通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法和設備技術

本發明專利技術涉及通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法，以用于去除可生物降解含碳物質并且將營養物(碳和/或NH4)氧化，根據該方法，待處理水在入口(2)和出口(3)之間以活塞流的形式流動，并且空氣供給(5)在水流之下分布并且由至少一個空氣源(A)供料，這個源的流量根據至少一個處理參數調整；待處理水的營養物(碳和/或NH4)濃度在入口(2)處連續測量(16)，并且空氣供給的流量根據測量的營養物(碳和/或NH4)濃度調整。本發明專利技術還涉及包括活塞流反應器的設備，待處理水在入口(2)和出口(3)之間流動并且空氣供給在水流之下分布并且由至少一個空氣源(A)供料。該設備在反應器/槽的入口處包括能夠連續估計水的營養物(僅碳或者碳和NH4)濃度的傳感器(16)，以及接收傳感器(16)的信息并且能夠控制空氣供給的流量的計算單元(17)。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法，以用于去除可生物降解含碳物質并且將銨氧化。通過需氧途徑的處理通過空氣或氧供給確保。在下文中，為了簡化起見，將僅提及空氣供給，但這種表述被理解為也涵蓋氧供給。本專利技術涉及一種方法，根據該方法待處理水以活塞流(fluxpiston)的形式在入口和出口之間流動，并且空氣供給在水流之下分布并且通過至少一個空氣源供應，這個空氣源的流量根據至少一個處理參數進行調整。
技術介紹
活塞流處理的配置導致在實施處理的生物槽或反應器(通常具有伸長型矩形形狀)的入口和出口之間的銨和含碳污染物的濃度梯度。這明顯不同于利用完全混合的處理，在所述完全混合中，槽的每個點的濃度均相同。針對活塞流配置的空氣供給的傳統調節并不完全令人滿意并且需要進行改進。該調節常常根據在處理區出口處測量的殘余氧濃度來進行。優化地，在處理時間的過程中提供的總空氣供給應當對應于確保該處理的空氣需求。在處理區的絕大部分中，供應的所有氧由生物質消耗，因而確保了碳的去除和銨的氧化。處理結束時的氧殘余是空氣供給充分且所有可氧化物質均能被處理的保障。由此帶來的困難是，可氧化物質的量連續變化，使得必須要連續調節所要提供的空氣的量。傳統上用于調節空氣供給的處理結束時的氧濃度是一個隨時間高度可變的參數，因為一旦可氧化物質已被完全處理，則氧濃度在數十分鐘內從接近0的值達到8mg/L。另外，根據可氧化物質的載荷的變化，存在按照處理槽的長度的氧濃度分布(profils)的風險，這是不能令人滿意的。在低載荷的情況下，空氣供給可能過高，這可表現為在多于一半的處理區上的高氧濃度；因而在提供氧方面存在無用的花費。在高載荷的情況下，空氣供給可能過低，這使得無法測量在處理區結束時的殘余氧濃度。這種處理是不足的，并且使得無法去除大部分的可氧化物質。因而看來，通常使用的調節并不是完全令人滿意的，因為空氣供給根據在處理結束時觀察的殘余氧濃度進行調節。這涉及的是后驗(aposteriori)調節，其無法預測待處理載荷的變化。空氣流量根據在排出水處觀察到的殘余氧進行調節。在處理結束時的高氧濃度變化還帶來所需的空氣流量的顯著變化，這是一種會導致空氣產生或分布波動的現象，尤其是在其中多個處理線從一個共同源供應空氣的情況下。
技術實現思路
本專利技術的目的首先在于提供一種活塞流生物處理方法，其不再具有或者在較小程度上具有以上所指出的缺陷，并且尤其使得能夠更好地管理空氣供給的變化以確保可生物降解含碳物質的去除和銨的氧化。實施該方法的成本與傳統方法的成本相比還應當是可接收的。根據本專利技術，其涉及用于通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法，以用于去除可生物降解含碳物質并且將銨氧化，根據該方法，待處理水在入口和出口之間以活塞流的形式流動并且空氣供給在水流之下分布并且由至少一個空氣源供料，并且這個源的流量根據至少一個處理參數調整，該方法的特征在于：-待處理水的營養物(碳和/或銨)濃度在入口處連續測量，-并且空氣供給的流量根據營養物(碳和/或銨)濃度調整。優選地，處理過程中水的營養物(碳和/或銨)濃度在處理進程中的點、尤其是在半程處測量，以對有效實現的去除率積分(intégrer)以用于調整空氣流量。空氣流量的計算可根據公式(D1)來進行，該公式(D1)考慮了在活塞流入口處的營養物(碳和/或銨)濃度NutrEntrée和在處理點處、尤其是中間處的營養物(碳和/或銨)濃度NutrParcours：D1→Qair＝Qmin+B*NutrEntrée+C(NutrParcours–E*NutrEntrée)其中，營養物(碳和/或NH4)濃度以mg/L表示，Qmin以Nm3/h表示，Qmin是2-6Nm3/h/m2*曝氣槽面積(以m2表示)，B以Nm3/h/mg/L表示，B是400-1000，有利地等于700(對于基于氮測量和歐洲城市廢水的處理)，C以Nm3/h/mg/L表示，C是150-600，以Nm3/h/mg/L表示，取決于配置(對于基于氮測量和歐洲城市廢水的處理)，E為無單位的0.5-0.8。空氣流量的計算還可根據另一公式(D2)進行，該公式(D2)一方面考慮了在時間t-1應用的空氣流量Qair-1，并且另一方面考慮了在活塞流入口處的營養物(碳和/或NH4)濃度隨時間的變化(pNutrEntrée)，以及營養物(碳和/或NH4)去除率在進程中的點上、尤其是在活塞流的前半部分上的變化，D2→Qair＝Qair-1+F*pNutrEntrée+G*p(NutrParcours-E*NutrEntrée)其中：Qair–1等于在t-1(t-1分鐘，通常等于10分鐘)應用的空氣流量，pNutrEntrée，在活塞流入口處的營養物(碳和/或氮)濃度的變化，p(NutrParcours-E*NutrEntrée)，在進程中的點上、尤其是在活塞流的前半部分上的營養物(碳和/或氮)去除率的變化，F以Nm3/h/mg/L/min表示，F為6000-12000，有利地等于8000，(對于基于氮測量和歐洲城市廢水的處理)，G以Nm3/h/mg/L/min表示，G為1-10，有利地等于5，(對于基于氮測量和歐洲城市廢水的處理)，E是無單位的0.5-0.8。空氣流量的計算可根據操作者選擇的兩個公式(D1)和(D2)來進行，公式D2能夠更好地調節供給的空氣流量。有利地，水的氧濃度在處理結束時測量并且空氣流量的調節通過加入基于這個氧濃度的校正因子來補充。氧濃度范圍可被確定(Oxygmin/Oxygmax)并且當氧濃度的測量值在這個范圍之外時(測量的O2>Oxygmax或者測量的O2<Oxygmin)，計算的空氣流量Qair被校正：當空氣流量(Qair)根據公式(D1)計算時，可遞增地應用0.0x的校正因子，尤其是應用到其中測量的O2濃度<Oxygmin的每次測量，向校正因子k加入0.0x的增量，空氣流量因而變為Qair＝k[Qmin+B*NutrEntrée+C(NutrParcours–E*NutrEntrée)]其中初始k＝1k無單位在其中測量的O2>Oxygmax的情況下，校正因子k以0.0x遞減。當空氣流量(Qair)根據公式(D2)計算時，可將固定校正因子應用于每次氧濃度測量，尤其是應用于其中測量的O2<Oxygmin的每次測量，應用(1+0.0x)的校正，并且對于其中測量的O2>Oxygmax的每次測量，應用(1-0.0x)的校正，空氣流量因而變為：Qair＝(1+0.0x)(或1–0.0x)*[Qair-1+F*pNutrEntrée+G*p(NutrParcours–E*NutrEntrée)]其中x無單位。如果計算的空氣流量(根據D1或D2)等于Qmin，不應用遞減，并且同樣地，如果計算的空氣流量等于Qmax，不遞增校正因子。本專利技術還涉及用于實施如上限定的方法的通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的設備，包括通過需氧途徑的活塞流反應器，用于去除可生物降解含碳物質并且將銨氧化，待處理水在入口和出口之間流動并且空氣供給在水流之下分布并且由至少一個空氣源供料，這個源的流量根據至少一本文檔來自技高網...

【技術保護點】
通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法，以用于去除可生物降解含碳物質并且將銨氧化，根據該方法，待處理水在入口(2)和出口(3)之間以活塞流的形式流動，并且空氣供給在水流之下分布并且由至少一個空氣源(A)供料，這個源的流量根據至少一個處理參數調整，該方法的特征在于：?待處理水的營養物(僅碳)濃度在入口(2)處連續測量(16)，?并且空氣供給的流量根據測量的營養物(碳和/或NH4)濃度調整。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.06.30 FR 14561471.通過需氧途徑生物處理城市或工業廢水的方法，以用于去除可生物降解含碳物質并且將銨氧化，根據該方法，待處理水在入口(2)和出口(3)之間以活塞流的形式流動，并且空氣供給在水流之下分布并且由至少一個空氣源(A)供料，這個源的流量根據至少一個處理參數調整，該方法的特征在于：-待處理水的營養物(僅碳)濃度在入口(2)處連續測量(16)，-并且空氣供給的流量根據測量的營養物(碳和/或NH4)濃度調整。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，除了僅碳之外，測量NH4的濃度。3.根據權利要求1或2任一項所述的方法，其特征在于，處理過程中水的營養物(僅碳或者碳和NH4)濃度在處理進程中的點、尤其是在半程處測量(16a)，以對有效實現的去除率積分以用于調整空氣流量。4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，空氣流量的計算根據公式(D1)來進行，該公式(D1)考慮了在活塞流入口處的營養物(僅碳或者碳和NH4)濃度NutrEntrée和在處理點處、尤其是中間處的營養物(僅碳或者碳和NH4)濃度NutrParcours：D1→Qair＝Qmin+B*NutrEntrée+C(NutrParcours–E*NutrEntrée)其中，營養物濃度以mg/L表示，Qmin以Nm3/h表示，Qmin是2-6Nm3/h/m2*以m2表示的曝氣槽面積，B以Nm3/h/mg/L表示，B是400-1000，有利地等于700，C以Nm3/h/mg/L表示，C是150-600，以Nm3/h/mg/L表示，取決于配置，E為無單位的0.5-0.8。5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，空氣流量的計算根據公式(D2)進行，該公式(D2)一方面考慮了在時間t-1應用的空氣流量Qair-1，并且另一方面考慮了在活塞流入口處的營養物(碳和/或NH4)濃度隨時間的變化(pNutrEntrée)，以及營養物(碳和/或NH4)去除率在進程中的點上、尤其是在活塞流的前半部分上的變化，D2→Qair＝Qair-1+F*pNutrEntrée+G*p(NutrParcours-E*NutrEntrée)其中：Qair–1等于在t-1(t-1分鐘)應用的空氣流量，pNutrEntrée，在活塞流入口處的營養物濃度的變化，p(NutrParcours-E*NutrEntrée)，在進程中的點上、尤其是在活塞流的前半部分上的營養物(碳和/或NH4)去除率的變化，F以Nm3/h/mg/L/min表示，F為6000-12000，有利地等于8000，G以Nm3/h/mg/L/min表示，G為1-10，有利地等于5，E是無單位的0.5-0.8。6.根據權利要求4和5所述的方法，其特征在于，空氣流量的計算根據操作者選擇的兩個公式(D1)和(D2)來進行，公式D2能夠更好地調節供給的空氣流量。7.根據上述權利要求任一項的方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：L·格拉沃洛，M·塞孔達特，
申請(專利權)人：蘇伊士國際公司，
類型：發明
國別省市：法國;FR