專利名稱：強化活性污泥工藝的系統(tǒng)及方法
強化活性污泥工藝的系統(tǒng)及方法
相關(guān)申請
本申請要,錄交于2007年1月9日、名為"Process For The Biochemical Treatment Of Wastewater"的美國臨時申請序列號No, 60/879， 373的利益和 優(yōu)先權(quán)，^M^該交于2007年9月20日、名為"A Process For Enhanced Biochemical Treatment Of Wastewater"的美國臨時申請序列號No. 60/994, 553的利益和優(yōu);jy又，二者都在iiE參考并入。
狄領(lǐng)域
本發(fā)明涉及強4匕活性污泥工藝的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
市政和工業(yè)廢水處理iM通常包括一級、二級和三級工藝處理廢水，以去 除如懸浮固體、可生物降解的有機物、磷、氮、微生物污染物等污染物，從而
提供清潔出水。該清潔出7Kit常月W"格的地方、州和聯(lián)邦';m。
一級處理工藝通常包括篩網(wǎng)、沉 、#/或一 清器以去除大的固體和其 它懸浮物質(zhì)從而提供一級出水?；钚晕勰喾ㄊ且环N二級工藝，其采用了包含大 群攝食一級出水中的污染物以形成生物"絮凝體"的微生物的曝氣池。通常， 向膝氣池加AluM^it些生物絮凝體的生長。 一級出水(或在某些情況下是未 凈化污水)與生物絮凝體的組^it常被稱為';給液。^給液中樣性物的辦或集
中物通常被稱為';^^液懸浮固體(MLSS)。
在曝氣池中充分處理后，然后通常將混合液中的生物絮凝體i^二旨清 器，在其中通過重力從^^液中分離生物絮凝體以提供j出水和^^的污泥。 二級出水，或"清潔"出水可被排回環(huán)境或通過另外的三級處理工藝被處理。 通常，使二皿清器中的大多數(shù)沉積的污泥通過回流活性污泥子系統(tǒng)循環(huán)回啄 氣池。將剩余、過量的污i/L^系統(tǒng)中排出以控制';^^液懸浮固體的M。
然而，在J^tt清器中從〉V給液中分離生物絮凝體是困難的，因為生物絮
凝體只稍微比水重，并因此沉積非常慢。結(jié)果，典型的活性污泥工藝的_=^
清器是大多數(shù)^JIl活性污泥作為二^x藝的廢水處理工藝中的^^。因此，在二 清器中從';^^液中分離生物絮凝體的關(guān)鍵固體分離步 常是|^1工 藝，其受多種因素影響，最突出的是生物絮凝體的比重或密度。
jH^卜，在典型的活性污泥工藝的^r^清器中的固體分離由于多種沉積問
艦常是不可靠的，上必K^、問艦其是由以下引起的絲狀孩&物的ii^
長，菌膠團孩性物iU^卜多糖材料的ii^長引起的粘性膨脹，針狀絮凝體， 離散絮凝體，二 清器上過量的固體負荷，過量的二 清器表面溢;脾， 等等。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的是提供用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)和方法。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其增加>^ 清器 中生物絮凝體的沉積速率。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其消除與二,清 器中生物絮凝體的慢^^遽率相關(guān)的問題。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其J曾大活性污泥系 統(tǒng)的容量。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其有^k^水中 去除污染物。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其;1^高效的。 本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其 可靠的。 本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其a^耐用的。 本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其強^A^水中去 除污染物。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其強化從菱水中去 除懸浮固體。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其可以增加MLSS m以增^:量。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其可以增加廢水流 量和/或負荷以增A^量。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其可以增大MLSS 濃度以強化';^^液中氨的硝^ft用。本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其強^a^水中去 除氮。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其強化M水中去 除磷。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其減少活性污泥系 統(tǒng)的典型占地面積。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其,^^y^ 土地需求。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其能^j ]較小的曝 氣棘澄清器。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系鍵糸方法，其可提供高品質(zhì)的 二級出水。
本發(fā)明進一步的一個的目的是提供這樣的系統(tǒng)和方法，其中高品質(zhì)的二級
出水可滿;W于廢水的地方、州和聯(lián)邦';m。
然而，其它實施方案中的M發(fā)明并不需要實現(xiàn)所有這些目的，且關(guān)于此 的權(quán)利要求不應(yīng)受限于能夠?qū)崿F(xiàn)逸些目的的結(jié)構(gòu)或方法。
本發(fā)明以用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)為特征，其包括至少一個曝氣池，
度定義的混合液中的生物絮凝體的生長。加重劑浸漬子系統(tǒng)包括浸漬槽，該浸 漬槽用于使混合液、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑混合以將加重劑浸入混合液中 懸浮的生物絮凝體中，從而形成加重的生物絮凝體。位于曝氣池下游的絮凝劑 注射口將絮凝劑^i入混合液以強化加重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和提供未
浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚。至 少一個澄清器從〉'^^液中分離和收勤口重的生物絮凝體以提供二級出水和^^
的污泥?；亓骰钚晕勰嘧酉到y(tǒng)將大多數(shù)沉積的污泥循環(huán)至曝氣池。加重劑回收 子系統(tǒng)去除和剪切剩余沉積的污泥并從中回j^口重刑，和將加重劑再《l入加重 劑浸漬子系統(tǒng)。排廢子系統(tǒng)排出加重劑回收子系統(tǒng)的剩余5兄積的污泥以控制混 合液中的孩&^W。
在一項實施方案中，混合槽的混合能量可為約1.5 hp/1000fV至約100
hp/1000fV的范圍。加重劑浸漬子系統(tǒng)可包括M子系統(tǒng)，該，子系統(tǒng)用以^W鮮加重劑和M鮮加重劑分配至混合槽?？赏ㄟ^減少由排廢子系統(tǒng)排出 的沉積的污泥的量而增大曝氣池中的混合液懸浮固體濃度，進而增大活性污泥
系統(tǒng)的容量?？梢詼p少排廢子系鍵浙出的沉積的污泥的量從而增大混合液懸浮
固體濃度，以強化〉l^液中氨的硝"f餅用?？赏ㄟ^增大引入曝氣池中的溶解氧
的量而強^^ 贈用。膝氣池可包括至少一^H殳置用于從^^液中去除氮的缺 氧區(qū)。膝氣池可包括至少"HSM用于從^給液中去除磷的厭氧區(qū)。可將》vm
劑添加至膝氣池、浸漬槽或絮凝劑注射口以通過^L^和/或混凝去除磷。加重劑
可包括;翁失礦。絮凝劑可包括陽離子和/或陰離子聚合物。加重劑與濕合液的比
可以是大于約1: 5至1。加重劑回收子系統(tǒng)可包^f路剪切混合器，以使生物絮 J^體與加重劑分離。加重劑回收子系統(tǒng)可包括單程濕式鼓^U茲力分離器，用以 AU^^兄積的污泥中回^口重劑和用以將回收的加重劑引A^:漬槽中。二級出 水的總懸浮固體^1可小于約30mg/L。加重劑浸漬子系統(tǒng)可將來自曝氣池的混 合液分配至浸漬槽并將加重生物絮凝體酉eil回曝氣池。加重劑浸漬子系統(tǒng)可位 于曝氣池下游并在^^M^清器之前。
本發(fā)明也以用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)為特征,其包括至少一個曝氣池， 用于接"tA水流并用于將溶解的氧引入孩性物種群以^ii由';^^液懸浮固體濃 度定義的混合液中生物絮凝體的生長。浸漬子系統(tǒng)包括浸漬槽，該浸漬槽用于
使';^^液、新鮮的可磁分離^^#*循環(huán)的可磁分離無^#料';^^以將可磁
分離無機材料菱K:界洽液中懸浮的生物絮凝體中，從而形彭o重的生物絮凝體。
位于曝氣池下游的絮凝劑注射口將絮凝劑？ 1入混合液以強^^口重的生物絮凝體 的沉積和濃縮，和提供未菱漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重 的生物絮凝體的凝聚。至少一個澄清器從混合液中分離和收鈔o重的生物絮凝
體以提供j出7jC和沉積的污泥?；亓骰钚晕勰嘧酉到y(tǒng)將大多數(shù)沉積的污泥循
環(huán)至膝氣池?；厥兆酉到y(tǒng)去l^剪切剩余^^的污泥并從中回收可磁分離無機
材^將可磁分離^^L^料再引入可磁分離iU^料浸漬子系統(tǒng)。排廢子系統(tǒng)
排出可磁分離^f;Ut料回收子系統(tǒng)的剩余污泥以控制》v給液中的孩a Wf^。
在一項實施方案中，可》茲分離無才;u^料包括萬翁失礦。
本發(fā)明進一步以用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)為特征，其包括至少一個曝 氣池，用于接4緩水流并用于將溶解的氧《1入孩性^^以 由〉v給液懸浮 固體濃度定義的混合液中生物絮凝體的生長。位于曝氣池下游的加重劑浸漬子
ii系統(tǒng)包^"浸漬槽，該浸漬槽用于使〉;^液、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑混合以
將加重劑浸入';a^液中懸浮的生物絮凝體中，從而形彭口重的生物絮凝體。位 于曝氣池下游的絮凝劑注射口將絮凝劑《l入濕合液以強^^。重的生物絮凝體的 ;^p、和濃縮，和提供未浸漬的生物絮凝#/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的 生物絮凝體的凝聚。至少一個澄清器從^^液中分離和收#>重的生物絮凝體 以提供二級出水和沉積的污泥。加重劑回收子系統(tǒng)去除和剪切剩余沉積的污泥 并從中回4W口重劑，和將加重劑再引/Jw重劑浸漬子系統(tǒng)。排廢子系統(tǒng)排出加 重劑回收子系統(tǒng)的剩余污泥以控制混合液中的賴Lt^W。
本發(fā)明也以用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)為特征，其包括至少一個瀑氣池，
懸浮固體M定義的混合液中生物絮凝體的生長。加重劑浸漬子系統(tǒng)包括浸漬 槽，所述浸^M使'^^液、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑混合以將加重劑浸入混 合液中懸浮的生物絮凝體中，從而形成加重的生物絮凝體。位于曝氣池下游的 絮凝劑注射口將絮凝劑《l入混合液以強^^。重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和 提供未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的 凝聚。
本發(fā)明進一步以用于強化活性污泥工藝的方法為特征，該方法包括步驟:a )
接^A水流并將溶解的氧引入孩性物種群以m由';^/^液懸浮固體濃M義的
混合液中生物絮凝體的生長，b)將加重劑浸入〉V^液中懸浮的生物絮凝體中以 形^>重的生物絮凝體，c)將絮凝劑引入》V^液以強^i口重的生物絮凝體的沉 積和濃縮，和建立未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生 物絮凝體的凝聚，d)在至少一個二皿清器中從〉V^液中分離和收勤口重的生 物絮凝體以提供^出7K和沉積的污泥，e)循環(huán)大多數(shù)沉積的污泥至步驟a)，
f) 去f^剪切剩余沉積的污泥并從中回J]W口重劑以將加重劑再引入步驟b)，和
g) 排出步驟f )中的剩^^^的污泥以控制〉'^^液中的樣&Wt^。
在一項實施方案中，可以在預(yù)定的能量水平下通過〉V^^^液和生物絮凝 體而在步驟b)中將加重劑^Ai物絮凝體中?！礦給能量可為約1. 5 HP/1000ft3 至約100HP/1000fV的范圍?？赏ㄟ^減少步驟f)和g)中去除的沉積的污泥的 量而增大步驟a)中混合液懸浮固體泉變，進而增大活性污泥工藝的容量?？梢?通過減少步驟f )和g )中去除的沉積的污泥的量從而增大混合液懸浮固體濃度，以強化〉'^^液中氨的硝>[贈用 可通過增加步驟a)中引入〉V給液的氧量而強化 硝化作用。可通過使用至少一*氧區(qū)而強化混合液中氮的去除?？赏ㄟ^^JU
至少一個厭氧區(qū)而強化沉積的污泥中磷的去除。該方法可進一步包括添加》vm
劑的步驟以通過^^^/或通過^^去除磷。加重劑可包括^^T。絮凝劑可包 才舌陽離子和/或陰離子聚合物。加重劑與混合液的比可以是大于約1:5至1。該 方法可進一步包M過^fM單程濕A^支iU茲力分離器以從步驟f )的剪切;^H的 污泥中分離加重劑的步驟。二級出水可具有小于約30 mg/L的總懸浮固體^1。 本發(fā)明也以用于強化活性污泥工藝的方法為特征，該方法包^^驟a)接 4!^水流并將溶解的氧引入孩&物,以m由》'^^液懸浮固體濃;1^義的混 合液中生物絮凝體的生長，b)將可磁分離無才;i4t料^^^液中懸浮的生物絮 凝體中以形^口重的生物絮凝體，c)將絮凝劑引入^^液以強化加重的生物絮 凝體的沉積和濃縮，和建立未憂漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與 加重的生物絮凝體的凝聚，d)在至少一個^M^清器中^U^液中分離和收集 加重的生物絮凝體以提供二級出水和沉積的污泥，e)循環(huán)大多數(shù)沉積的污泥至
步驟a)， f)去除和剪切剩余沉積的污泥并從中回收可磁分離無才;i^料以將可磁
分離^^^料再引入步驟b),和g)排出步驟f )中的剩^^^、的污泥以控制混
合液中的孩性4^W。
在一項實施方案中，可》茲分離^iMt料可包括;翁夾礦。
本發(fā)明進一步以用于強化活性污泥工藝的方法為特征，該方法包括步驟:a ) 接j)驢水流并將溶解的氧引入孩&物種群以^i由〉V給液懸浮固體濃^^義的 ^^液中生物絮凝體的生長，b)將加重劑浸入混合液中懸浮的生物絮凝體中以 形成加重的生物絮凝體，c)將絮凝劑引入〉'^^液以強^>重的生物絮凝體的沉 積和濃縮，和建立&菱漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生 物絮凝體的凝聚，d)在至少一個^ri^清器中從"^液中分離和收勤。重的生 物絮凝體以提供二級出水和沉積的污泥，e)去除和剪切剩^^兄積的污泥并從中 回f)ti口重劑以將加重劑再引入步驟b)，和f)排出步驟e)中的剩殺5冗積的污泥 以控制〉'^^液中的樣性^MW。
本發(fā)明也以用于強化活性污泥工藝的方法為特征，該方法包4錄驟a)接 ^ta水流并將溶解的氧？ 1入孩近物，以M由、;^^液懸浮固體濃M義的混 合液中生物絮凝體的生長，b)將加重劑浸入〉1^液中懸浮的生物絮凝體中以形成加重的生物絮凝體，和C)將絮凝刑引入^^液以強化加重的生物絮凝體的沉 積和濃縮，和建立未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生 物絮凝體的凝聚。


本領(lǐng)域技術(shù)人員從以下對優(yōu)選實施方案的描述和所附附圖將想到其它目
的、特點和優(yōu)點，其中
圖1是本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)的一項實施方案的三維視圖； 圖2 tt示^ 、本發(fā)明的生物絮凝體中浸漬的加重劑的實例的三維視圖； 圖3A是與圖1中所示的加重劑回收系統(tǒng)"""^使用的管路剪切混會器的一項
實施方案的示奮性#艦圖3B是圖3A中所示的管路剪切^^器的示奮性^f見圖4是圖1中所示的曝氣池的一項實施方案的示意'船匡圖，包^iU用于
去除氮的缺氧區(qū)和^C設(shè)置用于去除磷的厭氧區(qū)；
圖5是本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)的另一項實施方案的示奮性框
圖6是本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)的又一項實施方案的示奮l"封匡
圖7是顯示了本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的方法的主要步驟的示意性框
閎。
具體實施方案
除了M實施方案或下面公開的實施方案，本發(fā)明可以有其它實施方案并 能以多種方式實踐或?qū)崿F(xiàn)。因此，應(yīng)理解本發(fā)明的應(yīng)用不受限于下列描述中所 提出或附圖中所圖示的組件的構(gòu)造細節(jié)和排列。如^文僅描述一項實施方案， 則關(guān)于此的權(quán)利要求不受限于該項實施方案。此外，除非有清楚且令人信服的
^4t表明確定的排除、卩艮制iU文棄，關(guān)于此的權(quán)利要求^*^讀為限制性的。 在圖l中顯示了本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)io的一項實施方案。
系統(tǒng)10包括至少一樹過管線16接賄水流(一級出水)14的曝氣池12。曝 氣池12將溶解的氧18 4露于環(huán)嫂空氣22的管線20引入孩化^W以， 〉V給液24 (通過;^^液懸浮固體(MLSS)濃度例如約8000mg/l、或本鄰域技術(shù)凝體23的生長。
系統(tǒng)10也包括具有浸漬槽28和混合器30的加重劑浸漬子系統(tǒng)26，加重 劑浸漬子系統(tǒng)26通過管線32從膝氣池12接收^^液24。浸;M 28 M收例 々nit過管線36來自進料斗34 (在33 ^示)的新鮮加重劑和來自加重劑循環(huán)子 系統(tǒng)74 (下面討論)的(在38g示)的循環(huán)加重劑。加重劑浸漬子系統(tǒng)26在 浸漬槽28中混合;^^液24、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑以將加重劑浸入;^^液 24中懸浮的生物絮凝體23中，從而形成加重的生物絮凝體。在一項實施方案中， 齡器30使用范圍在約1. 5HP/1000fV到約100 HP/1000fV之間、例如約25 HP/1000f^的混合能量、i^夠?qū)⒓又貏┙?^^液24中懸浮的生物絮凝體23 中以形彭口重的生物絮凝體的^-相似的混合能量。然后通過管線37將加重的 生物絮凝^JU曝氣池12。在一個實施例中，加重劑可以是f對失礦，或^—相
似類型的加重劑或^4頁域技#員已知增^i物絮凝體密度的可磁分離^^N" 料。如同下面進一步描述的，通過形成加重的生物絮凝體而增大生物絮凝體23 的密度，M了二^^清器46中絮凝體的'tfe1^^。圖2顯示了將加重劑40 ^A生物絮凝體23中以形i^口重生物絮凝體25的一個例子。
系統(tǒng)10 (圖1)也包括位于曝氣池12下游的絮凝劑注射口 42，在管線35中 絮凝劑注射口 42將絮凝劑44引入';t給液24中。在二M/企清器46中絮凝劑44 強化混合液24中懸浮的加重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和在二皿清器46 中建立未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體 的凝聚。在一個實施例中，絮凝劑44可以是陽離子或陰離子聚合物例如 Drewfloc 2270 (Ashland Chemical,新澤西)、或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的〈i^ 類似種類的聚賴。
^M旻漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的 凝聚形成了更大的加重生物絮凝體，以在澄清器46的沉積區(qū)域64中提供加重 生物絮凝體的'^dt^^。絮凝劑44 ^it過減小加重生物絮凝體尺寸和增大生物 絮凝體密度，而在澄清器46的濃縮區(qū)域66中強^^口重的生物絮凝體的沉積和 濃縮。it^加重的生物絮凝體之間產(chǎn)生了通道，所iiititjt許澄清器46底部69 的7jc流向澄清器46的頂部71和加重的生物絮凝體流向_=^5^清器46的濃縮區(qū) 域66中的底部69以強化棘過程。
^r:^清器46 ^JI]fe^或虹吸管式系統(tǒng)67從';^^液中分離和收勤口重的生物絮凝體，以提供管線52中的二^清潔出水50和在澄清器46的底部69 的沉糸、的污泥54。由于加重的生物絮凝^^有比未浸漬的生物絮凝體更大的比 重例如約2.5，所以它們在J^t"清器46中比在用于活性污泥工藝的典型系統(tǒng) 中^^的^M曼漬的生物絮凝體^^更f夬。因此，二M^清器46有效并高^A 〉'^^液中分離加重生物絮凝體以提供二級出水50。結(jié)果，當(dāng)同典型活性污泥工 藝相比時，從系統(tǒng)10的〉V給液24中分離加重的生物絮凝體所需的時間縮短。 這增加了系統(tǒng)10處^水14的容量。因此，系統(tǒng)10與用于活性污泥工藝的典 型系^目比更有效、高效、可靠、成林^tJ^耐用。jtW卜，可以減小澄清器 46和/或膝氣池12的尺寸，允許系統(tǒng)10在更小的占地面積中處理同^t量的廢
水。這斷氐了系統(tǒng)io的安^A^她需求。另外，如在背景a^部^i寸論的，
與在^TlM"清器中W^^液中分離生物絮凝體的過禾賄關(guān)的問題得到，。
系統(tǒng)10 M包括回;;j^性污泥子系統(tǒng)70,該回流活性污泥子系統(tǒng)70利用 泵47通過管線72將二,清器42中大多數(shù)沉積的污泥54循環(huán)至曝氣池12。
理想地，系統(tǒng)IO包括加重劑回收子系統(tǒng)74,加重劑回收子系統(tǒng)74通過管 線74接收不被送往曝氣池12的剩余沉積的污泥并AUL積的污泥中回4W口重劑， 和如38所示將加重劑再引A^。重劑浸漬子系統(tǒng)26。在一種設(shè)計中，加重劑回收 子系統(tǒng)74包括管路剪切混合器78，管路剪切混合器78剪切管線76中的剩余沉 積的污泥以從';^^液中分離出管線76中的沉^K的污泥中的加重劑。圖3A顯示 了管路剪切混合器78的一個例子的俯艦圖，該管路剪切混合器78包括轉(zhuǎn)子80 和定子82。設(shè)計剪切混合器78使得轉(zhuǎn)子80和定子82之間存在緊公差。操作中， 以83方向(圖3B)在高速(例如大于約10000 r， p. in )下驅(qū)動針80。獲得的剪 切衫^^是使管線76內(nèi)的剩余沉積的污泥中的加重劑與生物絮凝體分離，以皿 通it^重劑回收子系統(tǒng)74回收加重劑。
加重劑再生子系統(tǒng)74可以包括單程濕式鼓i^茲力分離器80 (圖1)，單程濕 ^!支^f茲力分離器80從被管路剪切';t給器78處理過的剩^;^K的污泥中回收 分離出的加重劑并將回收的加重劑再引A^口重劑浸漬子系統(tǒng)26，如38所示。單 程濕i^支^f茲力分離器8 0的進一步細節(jié)^/a于由本文的發(fā)明人的一個或多個 于2007年8月15日提交的名為"Fluidic Sealing System For a Wet Drum Magnetic S印arator"的共同未決申請序列號No. 11/893， 350中，該共同未決 中請在處參考并入。系統(tǒng)10 ^it包括排廢子系統(tǒng)82，排廢子系統(tǒng)82排出加重劑回收子系統(tǒng) 74的剩^^L^、的污泥(通常;i通i^顯iUE支^f茲力分離器80處理)，以控制曝氣池 12內(nèi)^^液24中的孩逸^W。
可通近咸少排廢子系統(tǒng)82排出的^^的污泥的量而增大曝氣池12中的 MLSS就，從而增大系統(tǒng)10處3^水14的容量。也可減少排廢子系統(tǒng)82排出 的^^P、的污泥的量從而增大膝氣池12中的MLSSM,以強化"給液24中氨的 硝^/ft用。也可通itlf加由管線20引入膝氣池12的溶解的氧18的量，進一步 強傾化過程。
膝氣池12'(圖4，其中相同部分e/fM相同標(biāo)號)可包;^線用于從"給液 24中去除氮的具有〉V^器83的a區(qū)84。在這個實施例中，與管線35相連接 的循環(huán)管線100將混合液24循環(huán)至缺氧區(qū)84,如箭頭101所示。啄氣池12'也 可包4射M用于從》V^液24中去除磷的具有混合器87的a區(qū)86。在這個實 施例中，回流活性污泥子系統(tǒng)70的管線72將沉積的污泥循環(huán)M氧區(qū)84。如 ^4頁域技^A員已知，可以利用多種其它可能的生物養(yǎng)分去除配置。
在一項實施方案中，圖1，如在90處所示，可將"鏡刑88添加到膝氣池 12,用以如^4頁域技7M^員已知通it^^^/或^y^A/oV給液24中去除磷。 在其它設(shè)計中，可將混凝劑88添加至絮凝劑注射口 42，如在92處所示，以通 iti5^ 、和/或混凝去除磷。在又一個實施例中，可將';tm劑88添加至浸漬槽28，
如在94處所示，用以通過沉積和/或';^y^去除磷。
在一項實施方案中，加重劑(如萬辦失礦或本領(lǐng)域技^A員已知的類似種類材 料)與混合液24的比是大于約1. 5至1. 0。在一個實施例中，二級出水50的懸 浮固體濃度小于約30mg/L，其可滿足對于二級出水50的地方、州和聯(lián)邦'皿
雖然如上參考圖1所示，系統(tǒng)10包括加重劑浸漬子系統(tǒng)26，該加重劑浸 漬子系統(tǒng)26通過管線32接4棘自曝氣池12的';^^液，^Ht過管線37將加重 的生物絮凝體配i^曝氣池中，但il不是本發(fā)明必要的限制。在另一項實施方 案中，加重劑浸漬子系統(tǒng)26a(圖5，其中相同部分2/f吏用相同標(biāo)號)通過管線32 從曝氣池12接收〉V給液24, M過管線37 ^iiit^口重劑浸漬子系統(tǒng)26a處理 的加重的生物絮凝體geiO^H^曝氣池12和JiM^清器12之間的管線35。
在另一個設(shè)計中，系統(tǒng)10a(圖6，其中相同部分已使用相同標(biāo)號)包括位于 膝氣池12和J^^清器46之間的加重劑浸漬子系統(tǒng)26b。在這個實施例中，廢水14可以來自啤酒處理系統(tǒng)或在引入的廢水14中含有高濃度的可生物降解有 才緣質(zhì)的類似種類的處理系統(tǒng)。在這種設(shè)計中，系統(tǒng)10a不需要如圖1和5中 所示的回流活性污泥子系統(tǒng)70，因為通過去fi^i7JO^;i^質(zhì)生長出了足夠的微 生物來維持;^^液24中合適的賴tiWi^。
本發(fā)明用于強化活性污泥工藝的方M^包4妙驟接te7K流并將溶解 的氧引入孩性物種群以皿由〉V給液懸浮固體濃yl^義的^^液中生物絮凝體 的生長，步驟a) 200;圖7，將加重劑浸入》V^液中懸浮的生物絮凝體中以形 勤口重的生物絮凝體，步驟b) 202;將絮凝劑引入混合液以強^^口重的生物絮 凝體的沉積和濃縮，并建立未菱漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與 加重的生物絮凝體的凝聚，步驟c) 204;在至少一個Ji^清器中從;;^^液中 分離和收絲物絮凝體以提供J^5L出7澤;;;L^的污泥，步驟d) 206;去#剪 切^^H的污泥并從中回似口重劑以將加重劑再引入步驟b) 202，步驟f) 208;
和排出步驟f) 208中的剩^;K^的污泥以控制';^^液中的，，步驟g) 210。
步驟200-210的操作細節(jié)在上面參考圖1-6進行了詳細討論。
在一項實施方案中，所述方法可包4誠過減少步驟f ) 208和g) 210中去 除的^^P、的污泥的量而增大步驟a) 200中的';^/^液懸浮固體M、進而增大活 性污泥工藝的容量的步驟?？赏ㄟ^減少步驟f ) 208和步驟g ) 210中去除的沉 積的污泥的量而增大混合液懸浮固體的濃度，以強化混合液中氨的硝化作用。 可通過增加步驟a ) 200中引入'/V給液的氧而強^^肖^/ft用?？赏╥t^步驟a ) 200中^^至少一*氧區(qū)而強化';^^液中氮的去除?？赏╥t^步驟a) 200中 ^^至少一個厭氧區(qū)而強化^^P、的污泥中磷的去除。
所述用于強化活性污泥工藝的方法也可包括添加^談劑的步驟以通過i^1、 和/或通過^y^去除磷。所述用于強化活性污泥工藝的方法可^^)加重劑，其包 括磁鐵礦或類似種類加重劑或4^頁域技"員已知的可磁分離無才^#料。該方 法可以^JD絮凝劑，其包括陽離子和/或陰離子聚^/。在一個實施例中，加重 劑與混合液的比可以是大于約1. 5至1. 0。所述用于強化活性污泥工藝的方法也 可包才誠過^^J單程濕iU支^f茲力分離器、如圖1的濕i^支i^茲力分離器80而 從步驟f ) 208的剪切i! L^的污泥中分離加重劑的步驟。在一項實施方案中，二 級出水的總懸浮固體M可以小于約30 mg/L。
雖然本發(fā)明的特定特征顯示在某些附圖中，而未顯示在其它附圖中，M只是為了方便，因為^^照、本發(fā)明，每個特征可以與任意或4^的其它特4^且合。
應(yīng)廣義全面地理解此處用到的詞"包含"，"包括"，"有"和"用"，而不局限于
伶f可實體的互連。itb^卜，^!申請中公開的任何實施方案不被視為唯一可能的 實施方案。其它實施方案將^^4貞域技^A員想到#所附權(quán)利要求內(nèi)。
jtUf，在本專利的專利申^i斥訟期間，4a可提出的修改不是放棄如所提交 的申請中提出的任意權(quán)利要求元素不能合理期望^^頁域技^A員起草的權(quán)利 要求確切地涵蓋所有可能的等，，許多等，在修改時是不能預(yù)料的和超出 了所放棄的那些(如果有的話)的公正解釋，修改隱含的差^原理可能與許多 等躲賄稍微的關(guān)聯(lián)，和/或存在許多其它原因，對于^f可修改的權(quán)利要求要 素，不能期望申請A^笛述出確定的無實體的代替。
權(quán)利要求
1、一種用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)，包括至少一個曝氣池，用于接收廢水流并用于將溶解的氧引入微生物種群以促進由混合液懸浮固體濃度定義的混合液中生物絮凝體的生長；加重劑浸漬子系統(tǒng)，包括浸漬槽，所述浸漬槽用于將混合液、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑混合從而將加重劑浸入混合液中懸浮的生物絮凝體中以形成加重的生物絮凝體；位于曝氣池下游的絮凝劑注射口，用于將絮凝劑入混合液以強化加重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和提供未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚；至少一個澄清器，用于從混合液中分離和收集加重的生物絮凝體以提供二級出水和沉積的污泥；回流活性污泥子系統(tǒng)，用于將大多數(shù)沉積的污泥循環(huán)至曝氣池；加重劑回收子系統(tǒng)，用于去除和剪切剩余沉積的污泥并從中回收加重劑和將加重劑再引入加重劑浸漬子系統(tǒng)；和排廢子系統(tǒng)，用于排出加重劑回收子系統(tǒng)的剩余沉積的污泥以控制混合液中的微生物種群。
2、 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中〉'^^槽的能量為約1.5 HP/1000ft'至約100 HP/1000fV的范圍。
3、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所勤口重劑浸漬子系統(tǒng)包括^fW系統(tǒng)，用于 ^fW鮮加重劑并4W鮮加重劑sei!E所述^^Nt。
4、 ^U'J要求1的系統(tǒng)，其中通過減少由排廢子系鍵浙出的沉積的污泥的量 而增大曝氣池中的〉V給液懸浮固體的M，進而增;^斤述系統(tǒng)的容量。
5、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中減少由排廢子系統(tǒng)^排出的沉積的污泥的量從而 增大"給液懸浮固體M，以強化';^^液中氨的硝^ft用。
6、 權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其中通過增大引入曝氣池中的溶解氧的量而強^^ 贈用。
7、 權(quán)利要求6的系統(tǒng)，其中曝氣池包括至少"HS殳置用于從^^液中去除 氮的缺氧區(qū)。
8、 權(quán)利要求7的系統(tǒng)，其中曝氣池包括至少一^H殳置用于^^冗積的污泥中 去除磷的厭氧區(qū)。
9、 ^U'J要求1的系統(tǒng)，其中向啄氣^^加》^^劑以通it^^和/或》V^I去 除磷。
10、 權(quán)利要求i的系統(tǒng)，其中向浸〗M添加';t^^劑以通過^^^/或混凝去 除磷。
11、 權(quán)牙'談求i的系統(tǒng)，其中向絮凝劑注射口添加^^劑以通it^^和/ 或艦去除磷。
12、 相刑要求l的系統(tǒng)，其中所i^口重劑包括^l失礦。
13、 相^要求1的系統(tǒng)，其中所述絮凝劑包括陽離子和/或陰離子聚^的。
14、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所^口重劑與濕合液的比A^于約1:5至1。
15、 權(quán)矛J^求1的系統(tǒng)，其中所赫重劑回收子系統(tǒng)包錄路剪切^給器， 用于^f組物絮凝體與所^口重劑分離。
16、 權(quán)利要求15的系統(tǒng)，其中所彭口重劑回收子系統(tǒng)包括單程濕iU支i^茲 力分離器，用于^J^^^C積的污泥中回4fc^重劑和用于將回收的加重劑？ 1 x^斤 必旻^#中。
17、 權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中所ii^l出水的總懸浮固體濃度小于約30mg/L。
18、 權(quán)利要求l的系統(tǒng)，其中所勤n重劑浸漬子系統(tǒng)將來自曝氣池的濕合 翻2iil至浸漬槽和將加重的生物絮凝體g處回膝氣池。
19、 ^Jf'j要求l的系統(tǒng)，其中所^口重劑浸漬子系鄉(xiāng)^/f立于曝氣池下游并在 _=^1^清拔前。
20、 一種用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)，包括至少一個曝氣池，用于接餘水流并用于將溶解的氧引入樣^i^W以促進由';^^液懸浮固體^l^:義的';^^液中生物絮凝體的生長；浸漬子系統(tǒng)，包括浸;M,所i^旻^ft用于將^^液、新鮮可磁分離it4幾 材#循環(huán)的可磁分離無才/^#料;^^從而將可磁分離無才;1#料^^給液中懸浮的生物絮凝體中以形A^口重的生物絮凝體；位于曝氣池下游的絮凝劑注射口 ，用于將絮凝劑引入^給液以強^>重的 生物絮凝體的沉積和濃縮，和提供未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚至少一個澄清器，用于從^給液中分離和收^重的生物絮凝體以提供二級出7J^^^P、的污泥；回流活性污泥子系統(tǒng)，用于將大多數(shù)沉積的污泥循環(huán)至膝氣池；回收子系統(tǒng)，用于去#剪切剩^^^的污泥并從中回收可磁分離天>^#淋將可磁分離it^^料再引入可磁分離it^H"料浸漬子系統(tǒng)；和排廢子系統(tǒng)，用于排出可磁分離^1#料回收子系統(tǒng)的剩余污》肌而控制 ^^液中的孩逸^W。
21、 才M^M'J要求20的系統(tǒng)，其中所述可磁分離夭^Ot料包括^4失礦。
22、 一種用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)，包括至少一個啄氣池，用于接M水流并用于將溶解的氧 I入孩^iMW以促進由^給液懸浮固體^^義的;;^^液中生物絮凝體的生長；位于曝氣池下游的加重劑浸漬子系統(tǒng)，包4衫憂漬槽，所述浸漬槽用于將混 合液、新鮮加重劑和循環(huán)的加重劑混合從而將加重劑浸入》V^液中懸浮的生物 絮凝體中以形iU口重的生物絮凝體；位于曝氣池下游的絮凝劑注射口 ，用于將絮凝劑《I入^^液以強化力。重的 生物絮凝體的沉積和濃縮，和提供未菱漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮 凝體與加重的生物絮凝體的凝聚至少一個澄清器，用于從混合液中分離和收勤口重的生物絮凝體以提供二 級出7J^^^K的污泥；加重劑回收子系統(tǒng)，用于去除和剪切剩余5兄積的污泥并從中回^口重劑和 將加重劑再引A^口重劑浸漬子系統(tǒng)；和排廢子系統(tǒng)，用于排出加重劑回收子系統(tǒng)的剩余污i/!A而控制;^^液中的
23、 一種用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)，包括至少一個曝氣池，用于接Jl嫂水流并用于將溶解的氧引入孩ii^W以促 進由^給液懸浮固體^^義的^給液中生物絮凝體的生長；加重劑浸漬子系統(tǒng)，包括浸漬槽，所述浸漬槽用于將混合液、新鮮加重劑 和循環(huán)的加重劑混合從而將加重劑^v;^^液中懸浮的生物絮凝體中以形^ 重的生物絮凝體；和4立于膝氣池下游的絮^^劑注射口 ，用于將絮凝劑《I入^^液以強化加重的 生物絮凝體的沉積和濃縮，和提供未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮;ll體與加重的生物絮;^體的lt聚。
24、 一種用于強^f匕活性污泥工藝的方法，該方法包旨驟a) 接喊水流并將溶解的氧可I入^t物種群以M由';^^液懸浮固體濃 紋義的^^液中生物絮凝體的生長；b) 將加重劑^^^液中懸浮的生物絮凝體中以形成加重的生物絮凝體；c) 將絮凝劑引入混合液以強化加重的生物絮凝體的沉積^濃縮，和建立未 浸漬的生物絮凝#/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚d) 在至少一個二皿清器中從;^^液中分離和收勤p重的生物絮凝體以 ^^^-^l出7j^^^、的污泥；e) 將大多數(shù)沉積的污泥循環(huán)至步驟a);f) 去除和剪切剩余沉積的污泥并從中回j]ti口重劑以將加重劑再引入步驟 b);和g) 排出步驟f)中的剩^^L^的污泥以控制^^液中的孩^1WI^。
25、 權(quán)利要求24的方法，其中在預(yù)定的能量水平下通過;^^;^^液和生物 絮凝體而在步驟b)中將加重劑浸:A生物絮凝體中。
26、 權(quán)利要求25的方法，其中混合能量為約1.5 HP/1000fV至約100 HP/1000fV的范圍。
27、 壽WJ要求24的方法，其中通逸咸少步驟f )和g)中去除的^^K的污 泥的量而增大步驟a )中的》V給液懸浮固體的M，進而增大活性污泥工藝的容 量。
28、 權(quán)利要求24的方法，其中通城少步驟f)和g)中去除的^^、的污 泥的量而增大混合液懸浮固體泉變，以強化混合液中氨的硝化作用。
29、 權(quán)利要求28的方法，其中通it^步驟a)中增大引入〉V^液的氧量而 強^^^HMt用。
30、 權(quán)利要求29的方法，其中通過^^至少一樣氧區(qū)而強化&給液中氮 的去除。
31、 權(quán)利要求30的方法，其中通過使用至少一個厭氧區(qū)而強化污泥中磷的去除。
32、 權(quán)利要求24的方法，進一步包括添加〉'^t劑的步驟以通過^^^/或 通it)微去除磷。
33、 ；fW]要求24的方法，其中所i^重劑包括^4itr。
34、 積力虔求24的方法，其中所述絮凝劑包括陽離子和/或陰離子聚合物。
35、 4WJ要求24的方法，其中所i^口重劑與^給液的比是大于約1: 5至1。
36、 權(quán)利要求24的方法，進一步包城過^J l單程濕id支i^茲力分離器以從步驟f)的剪切;;t^的污泥中分離加重劑的步驟。
37、 ^5U'J要求24的方法，其中^il出水的總懸浮固體濃度小于約30mg/L。
38、 一種用于強化r活性污泥工藝的方法，該方法包旨驟a) 接tt水流并將溶解的氧引入孩^t物種群以M由〉'^^液懸浮固體濃 紋義的^給液中生物絮凝體的生長；b) 將可磁分離無才/L^料^^混合液中懸浮的生物絮凝體中以形勤口重的 生物絮凝體；c) 將絮凝劑引入';t給液以強^^口重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和建立未浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚；d) 在至少一個二旨清器中從混合液中分離和收勤口重的生物絮凝體以 提供二級出水和^^ 、的污泥；e) 將大多數(shù)沉積的污泥循環(huán)至步驟a);f) 去除和剪切剩余沉積的污泥并從中回收可磁分離無積浙料以將》茲分離 iUM^料再引入步驟b);和g) 排出步驟f )中的剩^^^的污泥以控制;^^液中的孩性W^。
39、 權(quán)利要求38的方法，其中所述可磁分離天4M^料包括f翁失礦。
40、 一種用于強化活性污泥工藝的方法，該方法包^#驟a) 接》|級水流并將溶解的氧引入#^物種群以 由;^^液懸浮固體濃 ;t^義的混合液中生物絮凝體的生長；b) 將加重劑^^^^液中懸浮的生物絮凝體中以形彭口重的生物絮凝體；c) 將絮凝劑引入混合液以強化加重的生物絮凝體的沉積和濃縮，和建立未 浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝體與加重的生物絮凝體的凝聚；d) 在至少一個二,清器中從混合液中分離和收IMr口重的生物絮凝體以 ^^^Ji^l出tM^^ 、的污泥；e) 去#剪切剩^^^的污泥并從中回^口重劑以將加重劑再引入步驟 b);和f) 排出步驟e)中的剩^5D伊、的污泥以控制^^液中的賴t^^W。
41、 一種用于強化活性污泥工藝的方法，該方法包旨驟a) 接 水流并將溶解的氧引入孩性，群以皿由';^^液懸浮固體濃 奴義的^給液中生物絮凝體的生長；b) 將加重劑^^^液中懸浮的生物絮凝體中以形^>重的生物絮凝體；和c) 將絮凝劑引入^^液以強^^重的生物絮凝體的^^和^,和建立未 浸漬的生物絮凝體和/或部分浸漬的生物絮凝^加重的生物絮凝體的凝聚。
全文摘要
一種用于強化活性污泥工藝的系統(tǒng)，包括至少一個曝氣池子系統(tǒng)、加重劑浸漬子系統(tǒng)、位于至少一個曝氣池下游的絮凝劑注射口、至少一個澄清器、回流活性污泥子系統(tǒng)、加重劑回收子系統(tǒng)和排廢子系統(tǒng)。
文檔編號C02F3/00GK101568493SQ200880000974
公開日2009年10月28日 申請日期2008年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月9日
發(fā)明者I·維施勒, P·G·馬斯頓, S·伍達德 申請人:劍橋水技術(shù)公司