專利名稱：一種用于處理廢水的裝置及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種用于處理廢水的裝置及其方法，更具體來說是關(guān)于一種通過連續(xù)執(zhí)行有氧處理和厭氧處理從而高效處理高濃度廢水的方法以及其裝置。
背景技術(shù)：
一般來說，雖然利用有氧處理能夠?qū)⒏邼舛葟U水完全處理，還是要進(jìn)一步使用厭氧消化過程來增加甲烷氣體的效用。
但是，由于各種問題比如由于高濃度廢水中的有機(jī)污染物被高速分解時(shí)導(dǎo)致的pH值的減少及不規(guī)則的污染物水流負(fù)載，所以厭氧消化過程的效率非常低。尤其是，象韓國半島的這種情況，由于包含有高濃度的有機(jī)成分的廢棄食物、家畜垃圾、污水污泥等物質(zhì)的組成成分和分解程度是多種多樣的并且四季分明，可以富于變化地顯示負(fù)載的改變和溫度負(fù)載的改變。因此，需要專門的反應(yīng)器和這樣的反應(yīng)器的排列以便比較容易的適應(yīng)這樣的環(huán)境。
滿足上述要求的典型的方法是一種升流有氧污泥再生區(qū)(UASB)。
但是，由于一些在混合過程、微生物供給、裝置尺寸的增加、到栓塞流反應(yīng)器(PFR)的路徑、快速氧化的方法等方面的問題，這個(gè)UASB已經(jīng)暴露了在效率方面的缺陷。
現(xiàn)有的厭氧處理的最重要的問題是厭氧處理后的廢水處理。由于廢水包含有高濃度的有機(jī)污染物和氨，所以利用現(xiàn)有的有氧處理方法很難很好的處理廢水。就是說，由于有機(jī)污染物的濃度是非常高的，并且有機(jī)污染物是不可分解的，所以處理過程一般來說比較長并且需要一個(gè)利用增加pH值的氨分離過程，這樣就導(dǎo)致了位置-處理過程中產(chǎn)生了較高的成本。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的制作就是為了達(dá)到解決上述問題的效果，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種通過連續(xù)執(zhí)行有氧處理和厭氧處理過程來高效處理高濃度廢水的方法以及其裝置。
在一方面，本發(fā)明提供的用于處理廢水的方法包括一個(gè)用于除去包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)并利用粉碎機(jī)粉碎雜質(zhì)的預(yù)先處理步驟；一個(gè)用于向第一有氧箱中供給含有有機(jī)酸的廢水以便有氧處理的第一有氧處理步驟；一個(gè)將已經(jīng)被有氧處理將其中多余的有機(jī)酸除去的廢水供給到厭氧箱中以便被厭氧處理的厭氧處理步驟；一個(gè)用于向排氣箱中供給在有氧和厭氧處理步驟中處理過的廢水以便除去空氣和氣體的排氣步驟；和一個(gè)用來沉淀利用固體-液體分離箱、壓力漂浮箱或者沉淀箱被有氧處理過的廢水的位置-處理步驟。
下面將參考特定的典型的說明附圖的實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的上述的以及其他的特點(diǎn)。
附圖1是說明在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中用來處理廢水的方法的過程圖；附圖2是說明附圖1中的用于處理廢水的方法的過程命令的流程圖；附圖3a顯示的是附圖1中所示的第一有氧箱的側(cè)視圖；附圖3b顯示的是附圖1中所示的厭氧箱的側(cè)視圖；附圖3c顯示的是附圖1中所示的排氣箱的側(cè)視圖；附圖3d顯示的是附圖1中所示的第二有氧箱的側(cè)視圖；
附圖4顯示的是附圖1中所示的污泥分離裝置的平面圖；附圖5顯示的是附圖4的側(cè)視圖；附圖6顯示的是應(yīng)用于本發(fā)明的沉淀分離過程的沉淀箱的截面示意圖；附圖7顯示的是附圖6的平面圖；附圖8是在附圖6中的沉淀箱中當(dāng)閥門被關(guān)閉時(shí)的操作狀態(tài)的側(cè)視圖；附圖9是在附圖6中的沉淀箱中當(dāng)閥門被打開時(shí)的操作狀態(tài)的側(cè)視圖。本發(fā)明的詳細(xì)說明在這里和以下文中，將參考附圖并根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例說明用于處理廢水的裝置及其方法。
附圖1是說明在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中用來處理廢水的方法的過程圖，附圖2是說明附圖1中的用于處理廢水的方法的過程命令的流程圖。
如附圖中所說明的，本發(fā)明提供的用于處理廢水的方法包括用于除去并粉碎包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)的預(yù)先處理步驟(S100、S110和S120)，一個(gè)用來向包含有有機(jī)酸比如食物等的廢水中供給空氣的第一有氧處理步驟(S130)，一個(gè)將已經(jīng)被有氧處理將其中多余的有機(jī)酸除去的廢水供給到厭氧箱中以便被厭氧處理的厭氧處理步驟(S140)，一個(gè)用于從在有氧處理步驟和厭氧處理步驟中處理過的廢水中除去空氣和氣體的排氣步驟(S150)，一個(gè)用于處理被排出氣體的廢水的第二有氧處理步驟(S160)，和用來對(duì)有氧處理過的廢水執(zhí)行固體-液體分離過程和壓力漂浮的位置-處理步驟(S170、S180和S190)。
根據(jù)處理廢水方法，在預(yù)先處理步驟(S100、S110和S120)中，包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)被除去，得到的廢水被供給到粉碎器1中以便再除去固體物質(zhì)。在這個(gè)時(shí)候，可以使用固體-液體分離器(沒有說明)代替粉碎器1來除去包含在廢水中的固體物質(zhì)。
像這樣，預(yù)先處理過的廢水被供給到第一有氧箱3中以便附屬于第一有氧處理步驟(S130)。
就是說，如附圖1和3a所說明的，其中第一有氧處理步驟(S130)被執(zhí)行的第一有氧箱3包括一個(gè)將廢水和空氣導(dǎo)入到其中的反應(yīng)器15，一個(gè)通過其廢水流入反應(yīng)器15中去的輸入管子17，通過將反應(yīng)器14的內(nèi)部分離成的向上和向下的多個(gè)層次的方法按照濃度順序用于將導(dǎo)入的廢水和氣泡向上傳送的污泥分離裝置23、25和27，和通過增加廢水和氣泡之間的接觸面積來增加溶解的氧氣的濃度并按照得到的濃度分離污染物，和一個(gè)通過其氣泡穿過污泥分離裝置23、25和27被釋放到外面去的空氣輸出孔21。
并且，第一有氧箱3還包括一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器15上的用于利用通過污泥分離裝置23、25和27來釋放被處理過的廢水的處理過的廢水輸出孔19，一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器15的下部用來供給空氣的傳送器18，和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器15的下部用來集中和釋放沉淀的污泥的沉淀箱38。
在具有上述結(jié)構(gòu)的第一有氧箱3中，反應(yīng)器15具有一個(gè)能在其中存儲(chǔ)廢水和空氣的圓柱形狀。
在反應(yīng)器15的下部設(shè)置有一個(gè)輸入孔17用來向反應(yīng)器15的里面供給廢水。
因此，通過輸入管子17被導(dǎo)入到反應(yīng)器15中的廢水被從反應(yīng)器15的底部填充并且被包含在廢水中的比一定程度的重量重的污泥沉淀在沉淀箱38中。
傳送器18被連接在設(shè)置在反應(yīng)器15的外面的通風(fēng)設(shè)備(沒有說明)上以便用來向反應(yīng)器15中供給空氣。
因此，通過傳送器18供給到反應(yīng)器15中的空氣被均勻地注入到廢水中，因此廢水就由于供給的空氣的微生物被凈化了。
在反應(yīng)器15的里面設(shè)置有至少一個(gè)污泥分離裝置23、25和27以便將反應(yīng)器15分成多個(gè)層次。
因此，通過傳送器18被導(dǎo)入的空氣在上升并通過廢水的時(shí)候穿過多個(gè)污泥分離裝置23、25和27，這樣就使得微生物凈化了存儲(chǔ)的廢水。
這樣的污泥分離裝置23、25和27包括至少一個(gè)污泥分離裝置，但是最好包括第一到第三的污泥分離裝置23、25和27。
由于第一到第三的污泥分離裝置23、25和27具有同樣的形狀，本說明書的說明是關(guān)于第一污泥分離裝置23。
如附圖3a、4和5所述，污泥分離裝置23將反應(yīng)器15的里面分成上、下區(qū)域并且包括一個(gè)在其上設(shè)置有多個(gè)貫穿孔33的盤31，還包括多個(gè)從管子31的底部向下突出的并能使得廢水和空氣通過的流體傳送管子39。
在具有上述結(jié)構(gòu)的污泥分離裝置中，需要說明的是多個(gè)貫穿孔33是均勻地被分布在盤31上的。
并且，多個(gè)流體傳送管子39具有連接在貫穿孔33上的圓柱形狀，更優(yōu)越的是，還具有一個(gè)其上部區(qū)域的直徑比下部區(qū)域的直徑大的漏斗形狀。
因此，被導(dǎo)入到流體傳送管子39中的廢水和空氣隨著上升的流體被向上傳送，在這個(gè)過程中，空氣被充分地溶解在廢水中，這樣就進(jìn)行了有氧處理。
并且，被包含在廢水中的固體物質(zhì)隨著下降的流體被沉淀下來，因此高濃度的污泥被沉淀在污泥分離裝置的下部以便根據(jù)它們的濃度被分開。
多個(gè)流體傳送管子39以預(yù)定的長度被設(shè)置為向盤31的下部突出，因此被流體傳送管子39環(huán)繞的多個(gè)停留空間35和37被設(shè)置在盤31的下面。
在這里，多個(gè)流體傳送管子39的下表面不被限制于附圖中記載的形狀，而是可以有比如鋸齒形狀等的不規(guī)則形狀以便更容易地傳送空氣。因此從反應(yīng)器15的下部上升的空氣被聚集在停留空間35和37中，然后由于受到通過流體傳送管子39傳送到反應(yīng)器15的上面空間的壓力而被散布到各個(gè)方向。
盡管流體傳送管子39的形狀最好被限制為上部區(qū)域的直徑大于下部區(qū)域直徑的漏斗形狀，但是本發(fā)明并不被限制于此，而是可以成為上部面積小于下部面積、或者上部面積與下部面積相等的形狀的流體傳送管子39。
并且一個(gè)空氣輸出孔21被設(shè)置在反應(yīng)器15的上部以便將在反應(yīng)器15的最上部集合到的空氣釋放到外面去。
并且，在設(shè)置于反應(yīng)器15的底部的沉淀箱38的下部形成有固體輸出口36，以便在有氧處理過程中沉淀下來的固體物質(zhì)以固定的周期通過這個(gè)固體輸出口36被釋放出來。
處理過的廢水輸出孔19被設(shè)置在反應(yīng)器15的側(cè)表面上，以便這些有氧處理過的廢水通過這個(gè)處理過的廢水輸出孔19被釋放出來，當(dāng)然最好是釋放到存儲(chǔ)箱40中。
并且，在反應(yīng)器15的外表面上設(shè)置有一個(gè)散熱器38。一般來說，在反應(yīng)器15中的有氧處理過程中微生物會(huì)產(chǎn)生熱量。因此，微生物產(chǎn)生的熱量被傳送到在散熱器38中流動(dòng)的循環(huán)水中。
并且，可以在散熱器38的一側(cè)提供有一個(gè)散熱泵(沒有說明)以便將第一有氧箱3中的循環(huán)水供給到厭氧箱5中，相反，將有氧箱5中的循環(huán)水供給到第一有氧箱3中。
如上面所描述的，廢水被存儲(chǔ)在反應(yīng)器15中，并且被導(dǎo)入的氧氣以氣泡的形式上升并通過多個(gè)污泥分離裝置23、25和27。在這個(gè)過程中，污泥根據(jù)自身的濃度被分離來增加有機(jī)污染物的濃度使其達(dá)到能夠沉入反應(yīng)器15的底部的濃度。并且，由于上升的氣泡要停留一定的時(shí)間所以在廢水中被溶解的氧氣的濃度增加了。
并且，在反應(yīng)器15的壁上設(shè)置有至少一個(gè)用來維護(hù)和修理反應(yīng)器15的進(jìn)口以便工人能夠進(jìn)入到反應(yīng)器15中去維護(hù)和修理反應(yīng)器15。
接下來，按順序我們將更加詳細(xì)地說明第一有氧處理步驟(S130)。首先，需要被處理的廢水通過輸入管子17被導(dǎo)入反應(yīng)器15中并且從其底部開始逐漸充滿。并且，通過傳送器18將外部空氣注入到反應(yīng)器15中。
通過傳送器18注入的空氣以完好的氣泡的形式上升以到達(dá)第一污泥分離裝置23中。
到達(dá)第一污泥分離裝置23中的完好的氣泡通過流體傳送管子39上升到上部空間并且利用浮力上升的空氣被聚集在設(shè)置在盤31的下面的停留空間35和37中。
在這個(gè)時(shí)候，停留空間35和37被設(shè)置在向下突出的流體傳送管子39的最底端部分的上部。因此，廢水的水平面形成一個(gè)連接流體傳送管子39的最底端部分的直線。
并且，由于存在于反應(yīng)器15中的下部的物質(zhì)的向上移動(dòng)的啟動(dòng)點(diǎn)是流體傳送管子39的最底端部分，所以氣泡和空氣中最高密度的物質(zhì)和廢水中最低密度的物質(zhì)被浮力選中而被向上傳送。
在這個(gè)時(shí)候，由于流體傳送管子39的時(shí)裝是其上部面積和下部面積之間互不相同，廢水和空氣隨著流體的上升被向上移動(dòng)來分散空氣，因此毗連的污泥隨著下降的流體被沉淀下來。
因此，高濃度污泥被沉淀在下部，所以污泥就被依據(jù)它們的濃度分離開了。
帶有這樣的結(jié)構(gòu)特征，在反應(yīng)器15中產(chǎn)生的大部分氣泡停留在廢水水平面的上端，在這個(gè)過程中，由于上升的時(shí)間被延誤了所以被溶解的氧氣的濃度被提高了。并且，由于表面張力的原因相關(guān)的低濃度的物質(zhì)漂浮在廢水的水平面上。
相應(yīng)地，因?yàn)榈蜐舛任镔|(zhì)被置于各自層次中的上部，由于向反應(yīng)器15的上部去的物質(zhì)的濃度被降低了從而完成了物質(zhì)分離。并且，從底部導(dǎo)入的空氣的量和它的壓力被設(shè)置的比預(yù)定的值要高以便能夠通過各個(gè)流體傳送管子39被均勻地釋放。
通過這樣的程序，通過第一污泥分離裝置23的廢水和空氣到達(dá)第二污泥分離裝置25，當(dāng)通過第二污泥分離裝置25的時(shí)候，經(jīng)由與第一污泥分離裝置23相同的過程也完成了物質(zhì)分離。
并且，溶解的氧氣濃度被提高了且根據(jù)濃度經(jīng)由與第一和第二污泥分離裝置23和25相同的過程完成了物質(zhì)分離，因此污泥被沉淀下來了。
這樣處理過的廢水通過氣體輸出孔21被釋放出來。
在上述的第一有氧處理步驟(S130)中，由于廢水中的相關(guān)的高密度物質(zhì)(微生物)能夠被留在反應(yīng)器的底部，所以就可以確保反應(yīng)器中的微生物。并且，可以通過增加流動(dòng)性來最大化蒸汽流的接觸效率和混合效率。而且還可以有效利用因反應(yīng)器中的微生物快速增長而產(chǎn)生的熱反應(yīng)。
同時(shí)，如上所述，在第一有氧箱3中有氧處理過的廢水被存儲(chǔ)在附圖3a所示的第一存儲(chǔ)箱40中并且通過附圖3a所示的第一供給管子T1被供給到厭氧箱5中以便附屬于厭氧處理步驟(S140)。
就是說，厭氧處理步驟(S140)是在厭氧箱5中被執(zhí)行的，且厭氧箱5具有一個(gè)與如附圖1和3b所示的第一有氧箱3相類似的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單說，厭氧箱5具有的一個(gè)不同之處就是在反應(yīng)器42上設(shè)置有第一和第二氣體傳送管子56和62。因此，這里將省略和第一有氧箱3相同的元件的詳細(xì)說明。
與有氧箱3相類似，厭氧箱5包括一個(gè)被導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器42，一個(gè)通過其廢水流進(jìn)反應(yīng)器42的輸入管子44，將反應(yīng)器42的里面分成上下多個(gè)層次并且執(zhí)行廢水的厭氧處理的污泥分離裝置50、52和54，一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器42的上部并且通過其穿過污泥分離裝置50、52和54的氣泡被釋放到反應(yīng)器42的外面的氣體輸出孔46，和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器42的外表面上的散熱器55。
并且，厭氧箱5還包括一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器42上用來通過穿過污泥分離裝置50、52和54來釋放廢水的處理過的廢水輸出孔48，和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器42的下部用來集中污泥并將其釋放到外面去的輸出孔75。
相應(yīng)地，被導(dǎo)入到反應(yīng)器42中的廢水和空氣按照有序的命令在上升并穿過多個(gè)污泥分離裝置50、52和54中的時(shí)候被厭氧處理了。
在這里，氣體輸出孔46在水平線以下釋放氣體以便集合在厭氧消化過程后產(chǎn)生的氣體。
設(shè)置在反應(yīng)器42的兩側(cè)的第一和第二氣體傳送管子56和62將在反應(yīng)器42的各個(gè)層次中收集到的氣體再次循環(huán)到反應(yīng)器42的更低的一個(gè)層次以便將廢水引入到氣體被釋放的地方，這樣就在各個(gè)層次中創(chuàng)造了一個(gè)攪動(dòng)的效果。
更詳細(xì)地說，第一氣體傳送管子56包括一個(gè)通過其氣體被傳送的第一主管子60，從第一主管子60向反應(yīng)器42的里面突出并且被連接在各個(gè)污泥分離裝置50、52和54的停留空間35和37上的第一附屬管子57、58和59。
因此，收集到的氣體被傳送到各個(gè)第一附屬管子并且通過主管子60被循環(huán)到反應(yīng)器42的更低的層次去，這樣就確保了各個(gè)層次的攪動(dòng)效果和厭氧消化過程。
并且，第二氣體傳送管子62具有一個(gè)與第一氣體傳送管子56相類似的結(jié)構(gòu)以便將氣體上下循環(huán)。就是說，第二氣體傳送管子62包括一個(gè)通過其氣體被傳送的第二主管子64，從第二主管子64向反應(yīng)器42的里面突出并且被連接在各個(gè)污泥分離裝置50、52和54的停留空間35和37上的第二附屬管子66、68和69，和一個(gè)迫使氣體循環(huán)的泵70。
因此，當(dāng)泵70被驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，從各個(gè)第二個(gè)附屬管子66、68和69里面被釋放出來的氣體可以通過第二主管子64被循環(huán)到反應(yīng)器42的更低層次中去或者循環(huán)到上部去。在這里，可以在第二主管子64的預(yù)定位置上設(shè)置一個(gè)閥門(沒有說明)以便防止廢水倒流。
第二主管子64的下末端部72穿過反應(yīng)器42的下端延伸到反應(yīng)器42中。
下末端部72包括一個(gè)通過其空氣被導(dǎo)入的空氣輸入管子74，和多個(gè)排列在空氣輸入管子74的表面上用來均勻注入空氣的噴嘴73。
所以，空氣和氣體是通過下末端部72被注入到反應(yīng)器42中的并且注入的空氣和氣體在有序的命令中上升并穿過污泥分離裝置50、52和54，這樣就被附屬于厭氧處理。
按照上述處理過的廢水被存儲(chǔ)在第二存儲(chǔ)箱76中并被供給到排氣箱7中以便附屬于排氣過程(S150)。
如附圖1和3c所說明的，排氣過程(S150)是在排氣箱7中被執(zhí)行的。這個(gè)排氣箱7具有一個(gè)與有氧箱5相類似的結(jié)構(gòu)，唯一的區(qū)別是在反應(yīng)器80中排除了散熱器。因此這里就省略了和有氧箱3相同的元件的詳細(xì)說明。
排氣箱7包括向其中導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器80，一個(gè)通過其廢水流進(jìn)反應(yīng)器80的輸入管子81，將反應(yīng)器80的里面分成上下多個(gè)層次并執(zhí)行廢水的厭氧處理的污泥分離裝置84、85和86，和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器80的上部通過其穿過污泥分離裝置84、85和86的氣泡被釋放到反應(yīng)器80的外面去的氣體輸出孔82。
并且，排器箱7還包括一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器80上面用來通過污泥分離裝置84、85和86來釋放處理過的廢水的處理過的廢水輸出孔83，一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器80的下部用來供給空氣的傳送器91，和設(shè)置在反應(yīng)器80的下部用來收集沉淀的污泥并將其釋放到外面去的輸出孔93。
相應(yīng)地，被導(dǎo)入到反應(yīng)器80中的廢水和空氣在其按照有序命令上升并通過多個(gè)污泥分離裝置84、85和86時(shí)被進(jìn)行了厭氧處理。
在這里，氣體輸出孔82是在水平線以下釋放氣體以便集中產(chǎn)生的氣體。
并且，設(shè)置在反應(yīng)器80兩側(cè)的第一和第二氣體傳送管子89和90將在反應(yīng)器的各個(gè)層次集中的氣體再次循環(huán)到反應(yīng)器80的更低層次以便將廢水引入到氣體被釋放的地方，這樣就在各個(gè)層次中創(chuàng)造了攪動(dòng)的效果。
在這里，可以在第一和第二氣體傳送管子89和90的預(yù)定位置設(shè)置一個(gè)閥門(沒有說明)來防止廢水的倒流。由于第一氣體傳送管子89具有與厭氧箱5的第一氣體傳送管子56相同的結(jié)構(gòu)，所以就省略其詳細(xì)的說明。
同時(shí)，第一和第二氣體傳送管子89和90可以分別包括一個(gè)用來開關(guān)的螺線管閥門。相應(yīng)地，由于可以選擇性地釋放排除的氣體并且釋放出來的氣體可以利用不同的水壓頭排放到外面去，所以這樣就可以破壞反應(yīng)器80上部的氣泡。
反應(yīng)器80的下末端部可以被連接到傳送器91上以便排出的氣體與空氣混合并被供給到反應(yīng)器80的下部。
傳送器91包括一個(gè)通過其導(dǎo)入空氣的輸入管子94，和多個(gè)排列在空氣輸入管子94的表面上的用來均勻注入空氣的噴嘴95。
因此，通過傳送器91空氣和氣體被注入到反應(yīng)器80的下部并且被注入的空氣和氣體被集中起來按照有序的命令在上升并通過污泥分離裝置84、85和86的時(shí)候被釋放到外面去，這樣就被附屬與排氣過程(S150)。
如上所述，被排氣的廢水被存儲(chǔ)在第三存儲(chǔ)箱96中并被供給到第二有氧箱9中以便附屬于第二有氧處理(S160)。
如附圖1和3d所說明的，第二有氧處理步驟(S160)是在第二有氧箱9中被執(zhí)行的。由于第二有氧箱9具有與第一有氧箱3相同的結(jié)構(gòu)，重復(fù)元件的詳細(xì)說明就省略了。
第二有氧箱9包括一個(gè)向其中導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器100，一個(gè)通過其廢水流進(jìn)反應(yīng)器100的輸入管子101，將反應(yīng)器100的里面分成上下多個(gè)層次的污泥分離裝置102、104和106，和設(shè)置在反應(yīng)器100的上部通過其穿過污泥分離裝置102、104和106的氣泡被釋放到反應(yīng)器100的外面的空氣輸出孔102，和排列在反應(yīng)器100的外表面上的散熱器108。
并且，第二有氧箱9還包括一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器100上用來通過穿過污泥分離裝置102、104和106來釋放處理過的廢水的處理過的廢水輸出孔109，一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器100的下部用來供給空氣的傳送器111，和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器100的下部用來集中沉淀的污泥并將其釋放出去的沉淀箱112。
如上面所述，在第二有氧處理步驟(S130)之后，開始執(zhí)行固體-液體分離步驟的位置-處理步驟(S170、S180和S190)和用于有氧處理過的廢水的壓力漂浮過程。
就是說，如附圖1中所說明的，在位置-處理步驟(S170、S180和S190)中的固體-液體分離步驟可以利用具有普通結(jié)構(gòu)的固體-液體分離箱11來執(zhí)行。在利用固體-液體分離過程將固體從廢水中分離出來以后，包含在廢水中的氣泡利用壓力漂浮箱13被除去。
可以通過上述過程將處理過的被凈化的水釋放到外面去。
同時(shí)，本發(fā)明的各個(gè)過程可以被靈活地建立起來。就是說，最初始的流體可以被導(dǎo)入到厭氧消化箱，而不是通過有氧處理，并且固體-液體分離步驟可以在厭氧處理步驟(S140)和排氣過程(S150)或者是在第二有氧處理步驟(S160)以后之間選擇性的執(zhí)行。
并且，利用沉淀箱200的沉淀分離過程可以作為一個(gè)選擇性的過程被應(yīng)用。
如附圖6到8中所說明的，在其中進(jìn)行沉淀分離過程的沉淀箱200包括一個(gè)用于從主體的上面外部向里面下部導(dǎo)入污泥的輸入管子201，一個(gè)具有預(yù)定的寬度和深度并將主體的內(nèi)部空間沿著上部邊緣分開的隔離空間202，和多個(gè)向下突出的傳送管子203，以及多個(gè)以規(guī)律的空隙隔開并用來將隔離空間202的下表面連接到主體的內(nèi)部空間中的貫穿孔203’。
并且，沉淀箱200還包括一個(gè)設(shè)置在隔離空間202的外壁上以便被連接在貫穿孔203’上、利用閥門204a被打開和關(guān)閉的并用來釋放填充在隔離空間202的傳送管子203附近的氣體和浮垢的浮垢釋放管子204，一個(gè)設(shè)置在隔離空間202的上部的一側(cè)用來釋放填充在隔離空間202中的表面懸浮物質(zhì)的表面懸浮物質(zhì)釋放管子202a，一個(gè)具有從隔離空間202的內(nèi)壁的下表面到下部的預(yù)定長度的隔離板202b，和一個(gè)設(shè)置在主體底部并在此將污泥釋放到外面去的污泥釋放管子206。
下面將參考浮圖8和9詳細(xì)說明利用沉淀箱200對(duì)污泥的沉淀分離的操作。
通過輸入管子201被導(dǎo)入到沉淀箱200的污泥被向下沉淀并且表面懸浮物質(zhì)被移向沉淀箱200的內(nèi)部空間中的水平面。在這里，沉淀的污泥利用普通的洗滌器205的操作通過污泥釋放管子206被釋放到外面。
在這個(gè)具有上述結(jié)構(gòu)的沉淀箱200中，當(dāng)包含在通過輸入管子201被導(dǎo)入到主體中的污泥中的水被移向水平面的時(shí)候，水的運(yùn)動(dòng)不是依賴局部水流的運(yùn)動(dòng)而是保持沉淀箱200的整個(gè)內(nèi)部空間的水流。所以在向上方向的水流的流速變的比較緩慢。
就是說，當(dāng)在上部的水通過隔離空間202被釋放的時(shí)候，連續(xù)的水流在水流流進(jìn)傳送管子203之前被隔離板202b切斷了。因此，水不是從下部而是從水的表面被導(dǎo)入到傳送管子203并被移進(jìn)隔離空間202中。
因此，一個(gè)其中水從沉淀箱200的里面流向表面的所謂的水的“河道現(xiàn)象”被切斷了并且水的流速變的非常慢，這樣就顯著地增加了沉淀的效果。
并且，由于就在表面懸浮物質(zhì)被導(dǎo)入到傳送管子203之前的瞬間表面張力使得表面懸浮物質(zhì)被從浮垢中分離出來，并且在最上層的表面懸浮物質(zhì)被首先移進(jìn)隔離空間202中去，然后通過表面懸浮物質(zhì)釋放管子202a被釋放到外面去。如果填充在隔離空間202中的浮垢的量很大，那么浮垢可以通過分離浮垢釋放管子204被釋放到外面去。
在這個(gè)過程中，由于表面懸浮物質(zhì)通過傳送管子203被向上移動(dòng)，所以鄰近傳送管子203的比水輕的浮垢就沒有通過傳送管子203被向上釋放而是如附圖8所示留在鄰近傳送管子203的水平面203-1那里。并且，在沒有被連接到傳送管子203上的貫穿孔203’的附近，氣體、浮垢和水按照有序命令通過浮垢釋放管子204被釋放。
浮垢釋放管子204是被用來釋放聚集在貫穿孔203’附近的浮垢的。在這個(gè)過程中，如果最輕的物質(zhì)比如空氣等被全部釋放，那么就形不成水平面了。因此，空氣要被注入到一定的狀態(tài)，即在浮垢釋放管子204上連接一個(gè)空氣注入裝置比如外部空氣壓縮機(jī)，直到注入的空氣通過另一個(gè)傳送管子203被釋放出來為止，然后關(guān)閉閥門204a。
表面懸浮物質(zhì)和浮垢即可以被自然流體釋放出來也可以使用一個(gè)泵利用加壓的排放裝置釋放出來。
在本發(fā)明中，流入水和流出水可以被導(dǎo)入到反應(yīng)器的下部、上部和中部，且氣體是從反應(yīng)器的下部被導(dǎo)入。
因?yàn)楸景l(fā)明是要處理任何有機(jī)廢水，本發(fā)明被應(yīng)用于食物廢水的處理，其中反應(yīng)器的溫度被設(shè)置為可變的比如中溫35℃、高溫55℃等等，得到的結(jié)果被顯示在下列的表格中。
如上面說明的，根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的裝置和方法有如下一些優(yōu)點(diǎn)第一，可以通過連續(xù)執(zhí)行有氧處理過程和厭氧處理過程來有效地處理高濃度廢水；第二，可以近似于一個(gè)活塞流反應(yīng)器，其中被導(dǎo)入的未處理廢水和氣體利用排列在反應(yīng)器中的多層次的污泥分離裝置被移動(dòng)到反應(yīng)器中的自然形成的氣體停留空間。
第三，可以在反應(yīng)器的下部留住相關(guān)的高密度的物質(zhì)(微生物)，這樣來確保反應(yīng)器中的微生物。
第四，可以通過增加流動(dòng)性來最大化蒸汽流的接觸效率和混合效率；和最后，可以有效利用在反應(yīng)器中因?yàn)槲⑸锏目焖僭鲩L而產(chǎn)生的高活性微生物和熱反應(yīng)。
如上面所述，已經(jīng)說明和描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施例，但是，本發(fā)明并不被限制于此，而是，可以理解為在不背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和不超越本發(fā)明所附的權(quán)利要求所限定的技術(shù)保護(hù)范圍的前提下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明做各種修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于處理廢水的方法，其特征是它包括一個(gè)除去包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)并利用粉碎機(jī)粉碎雜質(zhì)的預(yù)先處理步驟；一個(gè)將包含有機(jī)酸的廢水供給到第一有氧箱中并向第一有氧箱中注入空氣以便被有氧處理的第一有氧處理步驟；一個(gè)將已經(jīng)被有氧處理將其中多余的有機(jī)酸除去的廢水供給到厭氧箱中以便被厭氧處理的厭氧處理步驟；一個(gè)將在有氧和厭氧步驟中被處理過的廢水供給到排氣箱中以便排除空氣和氣體的排氣步驟；和一個(gè)利用固體-液體分離箱、壓力漂浮箱或者沉淀箱來沉淀被有氧處理過的廢水的位置-處理步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于還包括一個(gè)在排氣步驟之后的在第二有氧箱中進(jìn)行的重復(fù)處理被排氣的廢水的第二有氧處理步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于第一和第二有氧處理箱均包括一個(gè)廢水輸入管子；一個(gè)氣體排放管子；一個(gè)處理過的廢水排放管子；一個(gè)利用傳送器向其中導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器；通過將反應(yīng)器的里面分成上下多個(gè)層次用來增加廢水和氣泡之間的接觸面積來增加氧氣溶解濃度以及利用氣泡的增長率的不同根據(jù)沉淀污泥的不同濃度來分離污染物的污泥分離裝置；和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器的下部用來集中并釋放沉淀的污泥的沉淀箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于厭氧箱包括一個(gè)廢水輸入管子；一個(gè)氣體排放管子；一個(gè)處理過的廢水排放管子；一個(gè)利用傳送器向其中導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器；通過將反應(yīng)器的里面分成上下多個(gè)層次用來增加廢水和氣泡之間的接觸面積來增加氧氣溶解濃度以及利用氣泡的增長率的不同根據(jù)沉淀污泥的不同濃度來分離污染物的污泥分離裝置；一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器的下部用來集中并釋放沉淀的污泥的沉淀箱；和設(shè)置在反應(yīng)器兩側(cè)的用于通過在反應(yīng)器中釋放氣體來將氣體向上下循環(huán)的第一及第二氣體傳送管子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于排氣箱包括一個(gè)廢水輸入管子；一個(gè)氣體排放管子；一個(gè)處理過的廢水排放管子；一個(gè)利用傳送器向其中導(dǎo)入廢水和空氣的反應(yīng)器；通過將反應(yīng)器的里面分成上下多個(gè)層次用來增加廢水和氣泡之間的接觸面積來增加氧氣溶解濃度以及利用氣泡的增長率的不同根據(jù)沉淀污泥的不同濃度來分離污染物的污泥分離裝置；一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器的下部用來集中并釋放沉淀的污泥的沉淀箱；設(shè)置在反應(yīng)器兩側(cè)的用于通過在反應(yīng)器中釋放氣體來將氣體向上下循環(huán)的第一及第二氣體傳送管子；和一個(gè)設(shè)置在反應(yīng)器的下部的用來注入空氣的傳送器。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5中任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于污泥分離裝置包括第一到第三污泥分離裝置，第一到第三污泥分離裝置均包括一個(gè)在其上設(shè)置有多個(gè)貫穿孔用來將反應(yīng)器的里面分成上下層次的盤；和從盤的底部向下突出以便形成一個(gè)用于集合氣體的停留空間的多個(gè)流體傳送管子，正是這些管子使廢水和氣體通過，并且如果被導(dǎo)入的廢水和氣體上升并到達(dá)污泥分離裝置，那么就利用穿過流體傳送管子的氣泡的增長速度的不同通過沉淀的污泥來降解污染物來提高微生物的濃度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于多個(gè)流體傳送管子至少有一個(gè)是從一個(gè)由形狀為上部區(qū)域的直徑比下部區(qū)域直徑小的、上部區(qū)域的直徑比下部區(qū)域的直徑大的和上部區(qū)域的直徑和下部區(qū)域的直徑相同的一組管子中選擇出來的。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于處理廢水的方法方法，其特征在于傳送器包括一個(gè)空氣輸入管子，一個(gè)設(shè)置在空氣輸入管子的一個(gè)端部的通風(fēng)設(shè)備，和一個(gè)設(shè)置在空氣輸入管子的另一端并延伸到反應(yīng)器里面去的噴嘴。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于第一氣體傳送管子包括一個(gè)通過其氣體被傳送的第一主管子，從第一主管子向反應(yīng)器的里面突出并被連接在各個(gè)污泥分離裝置的停留空間的第一附屬管子，和一個(gè)設(shè)置在第一主管子上的螺線管閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于第二氣體傳送管子包括一個(gè)通過其氣體被傳送的第二主管子，從第二主管子向反應(yīng)器的里面突出并被連接在各個(gè)污泥分離裝置的停留空間的第二附屬管子，一個(gè)迫使氣體循環(huán)的泵，和一個(gè)設(shè)置在第二主管子上的用來防止廢水倒流的閥門。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于第二主管子的下末端被連接在空氣輸入管子上以便混合被循環(huán)的空氣和氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求4或者5所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于反應(yīng)器的水平面的最上面被設(shè)置為比被處理過的廢水釋放管子的高度低。
13.根據(jù)權(quán)利要求3或者4所述的一種用于處理廢水的方法，其特征在于在反應(yīng)器的外表面上還包括一個(gè)用于接收微生物產(chǎn)生并傳送來的熱量的散熱器。
14.一種用于處理廢水的裝置，其特征是它包括一個(gè)用于除去并粉碎包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)的粉碎機(jī)；一個(gè)用于接收被注入的空氣以便有氧處理從粉碎機(jī)中供給的含有有機(jī)酸的廢水的第一有氧箱；一個(gè)用于厭氧處理多余的有機(jī)酸已經(jīng)被第一有氧箱中的有氧處理除去的廢水的厭氧箱；一個(gè)用于從在有氧箱和厭氧箱中處理過的廢水中除去空氣和氣體的排氣箱；一個(gè)用于從有氧處理過的廢水中分離固體和廢水的固體-液體分離箱；一個(gè)用于除去包含在已經(jīng)在固體-液體分離箱中分離過的廢水中的雜質(zhì)的沉淀箱或者壓力漂浮箱。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的一種用于處理廢水的裝置，其特征在于沉淀箱包括一個(gè)用于從上面外部向主體里面的下部導(dǎo)入污泥的輸入管子；一個(gè)具有預(yù)定的寬度和深度并沿著上部邊緣將主體的內(nèi)部空間分開的隔離空間；多個(gè)向下突出的傳送管子和多個(gè)以規(guī)則間隔隔開的用來將隔離空間下表面連接到主體的內(nèi)部空間上去的貫穿孔；一個(gè)設(shè)置在隔離空間的外壁上并連接在貫穿孔上的并用閥門來控制開和關(guān)以便釋放填充在隔離空間中的氣體和浮垢的浮垢釋放管子；設(shè)置在隔離空間上部的一側(cè)來釋放填充在隔離空間中的表面懸浮物質(zhì)的表面懸浮物質(zhì)釋放管子；一個(gè)具有從隔離空間的內(nèi)壁的下表面到下部的預(yù)定長度的隔離板；和設(shè)置在主體的底部并在此向外面釋放污泥的污泥釋放管子。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于處理廢水的裝置和方法。這種用于處理廢水的方法包括一個(gè)除去包含在高濃度廢水中的雜質(zhì)并利用粉碎機(jī)粉碎雜質(zhì)的預(yù)先處理步驟；一個(gè)將包含有機(jī)酸的廢水供給到第一有氧箱中并向第一有氧箱中注入空氣以便被有氧處理的第一有氧處理步驟；一個(gè)將已經(jīng)被有氧處理將其中多余的有機(jī)酸除去的廢水供給到厭氧箱中以便被厭氧處理的厭氧處理步驟；一個(gè)將在有氧和厭氧步驟中被處理過的廢水供給到排氣箱中以便排除空氣和氣體的排氣步驟；和一個(gè)利用固體－液體分離箱、壓力漂浮箱或者沉淀箱來沉淀被有氧處理過的廢水的位置－處理步驟。
文檔編號(hào)C02F3/30GK101077818SQ20071010571
公開日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月26日
發(fā)明者崔鴻福, 李在基, 樸柱兄, 崔恩周, 金政來 申請(qǐng)人:易可得有限公司