用于处理小行政单位排放物的方法与设备

摘要

小行政单位,即约200－2000eH(居民当量)的排放物处理方法,其特征在于该方法是:使用细菌床进行排放物的生物处理;除去在如此处理的排放物中呈悬浮状的物质,同时在插入芦苇的过滤器上采用过滤－发酵方法处理污泥。

说明书

本发明一般地涉及被俗称为小行政单位，即具有500-2000eH(居民当量)的行政单位排放物的处理。

法国有约36,000个市镇，其中31,300个市镇的居民人数为200人以上至2000人以下，这些市镇的居民人口为约15,000,000人，占法国总人口的约25％。

法国全国净化站总数为约12,000个，其中60％规模小于2000eH。

这些小行政单位净化站通常使用活性污泥进行生物处理，尽管由于其高投资成本、特别是过高的操作费用使得该技术尤其绝对不适合这样规模的净化站。另外，这些净化站的效率往往也不太好。本领域技术人员知道，采用活性污泥生物处理排放物的方法应该用于在特别敏感的介质中进行排放的大型设备。

这个应该解决的问题在于研制一种适合其操作费用在财政上是可接受的小型设备的技术。特别是，容量为500-2000eH，与采用活性污泥的生物处理所使用的设备相比，操作成本降低50-70％这样一些排放物处理设备，可达到这个目的。

为了解决上述问题，本发明提出提供一系列独创的处理方法，该处理方法的投资成本与操作费用不太贵，当然还满足1996年6月21日(1996年8月9日的政府公报)有关小行政单位即200-2000eH排放物处理工程法令的排放要求(＞12千克DB05与＜120千克DBO5/天)。

根据该法令第13条，生物处理要考虑下述性能：

-DBO5或DCO最低效率为60％，

-已处理排放物的最大浓度为35毫克DBO5/升。

本发明的目的方法与设备当然可以满足这些要求。

因此，本发明首先涉及小行政单位，即约500-2000eH(居民当量)排放物的处理方法，该方法使用插入芦苇的过滤器，其特征在于该方法是：

-使用细菌床进行排放物的生物处理，

-除去在如此处理的排放物中呈悬浮状的物质，同时在插入芦苇的过滤器上采用过滤-发酵法处理污泥，其芦苇优选地是澳大利亚芦苇属植物。

本发明还涉及为实施上述定义方法而使用的设备，这种设备的特征在于它包括：

-包括至少一个用于接受待处理排放物的级的细菌床，

-至少一个由细菌床供料的过滤-发酵槽，每个所述的槽都装有顺序放置的填料层和砂层，它们的上表面插有芦苇，特别是澳大利亚芦苇属植物。

因此，人们可以理解，使用细菌床时，即一系列在短接触时间固定的培养物型处理时，本发明满足在1996年6月21日的法令中规定的排放要求，无需通过第一级倾析器可直接供给排放物。在其现代概念(无第一级倾析器、一系列筛分处理、《供料-循环》泵站、塑性填料床)中，细菌床技术使得有可能经济地处理排放物，因为能量消耗低(在同等性能下，比活性污泥低近二倍)。对于限于除去含碳污染物的处理，投资成本还是很有利的。

根据自然环境的影响，考虑通过让细菌床的尺寸留有余量，或准备第二级，对氨型氮进行硝化处理是可能的。于是，根据排放规定和除去待处理排放物中污染物的处理，根据本发明，应该限定第一级的尺寸。

然后，让这样处理的排放物通过插入芦苇的过滤槽，可以从该排放物除去悬浮状的物质，在过滤槽还采用根-发酵方法处理污泥。还可以考虑在过滤槽的大量滤液中进行补充的排放物处理。

根据本发明，排放物预处理限于能够除去各种废物的细拦污格筛(栅尺寸为3毫米)或筛(筛孔为6毫米)。如果粒度小于拦污格筛或筛的尺寸的颗粒(其中包括脂肪的有机物质，砂)并不影响一系列处理(细菌床+过滤-根-发酵)，就不必使用除砂-除脂肪的系统。

作为非限制性的实施例，可以指出，根据本发明制造的设备包括第一个能够持久地给细菌床供料的提升-循环站(配置两台泵，其中一台备用)。该站是PVC塑料填料类型(交叉流，比表面积165米²/米³)，其高度约5米，平均水头是约2米/小时。在这个站中，配置一挡板，为的是首先泵出待处理的原排放物，还补充提供已处理排放物，以保证细菌床的水力学条件。

在细菌床处理的排放物通过提升-循环站溢流送到第二个泵站，第二个泵站配置两台泵，其中一台泵备用，该站升涨的体积足以有可能通过过滤-发酵槽的挡板(bchée)加料(挡板为5-15厘米，时间10-20分钟)。

按照本发明这个实施例，处理设备包括过滤-发酵槽，其数量至少是三个。这些槽的表面积是每eH为0.4-1米2，单位最大表面积是100-150米²。一个槽的床的加料相应于每个挡板。根据本发明，在第二个泵站配备自动控制设备，以便保证通过循环排列给所有过滤-发酵槽供料，并且在一星期里始终有至少一个槽处于不工作状态。

作为实例，过滤-发酵槽可以用有嵌缝的桩和混凝土护板制成，其高度约2米(这样设置自由高度为1.50米)，最大宽度约5米，以便有可能有一个清除污泥的通道。槽的底座由一个用塑料制成的储槽构成，该槽上在一层石子(h=约20厘米，粒度约30/80毫米)中配置排水管，以便保证回收已处理的排放物。这层石子接着依次被一层

因此，人们可以理解，使用细菌床时，即一系列在短接触时间固定的培养物型处理时，本发明满足在1996年6月21日的法令中规定的排放要求，无需通过第一级倾析器可直接供给排放物。在其现代概念(无第一级倾析器、一系列筛分处理、《供料-循环》泵站、塑性填料床)中，细菌床技术使得有可能经济地处理排放物，因为能量消耗低(在同等性能下，比活性污泥低近二倍)。对于限于除去含碳污染物的处理，投资成本还是很有利的。

根据自然环境的影响，考虑通过让细菌床的尺寸留有余量，或准备第二级，对氨型氮进行硝化处理是可能的。于是，根据排放规定和除去待处理排放物中污染物的处理，根据本发明，应该限定第一级的尺寸。

然后，让这样处理的排放物通过插入芦苇的过滤槽，可以从该排放物除去悬浮状的物质，在过滤槽还采用根-发酵方法处理污泥。还可以考虑在过滤槽的大量滤液中进行补充的排放物处理。

根据本发明，排放物预处理限于能够除去各种废物的细拦污格筛(栅尺寸为3毫米)或筛(筛孔为6毫米)。如果粒度小于拦污格筛或筛的尺寸的颗粒(其中包括脂肪的有机物质，砂)并不影响一系列处理(细菌床+过滤-根-发酵)，就不必使用除砂-除脂肪的系统。

作为非限制性的实施例，可以指出，根据本发明制造的设备包括第一个能够持久地给细菌床供料的提升-循环站(配置两台泵，其中一台备用)。该站是PVC塑料填料类型(交叉流，比表面积165米²/米³)，其高度约5米，平均水头是约2米/小时。在这个站中，配置一挡板，为的是首先泵出待处理的原排放物，还补充提供已处理排放物，以保证细菌床的水力学条件。

在细菌床处理的排放物通过提升-循环站溢流送到第二个泵站，第二个泵站配置两台泵，其中一台泵备用，该站升涨的体积足以有可能通过过滤-发酵槽的挡板(bchée)加料(挡板为5-15厘米，时间10-20分钟)。

按照本发明这个实施例，处理设备包括过滤-发酵槽，其数量至少是三个。这些槽的表面积是每eH为0.4-1米²，单位最大表面积是100-150米²。一个槽的床的加料相应于每个挡板。根据本发明，在第二个泵站配备自动控制设备，以便保证通过循环排列给所有过滤-发酵槽供料，并且在一星期里始终有至少一个槽处于不工作状态。

作为实例，过滤-发酵槽可以用有嵌缝的桩和混凝土护板制成，其高度约2米(这样设置自由高度为1.50米)，最大宽度约5米，以便有可能有一个清除污泥的通道。槽的底座由一个用塑料制成的储槽构成，该槽上在一层石子(h=约20厘米，粒度约30/80毫米)中配置排水管，以便保证回收已处理的排放物。这层石子接着依次被一层砾石(h=约10厘米)和一层砂(h=40厘米，洗涤后无细砂的砂)覆盖。

在砂层上进行固定培养物型生物处理，还有过滤机械作用。有可能达到良好的净化性能。

往过滤-发酵槽的表面插入芦苇(澳大利压芦苇属植物)，芦苇根生长旺盛有利于空气循环，还保证污泥发酵。正常运行时，污泥干度为约12％，在这些槽中污泥覆盖物高度每年增加20-30厘米。在运行约5年后，必需保证取出积累的污泥(堆肥)。在停止运行约1-2星期之后，取出堆肥，暂时储存起来，以便通过邻接的空气进行干燥。在干燥几星期后，可能得到干度高于30％的非常稳定的产品。

下表1作为实施例给出了不同设备大小的本发明净化站各种元件的尺寸。

                         表1

    基本数据    标称容量    eH   200   500   1000   1500   2000    每天流量    米³/天    30    75    150    225    300    未处理水DBO5 nd    千克/天    12    30    60    90    120    排放物观测排放的DBO5 ad2(细菌    床出口)    毫克/升    35    35    35    35    35细拦污格筛(Aquagard 3mm型)    产生废料    千克/年   438 1095 2190 3285  4380    循环泵站    单位流量    米³/小时   8.0   20   40   60   80    泵数    U   2.0  2.0  2.0  2.0  2.0    细菌床    床效率  ％(以EBad2)    87    87    87    87    87    待提供的展曲面积    米²  2600 6600 13000 20000 26000    直径    米   3.2  4.1  5.1  6.2  6.4    循环泵的最小流量   米³/小时   8.0    20    40    60    80    产生非稳定的污泥   千克MES/天  13.4  33.5  66.9  100.4  133.9    第二清除站    往这些槽泵送流量    米³/小时    15    38    56    56    56    过滤，根-发酵    根-发酵槽数量    U    3    3    4    6    8    这些槽的单位表面积    米²    30    74    112    112    112    产生的堆肥  米³/年    16    40    79    119    159

涉及占用空间，下表2表明，一方面在现有技术中使用的总表面积，另一方面在和过滤-根-发酵槽组合使用的细菌床的本发明设备中的总表面积。在该表中《GDE》表示例如像在Fr-A-2754191中定义的排水格筛。

                         表2

    容量    eH    200    500    1000    1500    2000    掩埋滤器    M2    500    1175    2300    3425    4550    渗漏渗滤    M2    750    1725    3350    4975    6600    自然泻湖    M2   4500   11250   22500   33750   45000  细菌床+澄清剂+GDE+Silo    M2    300    750    1500    2250    3000  活性污泥+澄清剂+DE+Silo    M2    200    500    1000    1500    2000    插入芦苇的滤器两级    M2    600    1500    3000    4500    6000    细菌床+过滤器-根-发酵    M2    140    350    700    1050    1400

研究这个表2可清楚地看出，本发明提出的技术对于空间要求很宽容，与其它技术相比，特别是与泻湖和处理排放物时涉及过滤的任何技术相比，这使本发明具有非常重要的优点。

表3将本发明的设备投资成本与其它系列处理方法的设备投资成本进行比较。表3列出的数值相应于与随意地计为1000的最昂贵数值相比所表示的相对成本。

                         表3

    容量200eH 500eH 1000eH 1500eH 2000eH    掩埋滤器1000 847    自然泻湖 840 445 290 245 230    渗漏渗滤 735 460 260 200 185细菌床+澄清剂+GDE+Silo 795 380 290 245 230活性污泥+澄清剂+GDE+Silo 655 410 320 275 260    插入芦苇的滤器两级 550 380 275 245 230细菌床+过滤器-根-发酵 520 320 260 230 215

作为说明给出了上述价格比，以及满足前述标准的目的物，泻湖技术除外(预先过滤排放样品的具体标准)。关于采用活性污泥的技术，参考长时间曝气类的处理。对于容量小于500eH的设备，不考虑动力学增稠(例如《GDE》或其它类似技术)。

由表3清楚地得出，对于规模小于或等于1000eH的净化站，本发明提供的技术是特别有利的。还应指出，在评价这些成本时没有考虑土地的价格，在选择有待采用的解决方案时，这被证实是一个决定性的参数。为此，本发明的技术在高土地价格的情况下具有决定性的优点。

下面表4可以对不同容量的本发明净化站操作费用与同样容量的现有技术净化站的操作费用分别进行比较。表4给出了每年、每居民当量的近似操作成本(以与最高操作费用相比的比值表示)。

                         表4

    容量200eH   500eH  1000eH  1500eH  2000eH    活性污泥    1.00    0.70    0.44    0.39    0.34    细菌床+根-过滤器    0.66    0.43    0.26    0.22    0.19    自然泻湖    0.36    0.20    0.17    0.15    0.14    渗漏渗滤    0.32    0.23    0.21    0.20    0.19    插入芦苇的过滤器(2级)    0.23    0.16    0.15    0.14    0.13    细菌床+过滤器-根-发酵    0.44    0.21    0.17    0.13    0.11

阅读前面的说明书清楚地得出，本发明提供一种排放物处理方法和设备，该设备最佳尺寸能够降低投资成本和运行费用，同时利用每个处理站(细菌床和根-发酵的过滤器)的优点，对于同时保证来自细菌床的排放物过滤和污泥相发酵的第二站来说尤为如此。

本发明的目的方法和设备能够得到尤其可用于制造农用填料的简便适用的不可发酵的稳定污泥。

当然，本发明不限于本文描述和/或给出的实施例，但是本发明包括如权利要求所限定的本发明范围内的任何实施方案。