CN117203167A

CN117203167A - 通过在定序间歇反应器中通过致密化污泥来处理废水流出物的方法

Info

Publication number: CN117203167A
Application number: CN202180074858.0A
Authority: CN
Inventors: F·佩蒂潘·佩林; A·戴奈
Original assignee: Degremont SA
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2021-10-01
Publication date: 2023-12-08
Also published as: PH12023550897A1; CA3194563A1; KR20230088734A; IL301834A; FR3114808A1; WO2022069705A1; JP2023543902A; EP4222118A1; JP7762196B2; MX2023003757A; US20230373829A1; AU2021352125A1; AU2021352125A9

Abstract

本发明涉及用于在定序间歇反应器(SBR)中处理废水流出物(20)的方法。所述SBR包括：容纳废水‑污泥混合物的腔室和能够在可变液位处提取污泥的提取装置。所述方法包括：在腔室的底部附近在污泥床中供应SBR的供应步骤(101)；反应序列(102)，其包括：第一厌氧步骤(103)；任选地，第二缺氧反硝化步骤(104)；及第三曝气步骤(105)；倾析步骤(106)；回收步骤(107)，在此期间从腔室的内容物中抽出经澄清部分，其中所述回收步骤(107)和供应步骤(101)同时进行；及在预定液位处提取至少一部分轻质污泥的提取步骤(108)。

Description

通过在定序间歇反应器中通过致密化污泥来处理废水流出物的方法

技术领域

本发明属于城市和工业废水的生物处理的技术领域，更具体地涉及所谓的定序间歇反应器(SBR)的技术。

背景技术

SBR以具有各种处理步骤，特别是倾析阶段的定序方式运行，该倾析阶段允许从经处理的水中分离“活性”污泥。

称为“活性污泥”法的方法在其处理废水时使用生物净化。这是一种使用游离培养物的纯化模式。原理涉及利用细菌降解悬浮或溶解在废水中的有机物。凭借允许细菌接近颗粒的介质的均质化和良好的曝气，获得了良好的生物降解水平。然后，污泥在倾析阶段期间沉积在反应器的底部。

活性污泥法旨在消除碳污染和氮污染，以及消除或回收磷污染中所含的磷。为了确保消除碳污染，因此需要富含异养细胞的细菌培养物。然而，细菌生长需要营养物质的存在，特别是氮和磷的来源，例如流出物中所含的那些，并且其消除也是需要的。

氮处理通常需要硝化和反硝化(N/DN)方法。硝化是使用自养细菌、氨态氮或铵(通常表示为N-NH₄)的氧化反应，使用：

-亚硝酸盐氮，也称为亚硝酸盐，N-NO₂；

-然后是硝酸盐氮，也称为硝酸盐，N-NO₃。

以已知的方式，生物硝化处理是使用能够将铵离子(NH₄ ⁺)氧化为亚硝酸根离子(NO₂ ^–)，然后氧化为硝酸根(NO₃ ^–)的自养微生物在好氧条件下进行的。该步骤通常以亚硝化和硝化的两个子步骤进行：

反硝化包括使用反硝化细菌还原硝化反应期间产生的硝酸盐的气态氮(或分子氮，也称为N₂)。生物反硝化处理通常使用异养微生物在缺氧条件下进行，该异养微生物能够将第一次处理期间产生的硝酸根离子还原为亚硝酸根离子，然后将亚硝酸根离子还原成气态氮(N₂)。

更具体地，硝化分为两个子步骤：在氧气存在下的第一步亚硝化，然后在氧气存在的情况下硝化第二步骤。亚硝化涉及使用自养亚硝酸盐细菌(称为AOB或“氨氧化细菌(Ammonia Oxidizing Bacteria)”)(其主要属是亚硝化单胞菌(Nitrosomonas))将铵氧化成亚硝酸盐。硝化涉及使用其他自养细菌(称为NOB或“亚硝酸氧化细菌(NitriteOxidizing Bacteria)”)(其主要属是硝化菌属(Nitrobacter))将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。

反硝化也可以分为两个子步骤：将硝酸盐转化为亚硝酸盐的反硝化步骤，和将这些亚硝酸盐转化为气态氮的反亚硝化步骤。这两个子步骤中的每一个都是使用异养细菌进行的，并且需要大量可生物降解的碳。事实上，反硝化需要约2.9千克的呈5天生物需氧量(DBO5)形式的碳，以将一千克的N-NO₃还原为分子氮。

为了减少用于处理氮的能量和碳的量，可以考虑其他代谢途径：亚硝化-反亚硝化和部分亚硝化-脱氨。

亚硝化-反亚硝化法，也称为“硝酸盐分流”，试图在亚硝酸盐阶段停止氧化氮，同时避免硝酸盐的产生，并且因此该循环的“硝酸盐部分”的分流。因此，为了实现亚硝化-反亚硝化，因此必须抑制NOB(亚硝酸盐氧化细菌)，以利于AOB(氨氧化细菌)。根据现有技术，该方法在氧气需求方面提供25％的节省，并且仅需要1.7千克DBO5形式的碳来将一千克N-NO₂还原为分子氮。与传统的硝化-反硝化法相比，这表示相对于碳需求节省了约40％。

以已知的方式，亚硝化处理是使用能够将铵离子(NH₄ ⁺)氧化为亚硝酸根离子(NO₂ ^–)的自养微生物在好氧条件下进行的。反亚硝化处理是在缺氧条件下使用能够将亚硝酸根离子(NO₂ ^–)还原为分子氮(N₂)的异养微生物进行的。

另一种方法(称为部分脱氨或亚硝化/厌氧氨氧化(Anammox)(NP/A))使用上述亚硝化反应，但随后涉及厌氧自养细菌(称为“厌氧氨氧化”)，其消耗铵和亚硝酸盐以产生N₂，而不需要氧气和可生物降解的碳。

脱氨的第一步是部分亚硝化(NP)。它包括将一部分(57％)铵离子氧化为亚硝酸盐。第二步由厌氧氨氧化菌进行。在该反应中，约11％的氮负荷转化为硝酸盐，这将理论上的最大消除速率提高到89％。

与N/DN相同的细菌种群，即好氧氧化细菌(AOB)，参与部分亚硝化。在这种情况下，(i)与需要100％氧化NH₄的N/DN方法不同，只有一部分铵被氧化，以及(ii)由于目标分子是NO₂而不是NO₃，所以氧化水平降低。根据现有技术，与传统的硝化和反硝化处理相比，该处理路线的氧气节省相当于约50％。

此外，由于AOB和厌氧氨氧化菌是自养种群，整个NP/A过程可以在没有任何可生物降解碳的情况下进行。不需要添加外部(或外源)碳来进行氮处理。因此，这种处理不允许可能存在的碳被消除。

以已知的方式，部分亚硝化处理是使用能够将铵离子(NH₄ ⁺)氧化为亚硝酸根离子(NO₂ ^–)的自养微生物在好氧条件下进行的。厌氧氧化处理是在厌氧条件下使用能够在亚硝酸根离子(NO₂ ^–)存在下将铵离子(NH₄ ⁺)氧化为分子氮(N₂)的自养微生物(厌氧氨氧化菌)进行的。

生物除磷(即通过生物途径处理磷)相继地在厌氧条件下执行处理步骤，并且在好氧条件下执行处理步骤。事实上，某些被称为聚磷菌(或PAO)的细菌在他们经历交替的厌氧和好氧条件时，具有过度积累磷的特殊特征。PAO在厌氧条件下释放磷酸盐，并且然后当它们转变以在好氧条件下时，它们积累的磷酸盐量大于在厌氧条件下的磷酸盐量。

因此，通过调整腔室的厌氧/好氧条件，可以凭借含磷PAO的干预来控制SBR的腔室中磷酸盐的浓度。

无论所使用的处理技术如何，SBR技术在其尺寸方面受到污泥倾析性的限制。事实上，限制SBR(本身代表了处理污染负荷的可能性)中活性污泥的浓度的因素之一是污泥的倾析性，其通常使用Mohlman指数表示。Mohlman指数是污泥的倾析性的指数。该指数定义了半小时内倾析的活性污泥的量相对于该污泥的干残渣质量(或悬浮物的浓度，也表示SM)：该指数越低，污泥的倾析能力越好。

污泥越致密，倾析阶段越快，处理循环的总持续时间越短，这允许通过进行更高数量的循环在单日内处理更多的污染。

通常，更致密的污泥意味着可以在更高浓度下工作，同时允许良好的倾析性(指数)，因此意味着可以在相同的工作体积内处理更多的污染。

第一种反应器设计(称为定序间歇反应器(SBR))使用交替用于反应和倾析的两种不同体积，其中水从反应室转移到倾析室(Seghers Unitank法)。然而，这种类型的SBR反应器已经得到了改进，并且大多数定序(SBR)型生物反应器目前被设计具有其中相继地进行各种处理步骤的单个体积。这些反应器通常是可变液位反应器：原水供应阶段和经处理的水回收阶段随着时间的推移而分离，因此当经处理的水被回收时，反应器中的水位会降低。

“恒定液位”SBR也是已知的，其允许减少每个处理序列的时间，同时保持处理的有效性。例如在文献WO 2016/020805中描述了这样的反应器。

在SBR型反应器中，最容易倾析的污泥，也就是说，最重的污泥，通常位于污泥床的底部。然而，正是这种污泥在倾析期结束时的每个循环期间被提取，这往往会选择最轻的污泥(其也是最不易倾析的)。

WO 2004/024638中描述的SBR方法旨在克服这个问题。这涉及一种恒定液位SBR法，它执行好氧颗粒状污泥，其特殊特征是倾析非常快(倾析速度超过10m/h)。然而，关于城市/市政流出物(也就是说，关于低浓度的污染(碳、氮、磷))的颗粒的形成需要很长时间，并且其作为输入负荷和温度变化的函数的稳定性迄今尚未得到证实。

国际申请WO 2019/053114通过提出一种SBR反应器而提出进一步改进WO 2004/024638中描述的SBR方法，该SBR反应器使用用于确定用于在SBR腔室中提取污泥的最低液位和最高液位的装置，选择性地提取表现出最佳倾析性的颗粒状污泥。

因此，需要一种使用SBR处理活性污泥的方法，该SBR更具竞争力，也就是说，更强烈，并且能够与任何类型的污泥(包括非颗粒状污泥)一起操作。此外，本发明的方法有利地允许处理与现有技术的方法相同或甚至更大的废水量，但具有有限的占用空间。

发明内容

本发明旨在通过提出一种称为“致密化污泥”法的方法来克服上述所有或部分问题，从而允许实现高的污泥倾析速度，而与污泥的性质无关(无论其是否为颗粒状)，并且有利地使用非颗粒状污泥。凭借以下几个因素的组合，通过优化易倾析微生物的生产，在恒定水平的SBR中对污泥进行致密化：

-通过污泥床的供应；

-废水处理中实施的序列顺序，从而允许发展特定微生物种群，表现出良好的倾析性，特别是PAO(聚磷菌)；及

-污泥提取策略，其通过在每个循环中提取最不易倾析的污泥，使具有最佳倾析性的污泥保持在反应器中。

为此，本发明的目的是一种在定序间歇反应器(SBR)中处理包括碳污染、氮污染和磷污染的废水流出物的方法，所述SBR包括：

-能够容纳包含不同液位的废水-污泥混合物的腔室，其中每个液位由

污泥浓度和/或密度限定；

-位于腔室的底部的污泥床，其包括PAO，在其上方限定污泥层液位；

-用于确定用于在腔室中提取污泥的最低液位和最高液位的装置；

-提取装置，其能够在最低提取液位和最高提取液位之间的可变液位处提取污泥；

所述方法包括：

-供应SBR的步骤，在此期间，优选地经由覆盖所述腔室的底部的分配网络，在腔室的底部附近在污泥床中引入一定体积的待处理的流出物，

-反应序列，其包括：

o至少第一厌氧步骤，在此期间，PAO捕获碳污染并释放磷化合物；

o任选地，缺氧条件下(部分和/或全部)反硝化第二步骤，其中该步骤仅在NOx浓度大于预定阈值的情况下实施；

o第三曝气步骤105，允许通过PAO 14对流出物进行脱磷，其中该曝气被控制以同时进行(部分或全部)硝化或(部分或完全)亚硝化；

-倾析步骤，在此期间污泥沉积在腔室的底部并且腔室的内容物在其

表面附近被澄清；

-回收步骤，在此期间从腔室的内容物中抽出经澄清部分，其中所述回收步骤和供应步骤同时进行，以便在回收步骤和供应步骤期间保持腔室的内容物的液位基本恒定；及

在最低提取液位和最高提取液位之间的预定液位处，优选在污泥层附近提取至少一部分轻质污泥的步骤。根据一个特定实施方案，本发明的方法由上述步骤组成，并且如果适用，还包括下面描述的一个或多个任选步骤。

有利地，根据本发明的处理方法进一步包括测量污泥层的步骤，并且当污泥层的测量值基本上等于距污泥提取液位的预定距离时，执行提取至少一部分轻质污泥的步骤。

有利地，提取至少一部分轻质污泥的步骤在供应步骤期间和/或倾析步骤期间进行。

有利地，根据本发明的处理方法包括在反应序列期间将空气注入腔室的步骤。

有利地，第三曝气步骤之后是缺氧条件下的后置反硝化步骤，优选在第三步骤是全硝化或部分硝化步骤时实施；或者第三曝气步骤之后是缺氧条件下的反亚硝化步骤，优选在第三步骤是全部或部分亚硝化步骤时实施；或者第三曝气步骤之后是缺氧条件下的脱氨步骤，优选在第三步骤是部分亚硝化步骤时实施。

有利地，倾析步骤之前是将空气注入腔室的步骤。

有利地，根据本发明的处理方法包括使用腔室内的致密化装置使污泥致密化的步骤。

有利地，根据本发明的处理方法包括控制作为废水流出物的污染水平(特别是碳、氮和磷污染)的函数的第三曝气步骤的持续时间的步骤。

“颗粒状污泥”的特征在于大于10m/h的倾析速度，和小于35mL/g的污泥指数(“污泥体积指数”，根据2006年7月的NF EN 14702-1标准测量)(在申请WO 2004/024638第3页中特别提到的)。不同时满足这两个条件的污泥不被视为颗粒状污泥。例如，非颗粒状污泥是具有小于或等于10m/h的倾析速度的污泥。因此，对于颗粒状污泥，5分钟时的污泥指数等于30分钟时的淤泥指数。

“致密化污泥”，也称为重质污泥，其特征在于35至100mL/g、优选40至80mL/g、更优选40至70mL/g的污泥指数，和2.0至9.0m/h的倾析速度。其特征还在于，颗粒尺寸大于100μm(高达1000μm，优选200μm至500μm)的颗粒的质量比例为10％至50％(优选为20％至40％)，以及颗粒尺寸小于100μm(有利地小于200μm)的生物絮体的高质量比例(50％至90％)。这种致密化污泥也可以特征在于大于或等于8kg MES·m^-2·h^-1，优选大于或等于8.5kg MES·m^-2·h^-1的极限质量流量标准。这是固体、液体和微生物的混合物，其中所述微生物包括携带磷的聚磷菌。这种重质污泥具有非常好的倾析性。

“轻质污泥”的特征在于大于100mL/g的污泥指数和小于2m/h的倾析速度。其特征还在于尺寸小于0.2mm的生物絮体的质量比例为15％至50％。这种轻质污泥也可以特征在于小于8kg MES/m²/h的极限质量流量标准。它是固体、液体和微生物的混合物。这种污泥几乎不含或甚至不含PAO。这种轻质污泥难以倾析。

“倾析速度”以米/小时(m/h)表达。它可以从Kynch曲线中确定，该曲线是通过在重力作用下观察1L试样中样品的倾析而获得的。需要注意的是，根据标准NF EN 14702-1-2006年7月，Kynch曲线30分钟时的值允许获得Molhman指数(SVI，“污泥体积指数”)或污泥指数(原污泥稀释度，DSVI(稀释SVI))。在中试规模或工业反应器上，在非曝气序列中，可以从污泥层高度随时间的演变推断出倾析速度。可以连续测量污泥层的高度，例如使用超声探头。替代性地，它可以是不连续的，然后可以在反应器的高度上以预定的间隔在不同的液位进行手动采样。

“极限质量流量”以kg·m^-2h^-1表示。它表征了每单位面积和时间可以倾析的悬浮固体物质(也称为MES)的量，并测量了污泥在给定浓度下可以具有的下降速度。通过连续多次稀释或浓缩原污泥，根据Kynch曲线确定极限质量流量。

“生物絮体的比例”表示为污泥的重量％，与尺寸有关，例如小于0.2mm的百分比。该值可通过在具有各种筛孔尺寸(例如，200μm/400μm/500μm/800μm/1mm/1.25mm)的筛网上筛选污泥样品来获得。然后测量所获得的滤液的MES(悬浮物)浓度，然后将其添加到原污泥的MES浓度中(以％计)。

“生物絮体的尺寸”对应于颗粒尺寸，特别是颗粒的最大尺寸。它可以使用基于显微镜照片的统计分析来确定。

有利地，本发明的方法不包括在定序间歇反应器中再循环轻质污泥的步骤。

附图说明

通过阅读以实例的方式给出的实施方案的详细描述，将更好地理解本发明，并且进一步的优点将变得明显，该描述由附图说明，其中：

图1示意性地显示适用于实施本发明的处理方法的定序间歇反应器的实例；

图2显示根据本发明的用于处理废水流出物的方法的步骤的流程图；

图3示意性地显示根据本发明的用于处理废水流出物的方法的步骤；

图4示意性地显示根据本发明方法实施的定序间歇反应器；

图5A、5B、5C、5D示出了使用在根据本发明的处理方法期间进行的测量来选择作为反应序列的函数的细菌种群；

图6示意性地显示在供应和回收步骤期间的SBR的腔室和回收装置；

图7示意性地显示在倾析步骤期间的SBR的腔室和回收装置。

具体实施方式

为了清楚起见，在这些图中，没有遵循比例。此外，在各种图中，相同的元件将使用相同的附图标记。

图1示意性地显示适用于实施本发明的处理方法的定序间歇反应器的实例。本发明的方法旨在于定序间歇反应器(SBR)10中处理包括碳污染、氮污染和磷污染的废水流出物20的方法。SBR 10包括能够容纳包含不同液位的废水-污泥混合物12的腔室11，其中每个液位由污泥浓度和/或密度限定。腔室11中的每个高度对应于内容物12的污泥浓度和/或密度。例如，可以定义表示为N1、N2、N3、N4、N5、N6的几个液位。每个液位可以具有与其他液位不同的污泥浓度和/或密度，或者几个液位可以具有相同的污泥浓度或密度。最后，在处理方法的一个阶段，如将在下面进一步详细解释的，组件中的所有液位都具有相同的污泥浓度和/或密度。有利地，经由优选覆盖腔室的底部的分配网络21为腔室11供应待处理的流出物20，并且经由优选覆盖该腔室的底部的分布网络27为腔室11供应空气8。

SBR 10包括示意性地示出的位于腔室11的底部的污泥床13，其包括PAO 14，在其上方限定污泥层液位15。SBR 10包括用于确定用于在腔室11中提取污泥的最低液位17和最高液位18的装置16。在图1中，示意地显示这些液位。将在下文中描述它们的确定。

当处理废水时，腔室11包含废水-污泥混合物12。当已经倾析污泥时，经处理的水位于反应器的腔室的上部。可以使用能够获取经澄清部分的采样系统200经由腔室11的表面24的液位下方的开口来抽取水，并且该采样系统200包括或由浸没的管组成，通过该浸没的管可以将水抽出并且带到腔室外部(箭头A)。下文描述回收装置的另一个替代实施方案。

在腔室11的底部发现最重和/或最致密的污泥颗粒，并且它们可以从腔室的底壁排出。混合物的其余部分位于两者之间，其中混合物的其余部分呈分层形式，也就是说，其具有几个液位N1、N2、N3、N4、N5、N6……，每个液位由混合物12中的污泥浓度和/或密度限定。

污泥层15是污泥所处的液位。它由腔室的内容物的表面24与组件中存在的污泥之间的高度来定义。污泥层15的液位可以由确定装置16确定，优选连续地确定。替代性地，可以使用Secchi圆盘手动测量。污泥层可以连续测量。然而，在均化阶段不值得测量，因为腔室的内容物是混合的，并且存在的污泥尚未倾析。

根据本发明的反应器10允许选择性地提取在混合物12中发现的最不能够倾析的污泥。

SBR 10包括提取装置19，该提取装置能够在最低提取液位17和最高提取液位18之间的可变液位处提取污泥23(为了便于理解而示意性地示出)(箭头B)。作为实例并且以限制性方式，提取装置19可以包括提取器191，该提取器191包括至少一个第一部分和一个第二部分191b，该第一部分在腔室11内具有至少一个开口191a，该第二部分能够将污泥从所述腔室中取出。提取装置19可以包括改变装置192，该改变装置能够改变所述提取器191的开口191a的位置，特别是在最低提取液位17和最高提取液位18之间的所述开口的液位。提取器191有利地包括用于提取污泥的(抽吸)泵或重力阀(未示出)。有利地，提取器191可以包括设置在腔室11中的各种液位的一组管，其中每个管具有在腔室11内具有开口的第一端和连接到提取器191的第二部分191b的第二端，并且改变装置192包括能够打开或关闭所述管的一组阀。因此，提取装置允许在一个或多个可变液位处提取污泥。为了提高图的可读性，提取装置19显示在SBR的左侧部分，但用于抽取污泥的第二部分191b连接到经提取的污泥23。

用于确定用于提取腔室11中的污泥23的最低液位17和最高液位18的装置16可以包括测量装置161，该测量装置能够测量废水-污泥混合物在各种液位下的浓度。例如，污泥层探头允许测量污泥床的表面。SM(悬浮物)探头允许测量污泥的浓度。为了测量各种液位的悬浮物的浓度，可以在腔室的高度上设置几个探头。这些测量值用于确定液位17、18。装置16可以包括能够选择最大污泥浓度值和最小污泥浓度值的选择装置162。可以由操作员或基于与污泥龄相关的计算进行选择。装置16可以包括能够推导对应于所选最大提取值的最低提取液位和对应于所选最小浓度值的最高提取液位的推导装置163。

测量装置161可以包括例如一个活多个测量探头，特别是浓度探头。所述测量探头允许测量混合物中污泥的浓度。测量探头161被浸没在混合物中，如图所示。根据所选探头的类型，它可以处于固定或可变的浸没深度。替代性地，如上所述，在腔室的高度上可以有几个测量探头。测量探头161连接到选择装置162和推导装置163，该选择装置162使得可以验证测量值是否对应于待提取的污泥，推导装置163允许将测量值连接到相应的液位。这些确定装置16连接到污泥提取装置19，更具体地连接到用于改变提取液位的装置192，主要用于选择提取液位。改变装置192改变提取器191的开口191a的液位，或者其可以根据内容物的演变在固定的提取液位和可变的瞬间选择性地提取，例如根据污泥层的测量，在倾析、等待、供应/回收步骤期间，在厌氧步骤期间，或者在曝气步骤期间非选择性地提取。

例如，并且以非限制性的方式，确定装置16的测量装置161包括浸入废水-污泥混合物的表面下方的超声传感器。超声传感器允许超声波发送到所述混合物中(然后它作为发射器操作)，然后允许超声波在废水-污泥混合物中行进给定距离后被接收回来(然后它作为接收器操作)。该传感器被连接到选择装置162和推导装置163。

图2显示根据本发明的用于处理废水流出物的方法的步骤的流程图。根据本发明的处理方法包括：

-供应SBR 10的步骤101，在此期间优选地经由覆盖所述腔室11的底部的分配网络21，在腔室11的底部附近在污泥床13中引入一定体积的待处理的流出物20，以便待处理的废水与污泥床的污泥混合；

-反应序列102，其包括：

o至少第一厌氧步骤103，在此期间，PAO 14捕获碳污染并释放磷化合物；

o任选地，缺氧条件下(预)反硝化第二步骤104，其中该步骤有利地在NOx浓度大于预定阈值的情况下实施；

-倾析步骤106，在此期间污泥沉积在腔室11的底部并且腔室11的内

容物在其表面24附近被澄清；

-回收步骤107，在此期间从腔室的内容物中抽出经澄清部分22，其中所述回收步骤107和供应步骤101同时进行，以便在回收步骤107和供应步骤101期间保持腔室11的内容物的液位基本恒定；及

-在最低提取液位17和最高提取液位之间18的预定液位处，优选在污泥层15附近提取至少一部分轻质污泥23的步骤108。

通常，供应步骤101是在厌氧条件下或甚至缺氧条件下进行的。在后一种情况下，缺氧条件下的步骤101允许反硝化或反亚硝化。厌氧步骤103在厌氧条件下进行，曝气步骤105在好氧条件下进行。优选地，倾析步骤106至少部分地在缺氧条件下进行。

第二步骤104可以与用于测量腔室中NOx浓度的步骤117相连。

根据本发明的处理方法还可以任选地包括第四缺氧反硝化或反亚硝化或脱氨步骤111。更具体地，主要可以设想三种备选实施方案：根据第一备选实施方案，第三步骤105包括完全或部分硝化，并且缺氧步骤111涉及反硝化(后置反硝化方法)；根据第二备选实施方案，第三步骤105包括全部或部分亚硝化，并且缺氧步骤111涉及反亚硝化(后置反亚硝化方法)；最后，根据第三备选实施方案，第三步骤105包括部分亚硝化，并且缺氧步骤111是脱氨(称为“ANAMMOX”的方法)。第四步骤111可以与用于测量腔室中NOx浓度的步骤117bis相连。

通过污泥床供应的步骤101允许污泥与待处理的原水接触。将待处理的一定体积的废水20引入通过PAO所在的污泥床。因此，所引入量的颗粒和可溶性部分可被细菌接近。凭借厌氧步骤103，PAO捕获碳基污染并释放磷基化合物。曝气步骤105允许通过PAO对腔室中的内容物进行脱磷。反应序列102有助于PAO的进展，其表现出良好的倾析性。在倾析步骤106期间，污泥在重力下沉积在腔室的底部中。重质污泥和PAO的沉积得比轻质污泥更快。它们加入到污泥床中。轻质污泥不易倾析。它在污泥床上方的腔室的内容物中悬浮的时间更长。

提取至少一部分轻质污泥的步骤108允许定期或至少在预定时间，例如在每个循环期间，提取最不易倾析的污泥。然而，根据操作限制条件，提取不一定在每个周期期间发生。例如，提取可能不会在周末发生。因此，只有表现出良好倾析性的污泥才能保留在SBR的腔室中。除了处理所引入的流出物中存在的污染外，PAO产生更致密污泥的作用和轻质污泥的提取的结合使腔室中存在的污泥致密化。因此，本发明的方法(称为致密化污泥法)允许获得高的污泥倾析速度，而与SBR的腔室中存在的污泥的性质无关。

在反应序列102期间，当所述序列包括第二步骤104时，可能存在将空气注入腔室11中的步骤110。在步骤104之前将空气注入到腔室中允许使生物质悬浮，以与富含氧化氮的上清液(硝酸盐NO₃和亚硝酸盐NO₂)形成更好的混合，这改善供应步骤104的反硝化效率，以及第一厌氧步骤103的效率。应当注意，如果任选存在的第二步骤104被激活，则该步骤110是任选存在的，这取决于NOx浓度测量。

倾析步骤106之前可以进行将空气注入腔室11中的步骤112。在倾析步骤之前将空气注入到腔室中允许使腔室的内容物均匀化并使污泥与氧化氮物种接触。此外，注入空气还允许存在于反应器的内容物中的分子氮被脱气。

此外，根据本发明的处理方法可以包括使用腔室11内部或外部，优选内部的致密化装置30对污泥进行致密化的步骤113。致密化装置30可以是污泥提取装置下游或上游的合适尺寸的筛网，以便保留最大的絮体，并且而因此改进最容易倾析的颗粒的选择，也就是说，将其保留在腔室中。替代地或另外，使污泥致密化的步骤可以涉及添加压载剂(例如沸石)。

有利地，根据本发明的处理方法包括控制作为废水流出物20的污染水平的函数，特别是作为腔室的内容物中NH₄和/或NO₂ ^–和/或NO₃ ^–的浓度的函数的第三曝气步骤105的持续时间的步骤114。更具体地，只要腔室中的内容物被曝气至少一次，就间接测量原水的污染。

图3示意性地显示根据本发明的用于处理废水流出物的方法的步骤。在为SBR供应待处理的流出物的步骤101和回收腔室的内容物的经澄清部分的步骤107期间，将腔室用废水20填充并形成混合物12，并且污染经过生物处理。在这个阶段，废水被引入到腔室中。例如，通过打开经处理的水的阀(经澄清部分)来保持腔室中的液位恒定。换句话说，在供应原水(废水)的同时回收经处理的水。经处理的水的流速始终与供应流速相同。

在这个阶段，反硝化(污泥床底部中缺氧条件下的外源性反硝化和腔室的上部液位中缺氧条件下的内源性反硝化)和生物脱磷过程开始。流出物的生物处理主要发生在反应序列102期间：

-去除碳并且在曝气步骤105期间使氨态氮经历硝化；

-磷在厌氧步骤103期间被释放，并在曝气步骤105期间被重新吸收；

-反硝化发生在特定的缺氧期。如果沉淀和供应持续时间不充分，则存在前置反硝化期(缺氧条件下的外源性反硝化)和/或后置反硝化期(内源性反硝化)。

接下来，进行倾析步骤106。正是在这一步骤中，仅通过静态沉降将经处理的水与污泥分离。当液体经历与污泥层接触的内源性反硝化时发生一些生物活性。在该步骤期间，不允许供应腔室的步骤101和从腔室中回收的步骤107。腔室的内容物处于静止状态，以允许倾析污泥。在倾析步骤106结束时，在腔室的底部中发现表现出良好倾析性的污泥(重质污泥)，并且在腔室的底部和污泥层之间的腔室的内容物中悬浮具有较差倾析性的污泥(轻质污泥)。经澄清部分位于腔室的上部，在其表面24附近。在倾析步骤106结束时，可以提取过量的生物污泥，以保持作为温度的函数的硝化和/或亚硝化所需的污泥的年龄，该温度可以在温度测量步骤118期间测量。替代性地，可以在倾析步骤106期间和/或在供应步骤101和回收步骤107期间和/或在厌氧步骤103和/或等待步骤116期间选择性地提取过量的生物污泥。污泥可以在曝气步骤105期间被非选择性地提取。

在最低提取液位17和最高提取液位之间18的预定液位处，优选在污泥层15附近进行提取至少一部分轻质污泥23的步骤108。事实上，轻质污泥位于污泥层的液位处。轻质污泥的预定提取液位不一定是随时间推移的固定液位。根据生物处理和引入SBR的腔室中的废水流速，该液位容易发生变化。提取装置19允许任何液位处的提取。因此，可以在处理方法的循环期间在不同的液位处提取轻质污泥。从实用的角度来看，可以定义几个固定的提取液位，例如三个。此外，根据腔室中各种液位的废水-污泥混合物处的污泥浓度和/或密度的测量和/或污泥层的测量，可以从三个液位中选择哪一个液位可以用于提取。为此，根据本发明的方法可以包括测量污泥层15的步骤109，并且当污泥层15的测量值基本上等于距污泥的提取液位的预定距离时，执行提取至少一部分轻质污泥的步骤108。

由于污泥床的液位可以随着时间的推移而变化，污泥提取液位有利地安装在腔室的高度中，对于重质污泥，在腔室的高度的底部和中间之间，对于轻质污泥，在腔室的高度上的两个液位之间。例如，提取液位可以位于腔室的底部上方50cm处，以消除过度老化的污泥(矿化的)，其中其他提取点能够位于腔室的高度上。在图3中，以粗体示出的箭头表示打开的入口/出口，允许根据方法的阶段的进行相应的流动。

图4示意性地显示根据本发明方法实施的定序间歇反应器10。上述各种阶段发生在同一个腔室中，并随着时间的推移而分离。因此，间歇地管理为腔室供应流出物的步骤101。然而，为了确保流出物的连续处理，几个腔室同时运行并交替供应。本发明的原理类似地适用于几个腔室。

在供应步骤101期间，原水被分配在腔室的底部，例如通过穿孔管的网络21。在倾析步骤106之后，并且在供应步骤101的同时，使用例如穿孔的回收管网络从腔室的上部排出上清的经澄清的水。下文描述用于回收经澄清部分的特别有利的方法。

轻质污泥可以在倾析步骤106期间和/或在供应步骤101和回收步骤107期间和/或在第一厌氧步骤103期间仅在污泥层的液位处选择性地提取，以消除最轻的污泥颗粒。

当内容物12是均匀的时，在曝气步骤105期间和/或在步骤110期间和/或在步骤112期间也可以考虑非选择性污泥提取(特别是重质污泥但也有轻质污泥)。

图5A、5B、5C、5D示出了使用在根据本发明的处理方法期间进行的测量来选择作为反应序列的函数的细菌种群。

使原水(易生物降解碳)供应通过污泥床，然后是严格的厌氧序列，然后是好氧序列，导致选择能够以细胞内多磷酸盐颗粒的形式积累磷酸盐的脱磷细菌(PAO)。

图5A显示P-PO₄的释放(厌氧)随后是在曝气期间的再吸收(好氧)。标号为40的曲线清楚地显示一旦反应器处于厌氧条件下，生物脱磷的操作就具有P-PO₄的显著释放。可以看到曲线中的上升，随后是一旦曝气发挥作用而下降，这种下降对应于所释放的P-PO₄和原水提供的P-PO₄ ^–的再吸收。这与磷的生物过度积累相对应。

图5B显示硝化(NH₄曲线的下降和NO_X曲线的上升)，以及内源性反硝化(NO_X曲线下降的第一部分)和外源性反硝化(供应后NO_X曲线下降的第二部分)。该曲线清楚地显示外源性反硝化用于相对于内源性反硝化以更陡的斜率并且因此在容易生物降解的富碳供应之后的更高动力学强化反硝化反应的益处。这种细菌种群，以及PAO，产生天然倾向于使絮体致密化的外聚合物。这些致密的絮体不是颗粒状污泥，这种污泥的倾析速度为2至10m/h，优选为3至6m/h，并且它们的Mohlman指数(或污泥指数)为约65mL/g。颗粒状污泥具有总是大于200微米的颗粒(或颗粒体)，而在这种情况下，致密化污泥可以包含一定比例的小于200微米的颗粒。

为了进一步增加污泥中致密絮体的比例，根据本发明的处理方法应用了允许消除最轻污泥的污泥提取策略。这导致了更快的倾析速度，因为只有具有良好倾析性的污泥保留在腔室中。

根据本发明的方法还可以包括与供应、倾析或厌氧步骤耦合的等待阶段116。

考虑到特别是在倾析步骤106结束时和/或等待步骤116期间，和/或在供应步骤101期间和/或回收步骤107期间和/或在第一厌氧步骤103期间(最重的污泥从倾析开始下降到底部)，在污泥床的顶部发现轻质污泥，在倾析106结束时和/或在等待步骤116期间和/或在供应101期间和/或在回收步骤107期间和/或在第一厌氧步骤103期间，在污泥层的液位处(或稍低)提取污泥。

轻质污泥也可以从倾析开始提取，但在反应器中的较高的液位处提取。这种提取也可以在曝气结束时在腔室的任何液位处进行，因为内容物在腔室的整个高度上是均匀的，因此具有轻质污泥。因为轻质污泥是首先上升的，也可以考虑在供应阶段的一开始或在供应时提取轻质污泥，或在厌氧反应序列期间提取轻质污泥。

本发明的方法是基于将轻质污泥的提取时刻和进行该提取的高度相结合的选择。所选择的高度还与要通过持续时间和提取流速保持在反应器内的污泥的年龄有关。目标污泥龄可以通过测量反应器中的水/污泥混合物的温度来确定。

根据本发明的处理方法可以进一步包括测量污泥层15的步骤109，并且当污泥层15的测量值基本上等于距污泥的提取液位的预定距离时，执行提取至少一部分轻质污泥的步骤108。当污泥层的液位与污泥的提取液位相距预定距离时，无论该液位是在倾析步骤期间或在供应步骤期间还是在厌氧反应序列期间达到的，通过测量污泥层以触发在给定液位处提取轻质污泥来改进提取轻质污泥的策略。凭借这种测量，以及任选地反应器中的水/污泥混合物的温度的测量，还可以考虑瞬时下降速度(或剩余供应速度)和提取所需的持续时间以完善这种自优化提取模式，优选地整合动态污泥龄的概念。通过这样进行，污泥提取允许通过充分校准污泥层探头，针对每个序列消除位于污泥层略上方，更具体地位于污泥层上部的最轻污泥。

本发明的方法允许考虑腔室可能经历的流量的每日变化。在夜间，供应流速低，供应速度和倾析速度之间的差异很大，污泥层很快接近提取点。相反，在每日水力峰值期间，供应速度和倾析速度之间的差异低，污泥层的下降减慢。在测量污泥层的情况下控制提取的时刻和持续时间确保了通过将提取时间从一个循环修改到下一个循环，始终在给定液位处提取最轻的污泥。

将反应序列的供应和回收步骤以及倾析步骤与提取轻质污泥的步骤相结合，导致获得比传统活性污泥更致密的污泥。这导致污泥以高度稳定的方式获得，其具有3m/h至6m/h的量级(大于2m/h且小于10m/h)的倾析速度和接近65mL/g(+/–10mL/g)的Mohlman指数。本发明的方法是基于允许获得致密但非颗粒状污泥的这种组合。

图5C显示中试期间污泥指数在小于75mL/g的值下(其证实具有良好倾析性的致密化污泥)的稳定性。显示91天的时间段的结果(横坐标轴)。

这种致密化的益处显然是能够同时且安全地管理两种相反的流动(原水供应和污泥的倾析)，而不会将污泥拖入经处理的水中，同时应用超过2m/h的原水供应速度。

各种供应速度(小于4m/h)下的实验表明，当供应时，倾析速度减慢，但在供应原水时继续进行倾析。

图5D显示具有17m³/h(即，2.266m/h)供应量的污泥层。上部曲线在下降部分显示倾析时记录为(*)的阶段和供应时记录为(#)的阶段中污泥层的减少。从图中可以看出，倾析速度远高于供应速度，并且在供应时污泥层继续减少。

虽然SBR型反应器的各种序列的持续时间通常是固定的，但根据本发明的方法也允许凭借安装合适的传感器和探头实时调整反应序列102的持续时间，以便考虑作为一天中的时间(负载点)的函数的污染浓度和液压流量的变化，或者以便考虑与雨天有关的流出物的稀释。此外，可以设置通过实现等待阶段来同步循环。

特别地，在反应器中设置NH₄测量(其可以或不可以辅以NOx(特别是NO₂)的测量)可以允许在曝气硝化阶段期间监测其演变，并且一旦达到预定值就停止。

益处是当水被稀释时(夜间时期或雨天水力点)，能够减少曝气时间。曝气期持续时间的减少还允许优化能源消耗，并且每天进行更多的循环，因此与具有固定曝气期的操作相比，允许处理更多的污染。相反，在污染峰值期间，曝气阶段的持续时间将增加，同时在负载点上的持续时间比在低负载期间更长，以允许NH₄转化到定义的值，并且因此保证在NH₄浓度峰值的情况下获得性能能力。

最后，根据本发明的处理方法可以包括测量腔室中NOx浓度的步骤117，以确保在过渡到供应和回收步骤之前该值足够低，以允许脱磷细菌在厌氧条件下释放磷，并且因此确保生物脱磷的良好操作。然后，该测量将在步骤106结束时进行，或者优选地在步骤105结束时进行。如果测得的NOx浓度仍然过高，则可以进行额外的处理氮的步骤，以达到期望的NOx浓度阈值。

循环的总持续时间和供应持续时间通常是固定的，以便能够管理多个腔室的连续供应。供应持续时间也是固定的，其中循环的总持续时间通常是供应持续时间的四倍。这意味着反应序列的持续时间和倾析时间的总和是供应持续时间的三倍。然而，本发明的方法也适用于可变的循环持续时间。

因此，本发明的方法提供显著的灵活性。特别地，可以根据水力状态和待处理的负载来调整步骤的持续时间，特别是倾析步骤、供应和回收步骤以及缺氧步骤。

本发明还涉及用于处理包括碳污染、氮污染和磷污染的废水流出物的设施。该设施包括定序间歇反应器(SBR)，所述SBR 10包括：

-能够容纳包含不同液位的废水-污泥混合物12的腔室，其中每个液

位由污泥浓度和/或密度限定；

-污泥床13，其包括位于腔室的底部的PAO 14，在其上方限定污泥层

液位15；

-用于确定用于在腔室中提取污泥的最低液位17和最高液位18的装

置16；

-提取装置19，其能够在最低提取液位和最高提取液位之间的预定液

位处提取至少一部分轻质污泥23；

-用于优选地经由覆盖所述腔室的底部的分配网络，优选地在污泥层附近，在腔室的底部附近在污泥床中为SBR供应一定体积的待处理的流出物的装置；

-用于回收腔室的内容物的经澄清部分的装置；

-用于对腔室曝气的装置。

该设施是为实施上述处理方法而布置和配备的。

在本发明中，术语“回收”被用作术语“排出”的同义词，并且基本上旨在表示将经处理的水从腔室中排出。

图6示意性地显示供应和回收步骤期间SBR的腔室和回收装置的实施方案，图7示意性地显示倾析步骤期间SBR的腔室和回收装置。在本说明书的其余部分中，术语回收/再利用应理解为排空/排空(evacuation/evacuate)和/或排出/排出(drain/draining)。腔室的内容物的曝气经由优选覆盖腔室11的底部的分配网络27用空气8进行。在本发明的这个实施方案中，用于回收腔室11的内容物12的经澄清部分的装置200包括：

-回收管道201，其在腔室的内部25和外部26之间、在腔室11的内

容物12的表面24下方延伸，其包括：

o至少一个通道202，其以液压方式连接腔室11的内容物12和回收管道201，

o回收孔口203，腔室11的内容物12的经澄清部分旨在通过其排出，

o空气管道204，其将回收管道201与大气以液压方式或以气动方式相连，

-空气管道204上的排气阀205，其能够占据打开位置或关闭位置，通过该排气阀可以将阻塞在回收管道中的空气排出到大气中；

-回收管道201上的空气/水阻塞装置216，其能够阻塞在空气/水阻塞装置216上游在回收管道201中的空气，并能够阻塞空气/水阻塞装

置216下游的水；

-空气注入器207，其连接到回收管道201并且旨在为回收通道201供应过压和/或压缩空气。

回收装置200可以包括空气注入器207(其有利地具有止逆阀)，该空气注入器207连接到在排气阀205和空气/水阻塞装置216之间的空气管道204并且旨在为回收管道201供应过压/压缩空气。

空气/水阻塞装置216可以是可以占据打开或关闭位置的阀，优选是电动的，或者是可以被灌注或未被灌注的U形虹吸管。在整个描述的其余部分中，如果该阀处于打开位置或虹吸管被灌注，则空气/水阻塞装置216据说被打开，并且如果该阀被关闭或虹吸管未被灌注，则空气/水阻塞装置216据说被关闭。

回收装置200可以包括空气注入器207，该空气注入器207连接到在排气阀205和空气/水阻塞装置216之间的空气管道204并且可以旨在为回收管道201供应过压/压缩空气。用于阻塞回收管道的空气可以替代地源自处理方法中使用的空气源。更具体地，空气注入器207可以专用于阻塞空气/水。在这种情况下，它包括止逆阀。空气注入器207也可以不专用于阻塞空气/水，也就是说，空气注入器可以源自到腔室的空气供应。在这种情况下，回收装置200进一步包括阻塞阀206以提供阻塞功能。空气注入器207不一定连接到空气管道204，而是系统地连接到回收管道101，以便用空气/水阻塞回收管道。

空气注入器207可以在曝气步骤105期间间歇地或连续地操作。

排气阀205相当于放气阀。

用于控制回收装置200的控制装置210的目的是用空气充满回收导管201直到回收管道201自身完全排空回收管道201中包含的经澄清部分，在曝气步骤105和倾析步骤106期间保持回收导管201充满空气，并且在供应步骤101和回收步骤107期间经由经澄清部分22排出回收管道201中包含的空气。更具体地，控制装置210被配置为根据需要致动阀205和阻塞装置216，以便将回收管道自身排空回收管道201中存在的经澄清部分，并且在曝气阶段和倾析阶段期间保持回收管道201充满空气。空气可以连续供应。它也可以源自外部空气源，也就是说，不专门用于阻塞空气/水，并且被设计用于腔室的曝气。在外部空气源的情况下，需要隔离阀206。在凭此回收装置200包括专用于阻塞空气/水的空气注入器207的情况下，所述注入器可以将过压和/或压缩空气注入到回收管道201中。应该注意的是，该专用空气注入器207具有止逆阀(未在图中示出)。换句话说，回收管道201然后被空气阻塞：它充满空气，该空气然后由于空气/水阻塞装置216和排气阀205的关闭而不能逸出。在曝气阶段期间，由于空气引入到腔室中，腔室的内容物的水平增加，并且内容物的液位上升。腔室的内容物的液位上升。但是，因为回收管道充满了空气，该内容物无法进入管道。这具有避免污泥从系统中损失(污泥的存在对于致密化很重要)的优点，以及避免回收管道和离开孔口203的经澄清的水的污染的优点(这对于应该在下游实施的三级处理和/或对于拒绝标准来说很重要)，通道202使得可以补偿升高经受曝气的反应器的水位的气体滞留，它们还补偿管道的不完美的水平状态。

在不连续空气注入的情况下，内容物在通道202中上升，但不能进入回收管道201。凭借对回收装置的控制，这种配置确保只有经澄清部分进入回收管道，而不存在含有污泥的内容物进入其中的任何风险。

重要的是要强调，回收管道在腔室的内容物的表面24下方延伸。因此，它被永久地浸没在腔室的内容物中。通道202(其是具有入口孔的管)被永久地浸没并且充满了腔室的内容物(充满了经澄清的水(在供应/回收步骤和厌氧步骤期间)或空气(反应步骤，其包括曝气步骤和倾析步骤))。换句话说，通道的内容物根据当前的序列而变化。通道202具有双重作用：它们在供应/回收步骤期间形成通向回收管道201的经澄清部分的通道，并且它们形成缓冲容积，而不进入回收管道201，当腔室的内容物的液位由于曝气而增加时，缓冲容积包含腔室的内容物。凭借注入/排出过压和/或压缩空气以及打开/关闭阻塞装置和排气阀，根据处理方法的进展，发生从进入回收管道的作用转变为缓冲容积的作用。过压和/或压缩空气的注入/排出以及阻塞装置和排气阀的打开/关闭由用于回收装置200的控制装置210控制。

在一个实施方案中，空气/水阻塞装置216包括在空气管道204和回收孔口203之间的U形虹吸管208。当注入空气时，虹吸管和回收管道中包含的经澄清的水被空气替换，直到等于一个或多个通道的末端的高度。通过这种方式，虹吸管旨在将腔室的内容物与腔室外部的经澄清的水以液压方式断开，因此它未被灌注。通过延长虹吸管的高度，还可以补偿在曝气步骤期间表面24的液位的上升。虹吸管的存在不是必要的，并且其他实施方案是可能的，并且将在下面提出。虹吸管可以与阻塞阀206相关联，如果用于充满回收管道的空气源自用于处理的空气(不专用于阻塞空气的空气注入器207)，则阻塞阀206也由控制装置210控制。回收孔口203是通过其排出经处理的水的孔口。

回收孔口203有利地定位在回收管道201的液位上方。此外，有利地，回收管道201包括排气管道211。同样在这种情况下，其他实施方案也是可能的，并且将在下文中阐述。

对于回收装置的这个实施方案，本发明的方法包括在倾析步骤106(在此期间污泥沉积在腔室11的底部并且腔室11的内容物在其表面24附近被澄清)之后的回收腔室11的内容物的经澄清部分22的步骤107，其中所述回收步骤107和供应步骤101同时进行，以便在回收步骤107和供应步骤101期间保持腔室11的内容物的液位基本恒定。

根据本发明的处理方法还可以包括与供应、倾析或厌氧步骤耦合的等待阶段116。

根据本发明，所述处理方法包括：

-控制回收装置200的步骤120，在该步骤期间，用空气充满回收管道201，直到回收管道201自身完全排空回收管道201中包含的经澄清部分22，并且在反应序列102期间，优选地还在倾析步骤106和任选存在的等待步骤期间，使回收管道201保持充满空气；及

-在供应步骤101和回收步骤107期间通过经澄清部分22排出包含在回收管道201中的空气的步骤123。

在步骤120之后和步骤123之前，该方法可以包括步骤121：如果在空气注入步骤期间空气注入不是连续的，则在曝气步骤105期间用腔室11的内容物12至少部分地填充至少一个通道202。

此外，在步骤120和步骤123之间，该处理方法包括保持回收管道充满空气的另外两个步骤。如上所述，用空气充满回收管道201的步骤120通过同时注入空气和排出经澄清的水来进行。在第一曝气步骤105开始时，阀205被关闭并且空气/水阻塞装置216据称被关闭，空气注入装置(空气注入器207)处于运行中。

接下来，该方法包括通过注入空气来保持回收管道201充满空气的步骤122。在曝气步骤105期间，阀205被关闭并且空气/水阻塞装置216据称被关闭，空气注入装置207在运行中。

接下来，该方法包括在不注入空气的情况下保持回收管道充满空气的步骤122bis。在曝气步骤105和倾析步骤106期间，阀205被关闭并且空气/水阻塞装置216据称被关闭，空气注入装置207被停止。

接下来，进行排出包含在回收管道中的空气并同时用经澄清的水填充的步骤123。在供应步骤101、回收步骤107和厌氧步骤103期间，阀205被打开并且阻塞装置216据称被打开，空气注入装置207被停止。

然后，最后，如果在曝气步骤105期间空气的注入不是连续的，特别地为了节省能量，则可以进行在曝气步骤105期间用腔室11的内容物12至少部分地填充至少一个通道202的步骤121(但该步骤并非旨在如此)。在这种情况下，可以重新注入空气以再次充满回收管道201，这是步骤122。这可以通过调节频率和空气注入持续时间或以更精确的方式通过整合液位测量探头以切分的方式进行，该液位测量探头使得可以检测是否重新注入空气并且在曝气步骤105期间是否触发步骤122。

在包括曝气步骤的反应序列期间，使回收管道保持充满空气。优选地，在倾析步骤期间，它也保持充满空气。事实上，如果在倾析开始时回收管道不再充满空气，则污泥层将没有足够的时间下降到通道202的入口孔下方，这将导致回收管道被污泥污染。

本发明的特定特征在于将回收管道201定位在腔室的内容物的表面24下方，也就是说，它总是被浸没。换句话说，其含量凭借根据处理方法的步骤控制回收装置200的步骤(120、122、122bis、123)来控制。结果，只有经处理的水才能渗透到回收管道中以便被回收。回收管道被显示为基本水平的，也就是说平行于腔室的内容物的表面24，但是它也可以是倾斜的并且沿着与表面24所在的平面相交的轴线延伸。第一个优点是不限制腔室的体积，因为在曝气步骤105期间，不需要将水平面降低到回收管道下方以防止未经处理的水和污泥进入。凭借对回收装置的控制，恰好在反应器的曝气步骤105之前，回收管道充满空气。换句话说，回收管道充满空气，也就是说，它被空气阻塞，因此在腔室的在管道附近的内容物不仅仅是经处理的水的阶段，腔室的内容物无法进入。另一个特定特征源自通道(多个通道)202，通道202将腔室11的内容物液压连接到回收管道201。它们被显示为垂直于表面24，但也可以向下倾斜。通道202起着明显作用：在确保经澄清部分和回收管道之间的液压连接以允许回收经澄清部分的同时，它还允许在曝气步骤期间保持腔室的内容物的液位的升高。通道202具有两个端部(见图4)：第一端部221和与回收管道201直接接触的第二端部222，从而允许回收管道201和通道202之间的流动。通道202可以具有任何横截面：圆形、矩形、多边形等，回收管道201也可以如此。

曝气步骤105导致由于将空气注入腔室而引起腔室的内容物的液位的变化。在曝气步骤105期间，通道(或多个通道)202至少部分地填充有腔室的内容物。对于其中空气注入到回收管道中不是连续的方法，这是步骤121的特殊情况。通道202的填充高度对应于腔室的内容物的上升高度。由于通道202被尺寸设计为足够高以解决步骤121的特定情况，因此内容物12不会到达通道202的第二端部222。回收管道201本身保持充满空气。在曝气步骤105期间，腔室的内容物是均匀的，甚至在表面24处也是如此。凭借通道202，这种含有污泥的均匀内容物不会进入回收管道201。通道202在空气阻塞的回收管道和腔室的内容物之间形成过渡区。通道202的端部221可以与水和污泥接触。通道202的端部222从不与污泥接触。因此，这确保了根据阶段，回收管道包含空气或经处理的水，但从不包含污泥。

在反应序列102和优选的倾析步骤106和任选存在的等待阶段116期间，回收管道201保持充满空气。这是步骤122bis。在倾析结束时，存在于腔室中的污泥沉积在腔室11的底部并且腔室11的内容物在其表面24附近被澄清。该方法然后包括从回收管道201排出空气的步骤123。阀205处于打开位置，并且经澄清的水进入回收管道，并经由阀205和经由排放管道允许排出阻塞在回收管道中的空气。回收管道中不再有阻塞的任何空气。

随后，空气/水阻塞装置216被置于所谓的打开位置，并且新的循环开始：供应步骤101与回收步骤107同时发生。通过将一定体积的流出物引入腔室，排出相同的体积，以保持基本恒定的液位。由于回收管道不再被空气堵塞，因此回收管道201和通道202被位于表面24处的腔室11的该量的内容物12填充。这是旨在回收的经澄清部分。

控制用空气充满回收管道(步骤120)和阻塞回收管道中的空气(步骤122bis，如果空气注入不是连续的，则任选地用步骤122补充)导致对内容物进入回收管道的时刻的精确控制。当腔室的内容物在其表面上被澄清时，回收管道可获取腔室的内容物。然而，在曝气步骤期间，其中内容物是均匀的，也就是说，当腔室的内容物在回收管道附近没有被澄清时，回收管道不能获取该内容物。换句话说，根据本发明的方法使得能够精确地控制进入回收管道的物质。根据废水处理的步骤，存在一系列用空气阻塞回收管道的阶段和自由液压连接的阶段，在此期间，腔室的内容物可以在回收管道中循环。

因此，该替代实施方案是基于控制用于回收SBR的腔室的装置的步骤，在此期间，恰好在曝气在SBR中已投入使用之前，用空气充满回收管道，直到管道自身完全排空管道中包含的(经澄清的)水。根据处理方法的步骤，凭借回收管道的受控空气充满，本发明的该替代实施方案保证了在曝气期间经处理的水回收管道不被活性污泥污染。

更普遍地，对于本领域技术人员而言将清楚的是，根据刚才已经公开的教导，可以对以上描述的实施方案进行各种修改。在随后的权利要求中，所使用的术语不应被理解为将权利要求限制于本说明书中所陈述的实施方案，而必须被理解为以包括权利要求由于其措辞而旨在涵盖的所有等价物，并且其规定在本领域技术人员的基于它们的常识的范围内。

Claims

1.用于在定序间歇反应器(SBR)(10)中处理包含碳污染、氮污染和磷污染的废水流出物(20)的方法，所述SBR(10)包括：

-能够容纳包含不同液位的废水-污泥混合物(12)的腔室(11)，其中每个液位由污泥浓度和/或密度限定；

-位于所述腔室(11)的底部的污泥床(13)，其包括PAO(14)，在其上方限定污泥层液位(15)；

-用于确定用于在所述腔室(11)中提取污泥的最低液位(17)和最高液位(18)的装置(16)；

-能够在最低提取液位(17)和最高提取液位(18)之间的可变液位处提取污泥(23)的提取装置(19)；

所述方法包括：

-供应SBR(10)的步骤(101)，在此期间优选地经由覆盖所述腔室(11)的底部的分配网络(21)，在所述腔室(11)的底部附近在所述污泥床(13)中引入一定体积的待处理的流出物(20)，

-反应序列(102)，其包括：

o至少第一厌氧步骤(103)，在此期间PAO(14)捕获碳污染并释放磷化合物；

o任选地，缺氧条件下(部分和/或全部)反硝化第二步骤(104)，

其中该步骤仅在NOx浓度大于预定阈值的情况下实施；

o第三曝气步骤(105)，允许通过PAO(14)对所述流出物进行脱磷，其中所述曝气被控制以同时进行(部分或全部)硝化或(部分或完全)亚硝化；

-倾析步骤(106)，在此期间污泥沉积在所述腔室(11)的底部并且所述腔室(11)的内容物在其表面(24)附近被澄清；

-回收步骤(107)，在此期间从所述腔室的所述内容物中抽出经澄清部分(22)，其中所述回收步骤(107)和供应步骤(101)同时进行，

以便在所述回收步骤(107)和供应步骤(101)期间保持所述腔室(11)的所述内容物的液位基本恒定；及

-在所述最低提取液位(17)和所述最高提取液位(18)之间的预定液位处，优选在所述污泥层(15)附近，提取污泥指数大于100mL/g且倾析速度小于2m/h的至少一部分轻质污泥(23)的步骤(108)。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其进一步包括测量所述污泥层(15)的步骤(109)，并且其中当所述污泥层(15)的测量值基本上等于距所述污泥提取液位的预定距离时，执行提取至少一部分所述轻质污泥的步骤(108)。

3.根据权利要求1或2之一所述的处理方法，其中提取至少一部分所述轻质污泥的步骤(108)在所述供应步骤(101)期间和/或在所述倾析步骤(106)期间进行。

4.根据权利要求1至3之一所述的处理方法，其包括在所述反应序列(102)期间，将空气注入所述腔室(11)中的步骤(110)。

5.根据权利要求1至4之一所述的处理方法，其中所述第三曝气步骤(105)之后是缺氧条件下的后置反硝化步骤(111)，其优选在第三步骤(105)是全部或部分硝化步骤时实施；或者所述第三曝气步骤(105)之后是缺氧条件下的反亚硝化步骤(111)，其优选在第三步骤(105)是全部或部分亚硝化步骤时实施；或者所述第三曝气步骤(105)之后是缺氧条件下的脱氨步骤(111)，其优选在第三步骤(105)是部分亚硝化步骤时实施。

6.根据权利要求1至5之一所述的处理方法，其中所述倾析步骤(106)之前是将空气注入所述腔室(11)中的步骤(112)。

7.根据权利要求1至6之一所述的处理方法，其包括使用所述腔室(11)内的致密化装置(30)对污泥进行致密化的步骤(113)。

8.根据权利要求1至7之一所述的处理方法，其进一步包括作为所述废水流出物(20)的碳、氮和磷污染水平的函数控制所述第三曝气步骤(105)的持续时间的步骤(114)。