖筒2中。由此实现再循环(重复回流)。相当于送入气体的总气体量通过管道11离开反应容器1。
因为反应容器1的竖筒2的直径与高度之比，以及为了流动，液体的速度同样必须保持一定的数值。还由于能源的原因，以及不使反应容器1和竖筒2的高度太高，当污水量大时最好在反应容器1中配置两个或更多的带有输入管道的竖筒2。图2示出带有3个竖筒2的处理设备。在一个反应容器1中装入多个竖筒2，其优点是通过液体的转向和相互碰撞可加强气体在S2或S3处的每个竖筒2中的分散程度。
权利要求
1.污水的生物净化方法，采用该方法将污水和气体通入装有微生物的反应容器内，在该容器中至少有一个带垂直轴的两端敞开的竖筒，它与反应容器的底部有段距离，这样，在反应容器中，污水和气体的混合物穿过竖筒进行循环流动，其特征在于将污水送入处于工作状态的竖筒(2)的上端，同时，将气体分别从至少两个位置通入竖筒中，即在污水进入竖筒(2)的进口区之后，在有压力情况下，在污水流动方向的不同高度处通入气体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在污水进口区所处的位置(S2)和在其工作位置下部区域所处的位置(S3)处将气体通入竖筒(2)。
3.根据权利要求1或2的所述方法，其特征在于将大量气体通入竖筒(2)，其工作位置在下部区域。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其特征在于用高速泵(7)将污水通入竖筒(2)。
5.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于将污水与来自反应容器(1)上部区域排出的液体一起送入竖筒(2)。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于在一个反应容器(1)中安装两个或多个竖筒(2)。
全文摘要
本申请提供了一种污水的生物净化方法，采用此方法将污水和气体送入装有微生物的反应容器(1)中，在该容器中至少装有一个带垂直轴的两端敞开的竖筒(2)，并且与反应容器(1)的底部有段距离。由污水和气体组成的混合物在反应容器(1)中，穿过竖筒(2)循环流动。将污水通入位于工作位置的竖筒的上端，同时，至少在两个位置分别通入气体，即在污水进入竖筒(2)的进入区之后，在有压力情况下，沿注入污水流动方向的不同高度处(S2，S3)通入气体。
文档编号C02F3/20GK1153745SQ9612196
公开日1997年7月9日 申请日期1996年10月26日 优先权日1995年10月26日
发明者A·福格尔波尔 申请人:技术顾问有限公司