專利名稱：污水處理方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于污水處理的方法和系統(tǒng)，更詳細(xì)的說(shuō)是關(guān)于在污水處理過(guò)程中除去營(yíng)養(yǎng)物的方法和系統(tǒng)。
目前，在污水處理廠中采用了各種生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除(BRN)方法來(lái)加大污染物的降解。在一個(gè)典型的BNR操作中，污水中的污染物，例如碳源(作為生物化學(xué)需氧量或者BOD來(lái)測(cè)定)，氨、氮、磷酸鹽等在厭氧、缺氧、需氧階段中通過(guò)活性污泥被消化掉，這在本領(lǐng)域內(nèi)被人們所熟知。在厭氧階段，污水，經(jīng)過(guò)或不經(jīng)過(guò)初步沉淀操作，與回收的活性污泥(RAS)混合。
在許多污水處理工廠中的BNR操作中設(shè)置一個(gè)厭氧階段，在此厭氧階段中，聚磷微生物品種占據(jù)了短的碳鏈營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和作為細(xì)胞內(nèi)最普通的聚羥基丁酸(PHB)而儲(chǔ)存此營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，微生物必須消耗能量以完成對(duì)可溶有機(jī)物的吸收和形成細(xì)胞內(nèi)儲(chǔ)存產(chǎn)品。通過(guò)在儲(chǔ)存的長(zhǎng)鏈無(wú)機(jī)聚磷酸中的高磷酸健的斷裂，從而獲的能量。這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生正磷酸鹽，此正磷酸鹽從細(xì)胞中釋放到厭氧區(qū)的溶液中。在后面的含氧階段中，對(duì)用于重新分子內(nèi)聚磷酸合成的可溶性正磷酸鹽的充分的吸收。先前儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行需氧的新陳代謝產(chǎn)生二氧化碳、水、和新的細(xì)胞。當(dāng)固體受到處理過(guò)程的污染時(shí)，同沒(méi)有厭氧區(qū)的傳統(tǒng)的處理方法相比較，有聚磷酸微生物所占據(jù)的正磷酸會(huì)產(chǎn)生磷酸去除量的四倍。
在大多數(shù)的污水處理廠中，在BNP過(guò)程中設(shè)置一個(gè)或者幾個(gè)缺氧階段。在缺氧階段中，脫氮?jiǎng)?，例如能脫氮的微生物，利用硝酸鹽和/或亞硝酸鹽作為電子接受體，以及在脫氮過(guò)程中消耗一些可得到的碳源。逐步的將NOX減少到氮?dú)庖约搬尫诺娇諝庵?，如下所示NO3-→NO2-→NO→N2O→N2通常通過(guò)將一定容量的來(lái)自有氧階段末尾的污水供給硝酸鹽，而有氧階段在厭氧階段開(kāi)始的后面。
在BNR過(guò)程中典型地使用一個(gè)或者幾個(gè)有氧階段，在有氧階段中，供給含有大約20％氧氣或者純氧氣的空氣，以使維持所需要的溶解氧氣量。自給營(yíng)養(yǎng)有機(jī)物，例如能使用胺作為能量來(lái)源的微生物，在需氧條件下將氨轉(zhuǎn)化為在亞硝酸鹽和硝酸鹽。污水中的聚磷微生物向哦能夠水相中吸收磷酸以及將細(xì)胞內(nèi)的PHB和PHV儲(chǔ)存產(chǎn)品消化，轉(zhuǎn)化為用于能量?jī)?chǔ)存的化合物—聚磷酸。聚磷微生物的磷酸群得到補(bǔ)充，將磷從系統(tǒng)中除去，這在本領(lǐng)域內(nèi)已經(jīng)被人們所熟知。在需氧條件下，在水相中剩余的碳源進(jìn)一步得到需氧微生物的消化。
當(dāng)污染物的降解接近結(jié)束時(shí)，將微生物和經(jīng)過(guò)處理后的水通過(guò)固體/液體分離過(guò)程，在此過(guò)程中的生物固體(biosolids)與液體得到分離。此生物固體或者循環(huán)回到厭氧/需氧/有氧處理過(guò)程中，或者作為廢的生物固體從處理過(guò)程中除去。在固體/液體分離中所使用的常用的設(shè)備是澄清器，在澄清器中生物固體沉淀到底部，使用循環(huán)泵收回，而清澈的水流在澄清器的表面流過(guò)排放魚(yú)梁(weirs)，在固體/液體分離過(guò)程中也經(jīng)常使用空氣浮選設(shè)備，以上所述的已經(jīng)被人們所熟知。
然而，目前的許多污水處理廠需要澄清器，這就增加了污水處理廠所占據(jù)的空間，增加了最初的成本和運(yùn)營(yíng)和維護(hù)的成本。而且，像這樣的一個(gè)系統(tǒng)，經(jīng)常使用大的操作投入，增加了額外的成本，而且，如上面所述，使用循環(huán)/返回系統(tǒng)增加了資金成本和運(yùn)營(yíng)以及維護(hù)成本。最后，在總的處理過(guò)程中，存在一個(gè)增大的水力保持時(shí)間(HRT)。
在另一方面，本發(fā)明是關(guān)于用于從污水中除去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的系統(tǒng)，包括第一污水處理槽T1，含有一個(gè)第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth出口On；一個(gè)第二污水處理槽T2，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和T2和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的第二槽進(jìn)口I2；一個(gè)第三污水處理槽T3，連接到槽T2以使污水流經(jīng)槽T2和T3；一個(gè)N-1污水處理槽Tn-1，連接到槽T3和Tn以使污水流經(jīng)T3和Tn-1以及流經(jīng)槽Tn-1和Tn，和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的N-1槽進(jìn)口In-1。
本系統(tǒng)含包括一個(gè)連接到槽T1的NH3探測(cè)器AD1；一個(gè)連接到槽Tn的NH3探測(cè)器ADn；一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TDn；一個(gè)連接到槽T2的NO3探測(cè)器ND2；一個(gè)連接到槽Tn-1的NO3探測(cè)器NDn-1；一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置。一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的混合混合裝置；和一個(gè)控制器，連接到空氣供給混合裝置、進(jìn)口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、NH3探測(cè)器AD1和ADn，TSS探測(cè)器TD1和TDn，NO3探測(cè)器ND2和NDn-1、過(guò)濾器F1和Fn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，I1和On是開(kāi)著的，In是關(guān)閉的，I2和In-1是在j和k上，其中j和k選自I1的百分?jǐn)?shù)，直到1)AD1≥X或者TD1≤Y，或者2)NDn-1+ADn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自NH3、TSS和NO3+NH3的濃度，在循環(huán)C2中，In和O1是開(kāi)著的，In-1和I2在l和m上，l和m選自In的百分?jǐn)?shù)，當(dāng)ND2≥A在循環(huán)C1時(shí)在T2+1中和當(dāng)NDn-1≥A在循環(huán)C2時(shí)在Tn-1中關(guān)閉空氣供給，其中，A選自NO3的濃度。
在另外一方面，本發(fā)明是關(guān)于一種用于除去污水中磷的系統(tǒng)，含有第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth出口On；一個(gè)第二污水處理槽T2，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和T2和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的第二槽進(jìn)口I2；一個(gè)第三污水處理槽T3，連接到槽T2以使污水流經(jīng)槽T2和T3；一個(gè)N-1污水處理槽Tn-1，連接到槽T3和Tn以使污水流經(jīng)T3和Tn-1以及流經(jīng)槽Tn-1和Tn，和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的N-1槽進(jìn)口In-1；一個(gè)連接到槽T1的PO4探測(cè)器PD1；一個(gè)連接到槽Tn的PO4探測(cè)器PDn；一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TDn；一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置/混合混合裝置；和一個(gè)控制器，連接到空氣供給混合裝置、進(jìn)口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、PO4探測(cè)器TD1和TDn，TSS探測(cè)器TD1和TDn，過(guò)濾器F1和Fn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，空氣在T1是關(guān)閉的，在Tn時(shí)是開(kāi)著的，I1和On是開(kāi)著的，In和O1是關(guān)閉的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自PO4、TSS和PO4的濃度，在循環(huán)C2中，空氣在Tn時(shí)是關(guān)閉的，在T1時(shí)是開(kāi)著的，In和O1是開(kāi)著的，I1和On是關(guān)閉的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自PO4、TSS和PO4的濃度。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的另外方面的優(yōu)選營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除系統(tǒng)的示意圖。
圖3是優(yōu)選的除去磷的系統(tǒng)的示意圖。
根據(jù)

圖1，顯示了一種用于去除生化需氧量(BOD)和/或NH3/NH4+的系統(tǒng)。系統(tǒng)包括與槽Tn-1相鄰的槽T1，槽Tn-1與Tn相鄰。盡管所顯示的槽直接與另一個(gè)相鄰，但它們相接觸不是必須的，只要它們操作中連接在一起，以及一方名污水可以流經(jīng)T1和Tn-1，另一方面流經(jīng)Tn-1與Tn。而且，所有的槽都應(yīng)該優(yōu)選包括將空氣引入污水中的裝置，例如用空氣擴(kuò)散器等。
槽T1連接到入流線I1，槽Tn連接到入流線In，槽T1連接到出口線O1，槽Tn連接到出口線On，每一個(gè)出口線O1和On連接到過(guò)濾單元上，該過(guò)濾單元優(yōu)選膜型過(guò)濾器F1和Fn。而且，每一個(gè)過(guò)濾器F1和Fn有一個(gè)用于清洗過(guò)濾器的裝置，(一段時(shí)間后)能和/或負(fù)載特定的物質(zhì)，這種特定的物質(zhì)，過(guò)濾器的清洗方面的結(jié)構(gòu)或者操作不是重要的，只要具有清洗功能就行。
過(guò)濾器F1和Fn是膜型的過(guò)濾器，在槽T1和Tn中已經(jīng)描述過(guò)(depict)，但位于槽T1和Tn內(nèi)不是必須的，可以位于槽外面，但分別連接到槽T1和槽T2上。
槽T1具有NH3/MH4+探測(cè)器AD1和TSS探測(cè)器TD1，同樣，槽Tn具有NH3/MH4+探測(cè)器ADn和TSS探測(cè)器TDn，探測(cè)器AD優(yōu)選有Myratek，Inc.制造，探測(cè)器由Royce Instrumentation Corp.制造，例如，有可能用OUR(氧氣吸收率)探測(cè)器OD1和ODn來(lái)補(bǔ)充和取代探測(cè)器AD1和ADn，如圖1所示。
此系統(tǒng)也具有控制器，典型的包含在線的具有程序軟件的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，連接到各種元件上，I1、In、O1、On、AD1、ADn、TD1、TDn，來(lái)監(jiān)控和控制系統(tǒng)的操作。控制器以取決于系統(tǒng)中參測(cè)到的情況循環(huán)C1和C2進(jìn)行相互運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，在循環(huán)C1中，進(jìn)口I1和出流On是開(kāi)著的，以使污水能留到槽T1的系統(tǒng)中和流出槽內(nèi)Tn的系統(tǒng)。進(jìn)口In是關(guān)閉的，出口O1也是關(guān)閉的。最優(yōu)選的是，將過(guò)濾器F1進(jìn)入一個(gè)在每一個(gè)循環(huán)中的清洗形式。盡管它可以不進(jìn)入清洗形式。
此系統(tǒng)在循環(huán)C1中運(yùn)轉(zhuǎn)，直到探測(cè)器AD1和TD1探測(cè)到NH3/MH4+的濃度超過(guò)或者與所選擇的濃度X、Y相同。具有代表的濃度X數(shù)值包括大約1ppm到大約10ppm，濃度Y的數(shù)值是大約3000ppm到20000ppm，盡管在上述濃度以外的濃度根據(jù)情況也是可以的。當(dāng)超過(guò)這些濃度，控制開(kāi)關(guān)就會(huì)從循環(huán)C1轉(zhuǎn)到循環(huán)C2。循環(huán)C2改變?cè)S多運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，其中，打開(kāi)進(jìn)口In和出口O1以使污水流到槽Tn中，通過(guò)Tn-1進(jìn)入槽T1，最后，出來(lái)通過(guò)出口O1，進(jìn)口I1關(guān)閉，出口On關(guān)閉。優(yōu)選過(guò)濾器Fn設(shè)置為清洗形式，盡管它在任何給定循環(huán)取決于需要或者系統(tǒng)的建立，可以進(jìn)入清洗形式。
此系統(tǒng)在循環(huán)C2中運(yùn)轉(zhuǎn)，直到探測(cè)器ADn或者TDn探測(cè)到NH3/MH4+或TSS濃度超過(guò)或者與所選擇的濃度X、Y相同，在此處，系統(tǒng)就會(huì)從循環(huán)C2轉(zhuǎn)回循環(huán)C1，典型的說(shuō)，濃度X和Y從上述的范圍內(nèi)變化，當(dāng)能在上述的范圍之外，這取決于各種情況。盡管上面的描述目的是使用探測(cè)器和控制器在循環(huán)C1和循環(huán)C2之間變換，能受到定時(shí)器的發(fā)動(dòng)。
參照?qǐng)D2，顯示了另一個(gè)除去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的系統(tǒng)。圖2描述了一種具有五個(gè)分離槽T1、T2、T3、Tn-1和Tn的系統(tǒng)。雖然測(cè)系統(tǒng)有五個(gè)槽，但根據(jù)情況可以總加額外的槽。基本上，圖2的系統(tǒng)與圖1顯示的系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)是一樣的。除了它有比較多的槽和具有額外關(guān)于槽T2和Tn-1的功能。而且，所有的槽都優(yōu)選包括將空氣因與污水中的操作以及將槽內(nèi)的物質(zhì)不用通風(fēng)進(jìn)行混合的操作。
以與上面相同的方法，一系列相鄰的槽T1、In相互連接在一起，如上所述，它們不需要線性的相鄰，但如所示，為了方便和減小系統(tǒng)腳印(footprint)以及結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)選方式。因此，污水能自由的流經(jīng)各個(gè)相鄰的槽，最后能從槽T1到槽Tn，槽T1和槽Tn具有進(jìn)口I1和In，出口O1和On，跟上面的一樣。以與圖1相同的方式出口連接到過(guò)濾單元。
槽T2額外的具有NO3探測(cè)器ND2，槽Tn-1(NDn-1)也是一樣，例如，優(yōu)選從Myratek，Inc.，獲得NO3探測(cè)器。而且，槽T2和槽Tn-1與進(jìn)口I1和In相連接，以使它們能從接收從這些源的任何一個(gè)來(lái)的污水。NO3探測(cè)器ND2和NDn-1以及進(jìn)口I2和In-1除了連接到進(jìn)口I1和In，出口O1和On，NH3/MH4+探測(cè)器AD1和ADn，TSS探測(cè)器TD1和TDn上，還連接到控制器上。
如圖2所示的系統(tǒng)，也是以二循環(huán)形式進(jìn)行操作的。其中，在循環(huán)C1中，進(jìn)口I1和出口On設(shè)置在相對(duì)的位置上，以接收污水進(jìn)入槽T1和將處理過(guò)的污水從出口On排出，進(jìn)口In和出口O1是關(guān)閉的，優(yōu)選，過(guò)濾器F1以清洗的形式設(shè)置。然而，另外，j和k百分的通過(guò)進(jìn)口I1流入到槽T1的污水，分別導(dǎo)入槽T2和Tn-1。
循環(huán)1繼續(xù)操作，直到探測(cè)器AD1探測(cè)到NH3/MH4+的濃度大于或者等于X，或者探測(cè)器TD1探測(cè)到TSS的濃度少于或者等于Y，在此處，循環(huán)C1轉(zhuǎn)到循環(huán)C2，如前所述，X和Y分別表示NH3/MH4+和TSS的濃度，而且，當(dāng)由探測(cè)器NDn-1+ADn探測(cè)到的額外濃度超過(guò)或者等于Z，循環(huán)C1就轉(zhuǎn)到循環(huán)C2，Z是槽Tn-1中探測(cè)到的NO3+NH3的濃度。
而且，控制器連接到空氣供給系統(tǒng)，當(dāng)槽T2中NO3的濃度A超過(guò)所選擇的水平時(shí)，在槽T2+1中空氣供給就會(huì)關(guān)閉，在循環(huán)C1中的槽T2和Tn-1中的空氣就會(huì)關(guān)閉。
循環(huán)C2含有打開(kāi)進(jìn)口In和出口O1，以使污水進(jìn)入槽Tn和流經(jīng)系統(tǒng)，流向槽T1和出來(lái)。進(jìn)口I1和出口On是關(guān)閉的，優(yōu)選，過(guò)濾器Fn以清洗的形式設(shè)置。而且，通過(guò)進(jìn)口In流入到槽Tn污水量的l和m百分量的污水，分別導(dǎo)入槽T2和Tn-1，通過(guò)T2和Tn-1，其中，l和m是選自流經(jīng)進(jìn)口In的污水總量的百分?jǐn)?shù)。再循環(huán)C2的槽T2和槽Tn-1中，空氣是關(guān)閉的。
系統(tǒng)繼續(xù)操作，直到探測(cè)器ADn或者TDn探測(cè)到NH3/MH4+或者TSS的濃度大于或者等于X，或者小于或者等于Y，在此處，循環(huán)C2轉(zhuǎn)到循環(huán)C1，同樣，由探測(cè)器ND2和AD1探測(cè)到的在槽T2中NO3的濃度加上在槽T1中NH3/MH4+的濃度超過(guò)或者等于Z，系統(tǒng)即從循環(huán)C2就轉(zhuǎn)到循環(huán)C1，Z所選擇的濃度。
最后，空氣供給到槽TN-2直到探測(cè)器NDn-1探測(cè)到的NO3的濃度大于或者等于濃度A，此時(shí)，關(guān)閉空氣供給。
參照?qǐng)D3，設(shè)置一個(gè)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)去除系統(tǒng)來(lái)除去磷。圖3描述了一個(gè)含有5個(gè)分離的部件T1、T2、T3、Tn-1和Tn，盡管所描述的系統(tǒng)有5個(gè)槽，但根據(jù)情況可以加入一些另外的槽?；旧?，圖3的系統(tǒng)與圖1的系統(tǒng)操作是相似的，除了它有更多的槽和對(duì)于槽T1和Tn有額外的功能。而且，所有的槽最優(yōu)選含有將空氣導(dǎo)入污水中的操作和不通風(fēng)攪拌槽的操作。
以同樣的方法，如上面所提到的，有一系列的相鄰的槽T1…Tn，操作性的相互連接在一起。如上，它們不需要線形的連接在一起，但是為了方便和減少系統(tǒng)腳印(footprint)的優(yōu)選方式。因此污水可以自由的流經(jīng)各個(gè)槽，但最后能從槽T1流到槽Tn。槽T1和槽Tn有進(jìn)口I1和In，出口O1和On，進(jìn)口以與圖1所示相似的方式連接到過(guò)濾單元上。
槽T1額外的具有PO4探測(cè)器，槽Tn(PDn)也是一樣。PO4探測(cè)器優(yōu)選Chemscan，inc.的。槽T1和Tn也含有TSS探測(cè)器。PO4探測(cè)器，PD1和PDn以及進(jìn)口I1和In，出口O1和On，TSS探測(cè)器TD1和TDn連接到系統(tǒng)控制器。
如圖3所示的系統(tǒng)也是以二循環(huán)形式操作的。其中，在循環(huán)C1中，進(jìn)口I1和出口On設(shè)置打開(kāi)的位置上，以接收污水進(jìn)入槽T1和將污水從出口On排放，進(jìn)口In和出口O1關(guān)閉，優(yōu)選，過(guò)濾器F1以清洗的形式設(shè)置。
循環(huán)1繼續(xù)操作，直到探測(cè)器PD1探測(cè)到磷的濃度大于或者等于X，或者探測(cè)器TD1探測(cè)到TSS的濃度少于或者等于Y，或者探測(cè)器PDn探測(cè)到磷酸鹽的濃度大于或者等于Z，此時(shí)，循環(huán)C1轉(zhuǎn)到循環(huán)C2，如前所述，X和Z分別表示所含有的磷酸鹽的濃度，Y表示TSS的濃度。
而且，控制器連接到空氣供給系統(tǒng)，污水流經(jīng)控制系統(tǒng)以使在循環(huán)C1中，空氣是關(guān)閉的，厭氧條件存在T1中，和I1以及On是開(kāi)著的。而且，空氣通過(guò)Tn隨后在槽T2，以同樣的方式，在循環(huán)C2中，空氣是關(guān)閉的，厭氧條件存在Tn中，和In以及O1是開(kāi)著的。而且，空氣通過(guò)T1隨后在槽Tn-1。
循環(huán)2包含打開(kāi)進(jìn)口In和出口O1，以使污水進(jìn)入槽Tn和流經(jīng)系統(tǒng)，流向槽T1和出來(lái)。進(jìn)口I1和出口On是關(guān)閉的，優(yōu)選，過(guò)濾器Fn以清洗的形式設(shè)置。空氣在槽Tn是關(guān)閉的，在后面的槽中是開(kāi)著的。
系統(tǒng)在循環(huán)C2中繼續(xù)操作，直到探測(cè)器PDn探測(cè)到濃度少于或者等于X或者探測(cè)器TDn探測(cè)到濃度少于或者等于Y，或者探測(cè)器PD1探測(cè)到濃度大于或者等于Z，此時(shí)，循環(huán)C2轉(zhuǎn)向循環(huán)C1。
上面的用于圖1所示系統(tǒng)的二循環(huán)操作，2和3已經(jīng)另外系統(tǒng)中，盡管在圖中沒(méi)有表示出，供給了超過(guò)以前系統(tǒng)的重要優(yōu)點(diǎn)。上述的系統(tǒng)供給了一種處理過(guò)的污水，這種污水幾乎可以飲用，將水經(jīng)過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的反相滲透就可以飲用。此外，上述系統(tǒng)不需使用在目前的污水處理技術(shù)中普遍使用的清洗器。供給了具有以下優(yōu)點(diǎn)的系統(tǒng)具有小的腳印(footprint)、高的可靠性、資金投入少、以及操作和維護(hù)費(fèi)用小。
而且，上述的系統(tǒng)能高度自動(dòng)化，這樣就減少了所需要的操作員的注意，進(jìn)而減少了操作成本和操作的不確定性。
另外一個(gè)在減少資金投入上的和運(yùn)作成本上的優(yōu)點(diǎn)是消除了在傳統(tǒng)系統(tǒng)中使用的傳統(tǒng)循環(huán)/返回系統(tǒng)。而且，這樣的循環(huán)/返回系統(tǒng)的消除導(dǎo)致HRT相對(duì)與傳統(tǒng)系統(tǒng)的增加。
而且，通過(guò)預(yù)先選擇或者設(shè)置各種各樣的探測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，處理后的水事實(shí)上能確保與在爭(zhēng)論中的特定設(shè)備相統(tǒng)一。最后，用于除去營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)作用的系統(tǒng)，在許多目前的技術(shù)系統(tǒng)中是沒(méi)有的，能取得和維持較高的MLSS濃度，例如，2-3倍于傳統(tǒng)的系統(tǒng)，借此可以提高每單位容量的污水處理能力。
盡管本發(fā)明在特定形式的裝置和方法步驟中描述過(guò)，對(duì)于在本領(lǐng)域中的普通的技術(shù)來(lái)說(shuō)，顯而易見(jiàn)，各種相同的技術(shù)可以被代替。步驟的順序可以變化，某些步驟可以獨(dú)立于其他的步驟而使用，所有的這些都沒(méi)有偏離權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種除去污水中BOD和NH3的系統(tǒng)，含有a)一個(gè)第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；b)另一個(gè)污水處理槽Tn-1，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和Tn-1；c)一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth槽出口On，連接到槽Tn-1上以使污水流經(jīng)槽Tn-1和Tn；d)一個(gè)連接到槽T1的NH3探測(cè)器AD1；e)一個(gè)連接到槽Tn的NH3探測(cè)器ADn；f)一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；g)一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TDn；h)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置；和i)一個(gè)控制器，連接到空氣供給進(jìn)口I1和In、出口O1和On、過(guò)濾器F1和Fn，NH3探測(cè)器AD1和ADn、TSS探測(cè)器TD1和TDn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，I1和On是開(kāi)著的，In是關(guān)閉的，直到AD1≥X或者TD1≤Y，其中X和Y分別選自NH3和TSS的濃度，在循環(huán)C2中，In和O1是開(kāi)著的，I1是關(guān)閉的，直到ADn≥X或者TDn≤Y。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1在循環(huán)C1中是清洗的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器Fn在循環(huán)C2中是以清洗的形式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于F1和Fn是膜過(guò)濾器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1和F3是中空纖維膜過(guò)濾器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含連接到所述控制器的空氣供給裝置，以將空氣供給一個(gè)或者多個(gè)所述的槽。
7.一種除去污水中NH3的系統(tǒng)，含有a)一個(gè)第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；b)另一個(gè)污水處理槽Tn-1，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和Tn-1；c)一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth槽出口On，連接到槽Tn-1上以使污水流經(jīng)槽Tn-1和Tn；d)一個(gè)連接到槽T1的NH3探測(cè)器AD1；e)一個(gè)連接到槽Tn的NH3探測(cè)器ADn；f)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置；和g)一個(gè)控制器，連接到空氣供給進(jìn)口I1和In、出口O1和On、過(guò)濾器F1和Fn，NH3探測(cè)器AD1和ADn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，I1和On是開(kāi)著的，In是關(guān)閉的，直到AD1≥X，其中X和Y分別選自NH3的濃度，在循環(huán)C2中，In和O1是開(kāi)著的，I1是關(guān)閉的，直到ADn≥X。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1在循環(huán)C1中是清洗的形式。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器Fn在循環(huán)C2中是以清洗的形式。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于F1和Fn是膜過(guò)濾器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1和F3是中空纖維膜過(guò)濾器。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含連接到所述控制器的空氣供給裝置，以將空氣供給給一個(gè)或者多個(gè)所述的槽。
13.一種除去污水中BOD的系統(tǒng)，含有a)一個(gè)第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；b)另一個(gè)污水處理槽Tn-1，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和Tn-1；c)一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth槽出口On，連接到槽Tn-1上以使污水流經(jīng)槽Tn-1和Tn；d)一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；e)一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TD3；f)一個(gè)連接到槽T1的OUR探測(cè)器OD1；g)一個(gè)連接到槽Tn的OUR探測(cè)器OD3；h)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置；和i)一個(gè)控制器，連接到空氣供給進(jìn)口I1和In、出口O1和On、TSS探測(cè)器TD1和TDn，OUR探測(cè)器OD1和OD3、過(guò)濾器F1和Fn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，I1和On是開(kāi)著的，In是關(guān)閉的，直到TD1≤Y或者OD1≥X，其中Y選自TSS濃度和X選自O(shè)UR的濃度，在循環(huán)C2中，I3和O1是開(kāi)著的，I1是關(guān)閉的，直到TDn≤Y或者ODn≥X。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1在循環(huán)C1中是清洗的形式。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器Fn在循環(huán)C2中是以清洗的形式。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于F1和Fn是膜過(guò)濾器。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1和F3是中空纖維膜過(guò)濾器。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含連接到所述控制器的空氣供給裝置，以將空氣供給給一個(gè)或者多個(gè)所述的槽。
19.一種除去污水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的系統(tǒng)，含有a)第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；b)一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth出口On；c)一個(gè)第二污水處理槽T2，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和T2和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的第二槽進(jìn)口I2；d)一個(gè)第三污水處理槽T3，連接到槽T2以使污水流經(jīng)槽T2和T3；e)一個(gè)N-1污水處理槽Tn-1，連接到槽T3和Tn以使污水流經(jīng)T3和Tn-1以及流經(jīng)槽Tn-1和Tn，和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的N-1槽進(jìn)口In-1；f)一個(gè)連接到槽T1的NH3探測(cè)器AD1；g)一個(gè)連接到槽Tn的NH3探測(cè)器ADn；h)一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；i)一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TDn；j)一個(gè)連接到槽T2的NO3探測(cè)器ND2；k)一個(gè)連接到槽Tn-1的NO3探測(cè)器NDn-1；l)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置；m)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的混合混合裝置；和n)一個(gè)控制器，連接到空氣供給混合裝置、進(jìn)口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、NH3探測(cè)器AD1和ADn，TSS探測(cè)器TD1和TDn，NO3探測(cè)器ND2和NDn-1、過(guò)濾器F1和Fn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，I1和On是開(kāi)著的，In是關(guān)閉的，I2和In-1是在j和k上，其中j和k選自I1的百分?jǐn)?shù)，直到1)AD1≥X或者TD1≤Y，或者2)NDn-1+ADn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自NH3、TSS和NO3+NH3的濃度，在循環(huán)C2中，In和O1是開(kāi)著的，In-1和I2在l和m上，l和m選自In的百分?jǐn)?shù)，當(dāng)ND2≥A在循環(huán)C1時(shí)在T2+1中和當(dāng)NDn-1≥A在循環(huán)C2時(shí)在Tn-1中關(guān)閉空氣供給。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1在循環(huán)C1中是清洗的形式。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器Fn在循環(huán)C2中是以清洗的形式。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于F1和Fn是膜過(guò)濾器。
23.根據(jù)權(quán)利要求19所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1和F3是中空纖維膜過(guò)濾器。
24.一種用于除去污水中磷的系統(tǒng)，含有a)一個(gè)第一污水處理槽T1，含有第一槽進(jìn)口I1和帶有第一槽過(guò)濾器F1的第一槽出口O1；b)一個(gè)Nth污水處理槽Tn，含有一個(gè)Nth槽進(jìn)口In和一個(gè)帶有Nth槽過(guò)濾器Fn的Nth出口On；c)一個(gè)第二污水處理槽T2，連接到槽T1上以使污水流經(jīng)T1和T2和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的第二槽進(jìn)口I2；d)一個(gè)第三污水處理槽T3，連接到槽T2以使污水流經(jīng)槽T2和T3；e)一個(gè)N-1污水處理槽Tn-1，連接到槽T3和Tn以使污水流經(jīng)T3和Tn-1以及流經(jīng)槽Tn-1和Tn，和含有一個(gè)連接到進(jìn)口I1和In的N-1槽進(jìn)口In-1；f)一個(gè)連接到槽T1的PO4探測(cè)器PD1；g)一個(gè)連接到槽Tn的PO4探測(cè)器PDn；h)一個(gè)連接到槽T1的TSS探測(cè)器TD1；i)一個(gè)連接到槽Tn的TSS探測(cè)器TDn；j)一個(gè)連接到至少一個(gè)所述槽的空氣供給裝置/混合混合裝置；和k)一個(gè)控制器，連接到空氣供給混合裝置、進(jìn)口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、PO4探測(cè)器TD1和TDn，TSS探測(cè)器TD1和TDn，過(guò)濾器F1和Fn，控制器在操作循環(huán)C1和C2之間轉(zhuǎn)換，其中，在循環(huán)C1中，空氣在T1是關(guān)閉的，在Tn時(shí)是開(kāi)著的，I1和On是開(kāi)著的，In和O1是關(guān)閉的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自PO4、TSS和PO4的濃度，在循環(huán)C2中，空氣在Tn時(shí)是關(guān)閉的，在T1時(shí)是開(kāi)著的，In和O1是開(kāi)著的，I1和On是關(guān)閉的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分別是選自PO4、TSS和PO4的濃度。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1在循環(huán)C1中是清洗的形式。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器Fn在循環(huán)C2中是以清洗的形式。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于F1和Fn是膜過(guò)濾器。
28.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，其特征在于，過(guò)濾器F1和Fn是中空纖維膜過(guò)濾器。
29.根據(jù)權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含連接到所述控制器的空氣供給裝置，以將空氣供給給一個(gè)或者多個(gè)所述的槽。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于污水處理的方法和系統(tǒng)，更詳細(xì)的說(shuō)是關(guān)于在污水處理過(guò)程中除去營(yíng)養(yǎng)物的方法和系統(tǒng)。
文檔編號(hào)C02F3/00GK1469846SQ01817167
公開(kāi)日2004年1月21日 申請(qǐng)日期2001年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者J·F·李, 詹姆斯·J·古德雷, 馬克·J·Sr·巴拜爾, 威廉姆·D·馬克格尼, 劉·文軍, D 馬克格尼, J 古德雷, J F 李, J Sr 巴拜爾, 軍 申請(qǐng)人:美商生化科技公司