用于处理废水的设备和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于处理废水的设备和方法。特别地，所述设备和方法适于废水的生物处理，并将在这样的背景下进行描述。
【背景技术】
[0002]在本说明书通篇中，除非上下文另有要求，否则词语“包含(comprise)”或例如“包含(comprises或comprising) ”的变化形式应理解为暗示包括所述整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。
[0003]此外，在本说明书通篇中，除非上下文另有要求，否则词语“包括(include)”或例如“包括(includes或including) ”的变化形式应理解为暗指包括所述整数或整数组，但不排除任何其它整数或整数组。
[0004]存在多种用于处理废水的方法，包括例如活性炭吸收、化学氧化的化学方法；或者使用好氧微生物或厌氧微生物的生物方法。化学方法相对比较昂贵，并且由于废水中的有机污染物的高浓度，可能不是很有效。生物处理由于其成本效率优于化学处理或其它物理方法通常是优选的。
[0005]在生物处理中，对于其中待处理的废水含有高浓度的有机污染物(即在大于1，OOOppm的化学需氧量(COD)水平)的废水，厌氧处理系统，如上流式厌氧污泥床(upflowanaerobic sludge blanket,UASB)或膨胀颗粒污泥床(EGSB)远比好氧处理成本低。这是由于UASB/EGSB在处理高有机物含量的废水中的相对高效率。然而，对于处理含有低浓度的有机污染物的废水，由于效率在低于100ppm的COD水平降低，此类厌氧处理方法未表现出太多优于好氧方法的优势。
[0006]对于处理COD小于500ppm的废水，例如城市污水，好氧生物处理是优选的。然而，对于处理COD为500ppm-1000ppm的废水，部分地由于高需氧量、高生物污泥生产量和高化学品消耗，好氧生物处理仍然相对昂贵。对于用于COD为500ppm-1000ppm的废水的生物处理系统，存在其中好氧处理方法和厌氧处理方法两者均非最佳的空白。
[0007]已经使用各种系统通过“组合”或混合好氧处理方法和厌氧处理方法来填补上述空白。在这些混合系统中，采用具有足够大容量的均衡池(equalizat1n tanks)来适应废水的质和量的高波动。使用均衡池用于废水处理设施的目的是减弱有机物波动，以防止生物系统的冲击负荷，最小化或控制废水流速的波动。这在工业废水处理中特别适合。此类均衡池可操作以均衡流量或浓度，或两者。就流量均衡而言，累积流量随时间的变化是确定对于恒定排放管线的最大体积的因素。就浓度均衡而言，可使均衡槽/均衡池的尺寸适合以限制排放量从而达到最大浓度。对于工业废水，停留时间可从数小时到数天变化。大体积的均衡池可能花费高达废水处理厂的总民用建筑成本的三分之一以上。因此，需要降低与工业废水处理有关的此类成本。
[0008]常规工业废水处理厂描述于例如美国专利6，312，599 BI “Method of usingwastewater flow equalizat1n basins for multiple b1logical treatments”和 PCT 国际公开 W002/059044 “wastewater treatment process”，以及韩国专利公开 KR1020090055160 “Wastewater treatment system and a method utilizing anequalizat1n tank and b1reactor, capable of substantially improving watertreatment efficiency without adding a new reactor，，中。
[0009]尽管上述专利公开寻求提高效率同时不增加成本，但它们通常描述将均衡池直接连接到曝气反应器的方法。然而，在操作中，由于均衡池中的厌氧污泥呈悬浮固体的形式，因此，均衡必须以水力停留时间(hydraulic retent1n time)非常长的分批形式或以低效率的连续模式操作。对于分批操作模式，在废水进入其中厌氧微生物悬浮的均衡池后，必须停止一段时间或期间以使厌氧微生物沉降并适当地与水分离。对于连续操作模式，由于厌氧微生物的连续洗出，厌氧微生物的量有限并且效率低。例如，如美国专利6，312，599所提到的，2-6天的废水流入的流量均衡产生基本上均匀的7天流出。由于均衡池直接接触下游好氧反应器，因此，当均衡池倾翻并且厌氧污泥溢流到下游好氧反应器时，好氧反应器处的发泡会成为问题。
[0010]本发明的目的是至少部分减轻上述问题。特别地，本发明的目的是就好氧反应器中的功率和污泥生成而言降低操作处理成本。
【发明内容】
[0011]本发明的目的是减轻上述问题。特别地，通过操作上游厌氧处理，就下游好氧反应器中的功率和污泥生成而言，本发明降低操作处理成本。本发明的实施方案在可操作以充当厌氧水解反应器的均衡池内安装澄清器(Clarifier)。均衡池中的澄清器可尽可能多地捕获厌氧水解微生物并洗出在均衡池中的水条件下不能存活的微生物。
[0012]根据本发明的一个方面，包括处理废水的设备，其包括:均衡池，所述均衡池设置为接收待处理的废水，并且除执行均衡功能以外，还可操作以充当厌氧水解反应器；与所述均衡池连接的第一澄清器，所述第一澄清器可操作以将所述废水与均衡池内的厌氧水解微生物分离；与所述第一澄清器连接以接收来自所述第一澄清器的废水的好氧生物反应器；所述好氧生物反应器可操作以进一步处理来自所述第一澄清器的废水；以及可操作以接收来自所述好氧生物反应器的已处理废水的第二澄清器，所述第二澄清器进一步可操作以将已处理废水与好氧生物污泥分离；其中将一部分由所述第二澄清器分离的好氧生物污泥循环回所述均衡池。
[0013]优选地，所述均衡池的所述厌氧水解反应器功能包括移除化学需氧量(COD)。
[0014]优选地，所述第一澄清器构建于所述均衡池中，并且优选地，在这种情况下，所述第一澄清器包括用以接收由所述厌氧水解产生的厌氧污泥的第一部分和用以接收已分离的废水的第二部分。
[0015]优选地，所述第二部分呈相对于所述好氧生物反应器位于上游的料槽的形式。
[0016]优选地，所述第一澄清器包括用于将已分离的厌氧污泥引导回所述均衡池或引导出系统的潜水栗。
[0017]优选地，包括用以防止所述厌氧污泥流动到所述第二部分中的挡板。
[0018]优选地，所述均衡池包括至少一个可操作以防止悬浮固体在所述均衡池中沉降的机械搅拌器。
[0019]优选地，所述第一澄清器是使用混凝土、碳钢、不锈钢或纤维增强塑料(FRP)形成的。
[0020]优选地，所述具有水解功能的均衡池(EQ-H池)可操作地保持在溶解氧(DO)少于0.5ppm的厌氧条件。
[0021]优选地，所述EQ-H池的厌氧水力停留时间(HRT)为6小时到两天。
[0022]优选地，所述第一澄清器的厌氧水力停留时间为I小时到4小时。
[0023]优选地，所述EQ-H池中的混合液悬浮固体(mixed liquor suspended solids，MLSS)为 lOOOppm-lO, OOOppm。
[0024]优选地，所述EQ-H池接收pH为5_10的工业废水。
[0025]优选地，所述均衡池包括检修盖(access cover)。
[0026]根据本发明的第二方面，提供用于处理废水的方法，其包括以下步骤:(a)以厌氧方式用厌氧微生物水解废水；(b)将已水解的废水与所述厌氧微生物分离；(c)以好氧方式处理所述已水解的废水，所述处理形成好氧生物污泥；以及(d)将一部分所述好氧生物污泥循环以用于步