本发明涉及在工业污水净化装置中进行污水净化的方法，在该装置中通过生物硝化和反硝化作用将氮转化和析出，污水至少要流经需氧生物部分并且至少有一部分要进行硝化处理。

家庭和工业污水含有有机和无机氮化物。在家庭污水中，有机氮化物以蛋白质、肽、氨基和尿素的形式存在，而无机氮化物大部分是以铵离子小部分是以氨的形式存在。在水渠中开始向铵转化。污水中所含氧化氮是以硝酸盐形式存在，来源于工业、原材料加工业或农业。污水中所含氮化物从各个方面影响水域。

以有机氮化物或铵形式存在的氮在水中是一种耗氧物质，因为由于微生物在水中的作用过程，将其氧化为亚硝酸盐或硝酸盐。在排水很差或水中含氧量很低时，由于这种作用过程，可能超过溶解氧的临界浓度。亚硝酸盐或氨对鱼都是有毒的，氨的毒性程度与其pH值有关，而且随pH值增高而增高。此外，氮和磷都是营养丰富化物质。

因此，含高氮量的污水必须进行转化和去氮处理。生物去氮时，将铵中的氮分两步处理，即先氧化为硝酸盐（硝化作用），后再还原为气体元素氮（反硝化作用）逸出。

由于各个企业的条件有所不同，首先要确定产生污水的种类和数量，必要时还要使用现有的设备，所以污水净化是一个非常复杂的问题。污水净化方法的每作一次改进，都必须考虑各种方法的参数，以使企业获得整体最佳效果。

因此，本发明的任务就是要提供一种方法，使工业污水净化系统中 的分解过程获得最佳水平，其方法是通过提高分解难于分解的物质以显著减少耗氧量（BSB    5和CSB），通过改进硝化、水解和磷酸盐的吸收和去除以及反硝化作用，在改进能量平衡的条件下对污水进行充分净化。

本发明的任务通过权利要求1的特征部分和从属权利要求可获得解决。

根据本发明的方法，通过扩大生物作用的反应空间、扩大硝化菌的繁殖以及生物量的一定的分布和控制，以提高多个活性生物菌落的生物作用时间。

根据本发明方法，至少采用下列一项措施：

A.通过加入经生物处理过的富含硝化菌和氧的污水和沉淀物的混合物，最好是再澄清区或其排放的沉淀部分或排放部分的混合物，活化至少一个先前未经生物活化或利用过的预处理区。加料最好尽可能在本装置的进料区之前。

B.按本发明方法，活化至少一个生物活性区但并不是进行硝化的区，其方法是加入经生物处理过的富含硝化菌的污水和沉淀物的混合物，最好是硝化区中的剩余沉淀物或回流沉淀物，同时生物区必须按下述方式进行工作。

如有预澄清区，污水先流经该区，然后在主流或分流中流经高装料阶段或吸附阶段（HBAC    1）。

接着按本发明方法继续进行处理，即对高装料区（HBAC    2）中的一部分污水和低装料区（NBAN）的另一部分污水进行处理。而低装料区的处理是在适宜于进行硝化处理的条件下进行的。如果污水在高装料阶段（HBAC    1）进行预处理，则对应由较高装料阶段（HBAC    2）进行处理的那部分也可正常流过而无须在主阶段进行继续处理。但是按本发明方法为条件，在较高和较低装料区的污水在连接区（NABN+C）汇集后一起继续进行处理。然而污水在较高装料区（HBAC    2）进行继续处理为佳。较高装料区 对于生长迅速的有机化学营养菌的繁殖提供了有利条件。较高装料区如同高装料阶段（HBAC    1），各按所要求的目的，可以高产量的沉淀物取得高产量的能量，也可相应延长通气时间和使用高时效的沉淀物提高磷酸盐的吸收。

NBAN和HBAC    2间的装料差，最小为0，最大为19.5kg    BSB/kg    TS。相应的换算值适用于污水处理的滴滤池。

优先将较高和较低装料区中的污水汇集在分离的再处理区（NBAN+C）。

优先在该区的开始进行反硝化处理。

优先在该区的终止进行反硝化处理。

较高装料区的分解度按照存在的再处理区及其所要求的BSB消耗量进行调整。

如果没有再处理区，则通过相应地调整装料选择分解度，使在容许的变动范围内保持所要求的排放量。

最好将较高和较低装料区的沉淀物隔开。因此，沉淀区连接一个较高装料。高装料区和较高装料区的沉淀物在较低装料区隔开控制。

根据定义，本发明的活化区为：

-进水道或进水段（n）

-带集中井的输水泵（ELPW）

-砂和脂肪收集器（SF）

-雨水溢出槽（RUB）

-预澄清槽（VKB）

-所有进水道、进水段和缓冲区，缓冲槽至生物处理阶段。

按照定义，污水和沉淀物的混合物由富含硝化菌和氧的水和沉淀物组成。

根据A的方法，其变化形式如：

1.优先另将中间澄清区或再澄清区中富含硝化菌的浮渣（SS）混合。

2.另外可将富含硝化菌的剩余沉淀物（USN）和未沉淀的富含硝化菌的循环水混合到活化区。

3.优先在与回流水混合或进入活化区之前，沉淀物先经适当的磷酸盐回流液处理。

4.根据A，优先将循环水（RLW）直接引入预定另外进行反硝化处理的活化区而不与RFW混合。

5.优先将进入活化区的物料在加到生物主阶段前先进行反硝化处理。

6.优先用生物主阶段中硝化菌的消耗量限制加入富含硝化菌的沉淀物的添加量。

7.天雨时加入活化区的富含硝化菌的沉淀物的添加量很高，使由于活化产生的氧气尽可能在活化区完全耗尽。

8.沉淀区中澄清水和沉淀两部分中回流水（RFW）的排放不是固定的，增加沉淀部分的排放即可增加回流水中的沉淀量。

9.补充排放和富含硝酸盐的循环水（RLW）的加入只能直接加到与进行水解和硝化处理的活化区连接的一个活化区中。

10.活化区和回流水的流水段通过可调通风系统另行通风。

11.最终处理区或排放区中回流水的补充通风优先在污水于再澄清区沉淀后进行。

12.一系列的活化区通过回流水和富含硝化菌的沉淀物以及循环水进行活化：

a）在加入富含磷酸盐、尽可能贫含硝酸盐的沉淀物的条件下，将活化区用于磷酸盐回流液，而且绝对不能加氧。

b）接着对其他活化区活化到水解、硝化、提高磷酸盐的吸收，同时加入富含硝化菌的过量沉淀物。

c）通过再加富含硝酸盐的循环水（RLW），增加硝化处理后对活化区的活化，使反硝化处理提高，因此优先利用紧接在生物主要区前的区域 （预澄清槽）。

根据B的本方法的变化形式为：

1.按技术规程选择各生物主要区（HBAC    2和NBAN）的最佳范围。另外，其他平行区取决于装料，其选择方法是在总装料量较低，耗能也少，但可进行硝化或间隔硝化和反硝化处理。

此时，保持硝化处理的生物菌落处于优势。按装料量减少，加氧量也随之较低，其浓度最好降低至＜2mg/l～0.5mg/l。供氧量应尽可能加速活化。加速的含意是在装料量增加的条件下，生物菌落仍保持在容许的装料范围内，而且装料量增加时，要求补充的加氧量不大于该区在供氧量恒定条件下进行的持续运转。

根据本发明方法，加速活化还可通过加入来自其他分解区的生物菌落。

反硝化处理只能限制在维持上述条件下进行。

装料量降低时，首先将装料集中在主要区（HBAC    2和NBAN）。装料量极小时，备用区保持在上述条件下。

装料量增高时，这些预备槽依次启动，沿着更高负荷运行方式（HBAC    2）的方向达到最高负荷。当负荷更高的主要区达到其负荷上限时，才转入这个负荷范围。

至少有许多区是在硝化条件（NBAN）下工作，致使按所要求的目的获得充分的硝化或产生足够的硝化菌。

控制这些区域的负荷是通过改变下列参数实现的，即加料量、干物质量和供氧量。

由加料量和给定的槽的容积得到空间负荷和沉淀物装载量，以及各自的接触时间和沉淀物的寿命，这些均可按需要调整。

干物质的量最好力求达到3g/l或者为4-6g/l    NBAN。达到有意义值的最高点则决定于沉淀物的必需的缓冲能力，干物质量较高能提高缓冲 能力。按本发明方法，选择干物质的量很高，只要根据该系统中产生的负荷变化范围，不要超过对NBAN和HBAC容许的负荷值。

2.高装料槽区和低装料槽区（HBAC    2，NBAN）间的负荷比为间隔交替。其变化可通过槽中装料量的高低调整。在循环沉淀物分离条件下，需要时可按本发明方法改变回流沉淀物的导向。这种变更最好每周一次。

3.分解区可按适宜方式构成阶式蒸发槽。

4.高装料区（HBAC    1）与一个巨大的反硝化区前置连接，反硝化与较高装料区和较低装料区（HBAC    2，NBAN）前置连接和附加连接。反硝化区的设置不是固定的，即它们只有在输入硝酸盐时才进行反硝化处理，但是根据较高或较低装置的运转方式可以充分通气。

5.高和较高装料区附加连接一个适合的沉淀区。较低装料区也可附加连接一个沉淀区。

6.在整个分解区中配置若干可调通风机，可以分别调节各个区和阶式蒸发槽的通风。每个区的输入部位均配置效率很高的通风设备。

7.本装置的总体控制由适宜的测量控制元件，通过微处理机控制，获得最佳效果。

8.为了完成没有反硝化功能的较高和较低装料区的分解功能，也可按本发明方法连接带有适宜的其他分解装置的系统，这些装置如有滴漏池或沉浸式滴漏池，或将这二者结合使用。

按A和B的本方法的其他变化形式为：

1.在生物分解区内将循环沉淀物隔开的方法颇有优越性。将分解区内产生的沉淀物以适当的方式在沉淀区中与污水隔开，同时将高的和较高的装料区中形成的非富含硝化菌的过量沉淀物直接引入发酵。必要时在中间连接按本发明方法的磷酸盐回流溶解段的情况下，将回流沉淀物部分再引入这些区。

在较低装料区中形成的非富含硝化菌的沉淀物，按本发明方法不直 接引入发酵，而是尽可能保持在系统内。必要时在中间连接按本发明方法的磷酸盐回流溶解段的情况下，将回流沉淀物部分再引入这些区内。沉淀物的剩余部分按本发明方法可用作催化剂沉淀物，不将其引入发酵区，而是以适宜方式将其引入活化区或未经硝化的较高装料区。最好不将这些剩余的沉淀物部分不引入反硝化区，而是引入供氧区。

2.当硝化菌达到最大繁殖率时，最早从产硝化菌区排放过量的沉淀物，但最后使活化区中的硝化菌还具有足以进行分解的生存期。

繁殖率不是固定不变的，它决定于温度、装料比和污水的组分。

3.按本发明方法，通过中间连接磷酸盐回流溶解段，还可进一步提高除磷酸盐的效率。最好将贫含硝酸盐的回流沉淀物，在隔开循环沉淀物条件下，引入按本发明方法隔开的厌氧回流溶解区。沉淀物在这些区中的滞留时间为15分钟，最高至15小时。然后按本发明方法，将回流溶解的沉淀物引入生物分解区或活化区。在主流或分流中可进行控制。引入的污水不供给回流溶解区。

最好是沿流向另外进行混合。

按本发明方法，回流溶解区有：

a）回流水渠、蓄水池、蓄水井、蓄水坑、但是不能选生物分解区中的沉淀区;

b）未被利用的水渠或管道或流水区;

c）由进水隔开的预澄清槽部分或活化槽部分，可以供给污水流和初形成的沉淀物;

d）雨水溢出槽或预澄清槽或进水渠的底部;

e）未被利用的浓缩槽;

f）预浓缩槽，由排放水增加排放量;

g）新建蓄水槽，全部回流沉淀物均通过该缓冲设备引进，不供给污水或初形成的沉淀物，或不与它们混合。

容器最好由在进料区中形成的混合物部分和沉淀区以及回流溶解区组成，在该混合部分中可能将所加物料中的硝酸盐清除掉。制成螺旋流形状的结构颇为有利。

一部分富含硝化菌沉淀物的回流溶解时间受硝化菌破坏的限制。限制回流溶解时间视是否将流动的硝化菌杀死而定。

4.另外，发酵部分可连接回流溶解区。

5.按本发明方法，将底物加到回流溶解区。该底物可以发酵水、排放水、滤液或离心液形式加到上述各区。按本发明方法，最好直接和在生物主要区的沉淀区之后，但总是在分离剩余沉淀物后作为加到使回流溶解的回流沉淀物加到发酵液中。

附图说明：

图1表示A的一般原理图：

1.A＝根据A的活化区（预澄清槽）

2.B＝生物分解区（高装料或吸附阶段）

3.C＝生物分解区（生物作用主要阶段）

4.D＝生物分解区（中间处理区，沉淀区）

5.E＝生物分解区（残渣分解阶段）

6.F＝再澄清区（再澄清槽）

7.ELPW＝输入泵

8.SF＝砂和脂肪收集器

9.VK＝预澄清槽

10.RUB＝雨水溢出槽

11.F＝发酵

12.RS＝回流沉淀物

13.US＝剩余沉淀物

14.PS＝初始沉淀物

15.SU＝发酵底物（排放水、过滤液、离心液等）

16.SS＝浮渣

17.可能途径（用虚线箭头表示）

18.（）可能功能（在方框内或用虚线表示）

19.X＝排除沉淀物用的沉淀坑

20.P＝磷酸盐回流溶液

21.＝缓冲区

22.RLW＝富含硝化菌的未沉淀循环污水或污水

23.RFW＝富含硝化菌和氧的沉淀污水

24.RFWO＝……由上部沉淀区

25.RFWSE＝……由上部沉淀物的沉淀区

26.RFWABL＝……由排水道排出的回流水

27.污水供应

28.污水排放

29.各种物质的流向（划箭头的）

图2表示按B的生物作用主要阶段工作时的一般功能图。

方框内的数值和虚线箭头表示18.D的途径

30.按1表示将HBAC的分流引向NBAN+C的运转。

31.按2表示的最佳连接。

32.硝化菌沉淀物的分布在此图中未给出，而在图4中给出。

33.HBAC＝高装料分解区或吸附区

34.HBAC＝较高装料分解区

35.NBAN＝硝化作用较低装料分解区

36.（+N）＝可能进行的硝化作用

37.（NBANB，HBACB）＝可能进行的预备运转

38.NBAN+C＝残渣反硝化、残渣硝化和残渣碳分解的较低装料再处理 区

39.ABS＝沉淀区

40.RSC＝高装料回流沉淀物，贫含硝化菌

41.RSN＝富含硝化菌的回流沉淀物

42.NKB＝再澄清槽

图3按B给出详细的一般功能图。

重复符号不再说明。可参阅图1和2的说明。

43.（DN）＝如加入硝酸盐（NO3）则有可能并且只能进行反硝化处理。

44.ABSB10生物区内的粗除沉淀区

45.S＝第二个高装料处理区内沉淀物的供给

46.ABW污水

47.RSC1-31区或2区或3区的回流沉淀物，RSN 1-4也相同

48.ABSZKB沉淀区，中间澄清槽

49.混合区（污水流的汇合或分离）

50.DN＝反硝化处理

51.（NBAN，HBAC）＝临时备用槽

图4系按本发明方法B连接的二步装置的一个实例，沉淀物循环。（第一步活化62，第二步滴漏池63）。

图4中的各区域名称和标号如图3。

污水在分配器63中流经阶式蒸发槽64的1，2，3至6。

污水流汇合在65，进入传送线66。

污水由该处流入中间澄清区D（7-8）67。然后在附加连接的滴漏池63中进行残渣分解，污水在进口处68进行充分的硝化处理。

按本发明方法，经再澄清的富含硝化菌的沉淀物（RSN4）69和回流水（RFW）70加到各活化区中。

虚线箭头号表示途径和加料决定于槽的工作方式。

71.污水河

63.TK滴漏池

72.N硝化处理

73.C碳分解

74.USN剩余沉淀物，富含硝化菌

75.USC剩余沉淀物，贫含硝化菌，引入发酵。

图5-7表示3个实施例的连接法。

图5是最简单的连接形式。

52.在固定低装料时活化进行硝化处理。按本发明方法，通过（RFW）进行活化。23

53.图6表示较高和较低装料运转方式的功能。B具有回流功能，A为运转准备状态。

54.图7表示按本发明方法改变活化的一个实施例。

55.较高装料区（HBAC）中的污水沉淀在中间澄清区（ABS）。

56.（NBAN）中的污水。

57.（NBAN）中的污水与（HBAC）55中沉淀的污水混合。

58.将上述混合水加到再处理区

59.按本发明方法进行反硝化处理。

60.通过3个再澄清区（NKB1-3），至

61.出口处28。

功能和权利要求如图5b，但在HBAC区56后沉淀较快。

图8表示按本发明方法提高磷酸盐回流液（PO4）的实例。

图示活化区（A）1和生物分解区（B）的输入区。

图示经隔开的循环沉淀物（RSN77，RSC78）。

回流沉淀物流经在活化槽中隔开的缓冲区（P）76，然后进入活化区（USC，P-77;USN，P-78，RSC，P-79，RSN，P-80）。

在USN，P-78的实例中，在混合（RFW），23的条件下，通过（RUB，10ELPW，7SF，8）加料。例中给出磷的吸收、水解和硝化处理的过程。

为了提高（USC）81的反硝化或沉淀物的沉淀，可将USC沉淀物加到预澄清槽中82。通过初始沉淀物（PS，P+）83进行排放。

76.P-磷酸盐回流液（贫含磷酸盐）

84.P-磷酸盐的吸收（富含磷酸盐）

85.BB活化槽

78.USN，P-剩余沉淀物，富含硝化菌，贫含磷酸盐

图9根据本发明方法概略给出通过活化预处理区1显着加快了分解和变换进程。

86.NORG有机氮

87.NH4铵

88.NO2亚硝酸盐

89.NO3硝酸盐

90.PO4磷酸盐

91.P-Arm贫含磷

92.O2氧

93.N2转入空气中的氮

图10说明富含硝化菌和氧的污水和沉淀物的混合物的各种排放形式;

RFWABL沉淀过程后在出口处排放，

RFWO在沉淀槽中排放过程结束时排放24，

RFWSE在污水沉淀区的沉淀槽中排放，

RSN通过回流沉淀物管道41排放，

SS    通过浮渣16排放，

RLW    未沉淀的污水通过活化区22排放。