[发明专利]使用连续生物氧化仪处理废水的方法及装置

说明书

本发明涉及使用连续生物氧化仪的废水处理方法及实施该方法的装置，具体来说，涉及在用连续生物氧化仪测出的溶解氧而推导出的加载速率和生物氧化速率间关系的基础上，自动控制流入的废水流动速率，使废水以稳定、有效和经济的方式长时间地得到处理的方法和装置。

近来，生物处理技术得到广泛应用，以防止因有机物积累而引起的水质污染。公知的生物处理废水的方法一般包括：

（1）活性泥浆法和（2）生物固定膜法。

在这些方法中，利用微生物液体悬浮的活性泥浆法最为流行，用于净化废水如下水，各种工业废水等。

典型的活性泥浆法的装置示于图1。含有有机物质的废水由泵（31）通过输入管线（32）送入充气箱3a，3b，3c，有机物质由在充气箱3a，3b，3c中生长的微生物降解。空气通过鼓风机4送入充气箱3a，3b，3c并溶解在废水中。经过处理的废水通过流出管线6流入最后的澄清池，与活性泥浆分离，并通过溢流管7排出。沉淀的活性泥浆通过泵18送回充气箱3a，一部分淤泥通过管19废弃以便在充气箱中保持不变的MLVSS（混合液中挥发性悬浮固体）值。

用于处理含有高浓度有机物质的废水的普通活性泥浆法是长期充气式的，难于长期保持不变的工作状况或较高的工作效率。

具体来说，在处理石化工业产生的通常含有大量有机物质和重金属的废水的处理系统中，过度加载会对充气箱中的微生物产生毒性作用，使处理效率降低，或使处理过程停止。在这种情况下，应降低加载速率，这又会导致废水处理不充分，从而形成水污染。另外，由于尽管废水中的有机物浓度变化而输入流动速度保持不变，有机物质浓度的变化会导致加载速率的浮动，这又会使微生物受到“震扰（shock）”。有机物浓度对微生物的这种作用只能在其出现后才能检测出来。另外，要测量指示充气箱中环境状况的有机物浓度参数如COD（化学氧气需要）。BOD₅（5天内的生物氧化需要）和TOD（总氧气需要）等，最少需要30分钟，最多需要5天。因此，当有机物浓度检测后若干天才能清除有机物浓度变化的作用。

因此，一直需要研制一种方法和装置，其能够在输入加载速率（有机物浓度×输入流动速率）和实际生物氧化速率之间的关系的基础上控制输入流动速率，从而能够有效地操纵废水处理设备并产生环境可以接受的流出物。

为解决现有技术中的问题，人们作过若干尝试，例如，JP55-97290A公开了一种自动输入流动速率控制系统，其中，进入活性泥浆充气箱的废水输入流动速率当在充气箱中测得的DO（溶解氧）低于一定值时减小，而当DO高时该一定值时增加。JP2-68196A公开了一种废水处理装置的加载控制系统，这种废水处理装置具有多个向其中送入废水的不充气箱和多个连接于不充气箱的充气箱，为每个充气箱给出一个设定的DO值，进入不充气箱的输入流动速率是根据箱的容量求出的。输入流按照设定的DO控制。通过累积由流量计测出的输入流动速率和在厌氧微生物反应器的流出管线中的丙酸浓度是可能做到这一点的。

但是，JP55-97290A具有某些缺点，由于该系统是根据充气箱中的DO来控制输入流动速率的，因而在DO的测量和流动速率的控制之间存在长的时滞，这样就不能及时对过度加载或“震扰（shock）”作出反应。

因此，本发明的目的是提供一种生物处理废水特别是含高浓度有机物质或重金属的废水的方法，其特征在于包括以下步骤：

（a）将废水送入反应器，在反应器中废水被生物降解;

（b）将废水通过电磁阀送入生物氧化室，输送的流动速率与送入反应器的废水的流动速率相同，从反应器将一部分微生物送至生物氧化室;

（c）使用在生物氧化室中的探针检测流入物的DO（溶解氧）即输入入DO以及从生物氧化室的流出物的DO（溶解氧）即输出DO;

（d）通过下式（1）至（3），使用步骤（c）中测出的输入和输出DO，求出生物氧化速率和加载速率之间的关系：

(dCo（t）)/(dt) ＝ (Q)/(V) ×〔Ci（t-Co（t）〕-Ra（t） （1）

式中：

Co（t）：在时刻t从生物氧化室的输出DO

Ci（t）：在时刻t进入生物氧化室的输入DO

Ra（t）：在时刻t在生物氧化室中的实际生物氧化速率

Q：在时刻t从生物氧化室的输出流动速率

V：在时刻t生物氧化室的容积

L＝f（r_a）＝Qa×Si （2）

式中：