與其他申請和專利的關(guān)系

本申請是2015年12月30日提交的、序列號為14/984,206的未決美國專利申請（'206申請）的部分連續(xù)案；其是2014年8月28日提交的、序列號為14/471,247的未決美國專利申請（'247申請）的部分連續(xù)案；其是2013年12月27提交的、序列號為14/142,197的未決美國專利申請的部分連續(xù)案（'197申請）。所有前述申請的全部內(nèi)容在此通過引用并入本文中以用于所有目的。

本發(fā)明涉及污水處理的領(lǐng)域；更具體地，涉及用于形成通過微孔篩網(wǎng)的均勻出水流動以最大化流動體積并最小化停機時間的器械和方法；且更具體地，涉及篩箱（sbx）組件（其在本文中也稱為“篩式沉降器”且可與“篩式沉降器”互換）包括一個篩網(wǎng)或并行操作的多個篩網(wǎng)以將液體從固體分離。

背景技術(shù)：

在發(fā)達和發(fā)展中國家中，從收集系統(tǒng)和污水處理設(shè)施排放的污水的初級處理和消毒是改善水質(zhì)的第一步。通常，增加第二級和第三級污水處理過程以對初次出水提供額外處理。

初級處理經(jīng)由篩分和重力沉降移除大的和密度大的固體，從而允許平衡浮力的物質(zhì)傳遞到第二級處理過程或者受納水體中。利用重力沉降或澄清的初級處理被認為，如以生化需氧量（bod）計，移除了20-33%的有機負載量。通過將bod轉(zhuǎn)換成呈細菌形式的生物質(zhì)和c02，第二級處理移除另外50+%的有機負載量。

第二級處理提供具有適當溫度、體積、混合和氧氣或在厭氧過程中缺乏氧氣的環(huán)境，以維持消耗在初級處理之后的污水中剩余的bod和養(yǎng)分所必需的細菌種群。新的有機物連續(xù)進入處理設(shè)施，因此現(xiàn)有的細菌種群的一部分被從過程移除以促進新的細菌的生長。初級處理的有效性直接地影響第二級過程或受納水體（如果從收集系統(tǒng)排放的話）。

初級澄清器或沉降池被認為是減少污水中的bod的最經(jīng)濟的裝置，因為幾乎沒有能量要求，且沒有生物質(zhì)要維持。初級處理不產(chǎn)生生物質(zhì)，且因此不要求通氣能量；沒有控制以監(jiān)視生物質(zhì)來確定生物質(zhì)的健康的過程；不通過移動到側(cè)流消化池來分離或移除細菌；不對消化池通氣；且無需對過剩細菌（也稱為第二級污泥）進行脫水和處理。缺乏復雜性的初級處理使其非常適用于發(fā)展中國家以促進地表水和含水層的恢復，從而導致健康問題減少。

已知的初級澄清器包括圓形或矩形罐，且就體積和幾何形狀方面被確定大小以提供低于固體沉降速度的水平流體速度。液體從入口到出水堰或沉降器的水平行進時間和距離必須大于懸浮固體的沉降時間和距離，以便在到達出水堰或沉降器之前固體沉降出去。這些沉降的固體包含未經(jīng)處理的污水中的大部分bod。該第一階段的有效性是重要的，因為離開初級澄清器的固體越多，進入第二級處理過程或出水-受納水體的bod越低。

'197申請公開了帶有超細篩網(wǎng)的改善的篩式沉降器（在本文中也稱為篩箱或“sbx”），其具有盒子、卵圓或筒體的形式，其沿豎直方向可控地驅(qū)動以優(yōu)化篩網(wǎng)到不同污水水平的暴露，且其能夠從污水中提升以在專用的高架器械中反洗和消毒。因為篩網(wǎng)組件的運動僅是豎直的，所以在罐中所要求的占用空間能夠相對小?？諝鉀_洗集管提供氣泡以用空氣沖洗篩網(wǎng)表面。該申請進一步公開了對污水系統(tǒng)有用的低輪廓篩箱，污水系統(tǒng)具有高流動、用以置放篩箱的有限的表面積，和/或現(xiàn)有初級澄清器的淺在用罐（shallowactivetank）體積，其中，多個篩箱或格柵可并行成組，從而以受控的篩網(wǎng)負載速率提供必要的篩網(wǎng)表面積。

'197申請進一步公開了一種偏轉(zhuǎn)板，對于可被擾動且開始朝篩網(wǎng)運動的固體，其增加了到篩網(wǎng)表面的水平行進距離。

還在'197申請中公開了用于sbx的帶擋板的提升柱和組合的短粗出水排出管。帶擋板的提升柱是有狹槽或穿孔的圓管，其在堰或沉降器下方連接到出水管或軟管。提升柱在帶有開口的sbx中居中，以促使通過篩網(wǎng)的流動分布。長矩形的篩網(wǎng)格柵具有3個提升柱，其在篩網(wǎng)格柵中居中且等距地間隔開。優(yōu)選地，帶擋板的提升柱的開口面積在底部處最小，且隨著高度增大，從而在提升柱的下部部分處產(chǎn)生壓頭損失，以平衡行進距離和壓力，且因此平衡從液體接觸的最低點到最高點通過篩網(wǎng)的流動。

通過'247申請公開了用于簡單且自動地防止污染任一篩網(wǎng)組件的上游表面的器械和方法。

'206申請公開了篩式沉降器，其包括：包含框架的格柵；附接到框架且定位成限定縱向腔的相對側(cè)的多個篩網(wǎng)；附接到框架且定位成限定腔的兩個額外相對側(cè)的擋板；及安置在腔內(nèi)的至少一個穿孔的排出立管。優(yōu)選地，篩網(wǎng)具有在25微米和75微米之間，最優(yōu)選地大約50微米的孔隙。篩式沉降器對大于所采用的孔隙的固體提供了屏障，以便僅僅液體通過篩網(wǎng)從沉降罐傳遞到腔中。過濾后的液體通過沿著排出立管的長度的一定模式的開口從腔排出。模式被構(gòu)造成抵消在腔內(nèi)的液壓壓頭的范圍，以在浸沒的所有深度處提供基本上同等的流動通過篩網(wǎng)和排出立管。端部擋板、管位置和管穿孔所面對的角度一起起作用，以進一步使水平流動模式均等，這補足了在腔內(nèi)不同深度處的上述均勻流動。

在污水處理（衛(wèi)生污水及食物和飲料加工污水兩者）中使用細孔篩網(wǎng)器械時，重要的是解決作為潛在的操作問題的篩網(wǎng)的潛在污染和阻塞，其能夠因為用以清潔和/或更換堵塞的篩網(wǎng)的時間損失導致低效率。在現(xiàn)有技術(shù)操作中，尤其是在諸如市政污水處理廠的高流動體積狀況中，典型的是額外的維護問題。

在現(xiàn)有技術(shù)中需要的是一種改善的篩式沉降器布置，其通過增加流動均勻性且因此增加通過篩網(wǎng)元件的總流動來增加沉降器吞吐量，并且該布置通過增加在所要求的篩網(wǎng)清潔和/或篩網(wǎng)更換之間的時間間隔，提高操作效率。

本發(fā)明的主要目的是，與已知的布置相比較，在沒有過早污染沉降器篩網(wǎng)或增加篩箱組件的總體占用空間的情況下，且因此在沒有增大初級處理設(shè)施的總體占用空間的情況下，提高通過污水處理系統(tǒng)的污水出水的流動速率和總體積兩者。

為了實現(xiàn)該原理，本發(fā)明的又一目的是控制通過篩式沉降器的污水流動，以便所有篩網(wǎng)的所有部分都經(jīng)歷大致相同的流動速率，因此最小化局部、高峰值流動地區(qū)（其能夠堵塞細孔篩網(wǎng)的部分），及最大化沉降器吞吐量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及器械和方法，其中，在污水處理系統(tǒng)中的改善的篩式沉降器設(shè)有多個筒形外部篩網(wǎng)和排出立管，其構(gòu)造成通過均衡在所有浸沒水平處通過篩網(wǎng)的所有單元區(qū)域的流動速率來提高通過篩網(wǎng)的總流動速率。

根據(jù)本發(fā)明的當前優(yōu)選實施例，在污水處理系統(tǒng)中用于從污水篩分固體的篩式沉降器包括排出歧管和安裝到排出歧管的多個筒形套筒，筒形套筒中的每一個均具有限定腔在其內(nèi)的外部篩網(wǎng)。套筒中的每一個均包括安置在腔內(nèi)與排出歧管連通的排出立管。每個排出立管均包括沿著其長度和部分圓周布置在至少一排中的多個模式化開口。優(yōu)選地，每個排出立管均包括三排模式化開口，每一排均安置成與鄰近排的模式化開口成120°旋轉(zhuǎn)角度。優(yōu)選地，在套筒的同一排及鄰近排兩者中，每個排出立管均安置成與其緊鄰的排出立管成30°旋轉(zhuǎn)角度，使得在所述排出立管中的任一個中的任一排模式化開口都不直接面對在任一其他排出立管中的任一其他排模式化開口。

附圖說明

現(xiàn)在將以舉例的方式參考附圖描述本發(fā)明，在附圖中：

圖1是根據(jù)本申請的篩式沉降器（sbx）的實施例的從上方觀察的第一等軸測視圖；

圖2是在圖1中示出的篩式沉降器的第二等軸測視圖；

圖3a-3g是在排出立管中的模式化開口的替代構(gòu)造的立視圖；

圖4是在圖1和2中示出的篩式沉降器的單個篩網(wǎng)套筒的從上方觀察的等軸測視圖；

圖5是在圖1中示出的篩式沉降器的歧管的從上方觀察的等軸側(cè)視圖；以及

圖6是在圖1中示出的篩式沉降器的一部分的示意水平截面視圖，其示出排出立管中的每一個關(guān)于鄰近的排出立管的當前優(yōu)選定向。

具體實施方式

貫穿以下描述，陳述了特定元件以便提供對本發(fā)明的更透徹的理解。然而，在一些實施例中，本發(fā)明可在沒有這些元件中的一些的情況下實踐。在其他情況下，為了避免不必要地模糊本公開，未示出或詳細地描述眾所周知的元件。相應地，說明書和附圖被視為是說明性的而不是限制性的。還應當注意附圖可能未按照比例繪制。

參考圖1-6，根據(jù)本發(fā)明的篩箱（sbx）組件01的優(yōu)選實施例包括至少一個套筒10，且在當前優(yōu)選實施例中，包括八個套筒，其安置成兩排，每一排四個套筒。每個套筒10均包括形成腔14的篩網(wǎng)12，在腔14內(nèi)，一個或多個排出立管16定位成抽吸污水通過篩網(wǎng)。篩網(wǎng)12優(yōu)選地成形為帶有圓形基底的筒體的形式，但是其他構(gòu)造也是可能的。在優(yōu)選實施例中，篩網(wǎng)12是超細篩網(wǎng)，其具有大約五十微米的孔隙?？梢瞥馗浇拥胶Y網(wǎng)12并支撐篩網(wǎng)12的框架18用于進一步限定腔14且形成每個套筒10的底部，從而提供屏障，以便在沉降期間當sbx組件01操作時僅僅液體可從套筒10的外部通過篩網(wǎng)12傳遞到腔14中。

sbx組件01相對于污水處理系統(tǒng)中的罐中的液體的表面的豎直置放使得sbx組件僅浸沒到用以將液體大致帶到篩網(wǎng)12的頂部所必需的深度，而非進一步加深以防止流體溢出到框架18的頂部上。

至少一個開口20位于套筒10的底部和內(nèi)部，通過該開口20，液體可從套筒內(nèi)部的腔14流動到套筒外部。至少一個排出立管16在開口20處位于腔14內(nèi)部，從而形成用于液體從腔14內(nèi)部到開口20的流動的通道。

在當前優(yōu)選的實施例中，至少一排模式化穿孔24和優(yōu)選地如下文中描述的三個縱向陣列的這樣的模式化穿孔在每個排出立管16中形成。（為了方便，術(shù)語“穿孔”、“孔洞”和“開口”在本文中可互換地使用）。穿孔24的截面面積沿著每個排出管16的長度隨著高度增大而增大。穿孔24從每個腔14接收沉降的流體，且沿著排出立管16分布，以通過抵消在每個篩網(wǎng)12內(nèi)的過濾后出水的重力壓頭促進均勻流動。

參考圖3a-3g，在示例性排出立管16中，示出不同構(gòu)造的合適穿孔24（孔洞24a、漸縮或具有可變長度的豎直狹槽24b、水平狹槽24c和篩網(wǎng)24d）。

參考圖3e，在當前優(yōu)選的實施例中，排出立管16沿著其長度具有恒定直徑。多個孔洞24a穿孔于排出立管16，且沿著排出立管的長度豎直地間隔開，其中，至少兩個孔洞24a具有不同直徑。

在當前優(yōu)選的實施例中，如在圖4和6中所示，孔洞24a排列成三豎排的孔洞，其中，每一排均圍繞所述排出立管16的圓周均勻地間隔開，即，以便每排孔洞均安置在圍繞排出立管的圓周的路徑的大約1/3處，即，與下一排孔洞成120°。孔洞22a促進在每個篩網(wǎng)12上浸沒的所有深度處均勻流動。相同布置的孔洞適用于在圖3中示出的其他類型的孔洞。

現(xiàn)在參考圖6，排出立管16安置在sbx實施例01中的當前優(yōu)選的布置中。在平面視圖中，每個排出立管16（其具有三排孔洞，各自與其鄰近排的孔洞成120°）在同一排和鄰近排兩者中安裝成與其緊鄰的排出立管成30°旋轉(zhuǎn)。（針對每個排出立管16示出每排開口24的中心線50。）因此，在任一排出立管16中的任一排開口都不面對在任一其他排出立管中的任一其他排開口。能夠示出排出立管定向的各種組合以滿足這些標準，且所有這樣的組合都被本發(fā)明完全包含。

再次參考圖1、圖2和圖5，歧管24從每個排出立管16經(jīng)由在每個套筒10的底部中的開口20收集液體。進一步，在當前優(yōu)選的實施例中，偏轉(zhuǎn)板26安置在篩箱組件01中的歧管24和套筒10之間，以抑制在低于篩箱組件的罐中的液體的豎直運動，實際上防止低于sbx的更大的沉降bod顆粒在罐中向上運動和污染篩箱組件的篩網(wǎng)12。

在當前優(yōu)選的實施例中，空氣室28附接到在篩箱組件01中的每個框架20的下部地區(qū)，每個空氣室均從壓縮氣體源供應，且設(shè)有諸如狹槽或孔洞29的離開開口，以便通過離開開口29離開空氣室28的氣泡沿著篩箱組件的篩網(wǎng)12的表面、在其附近及通過該表面朝上流動以沖洗和清潔篩網(wǎng)。

現(xiàn)在參考圖5，歧管24包括中央排出通道30，其終止于排出出口32中。中央排出通道30通過排出到中央排出通道30中的多個饋送通道34橫斷。繼而，套筒10（此處未示出）被橫斷并經(jīng)由配合端口36排出到饋送通道34中，端口36密封在套筒和饋送通道之間。來自未示出的源的壓縮氣體經(jīng)由進氣端口38進入歧管24，且經(jīng)由空氣離開端口40離開歧管，端口40密封在套筒和饋送通道之間。設(shè)置提升柱42用于為沉降器01提供軌道和降低沉降器01。

雖然已經(jīng)通過參考各種具體實施例描述了本發(fā)明，但是應當理解，可在所描述的本發(fā)明的概念的精神和范圍內(nèi)做出許多改變。因此，預期本發(fā)明不受限于所描述的實施例，而是將具有通過所附權(quán)利要求的語言限定的全部范圍。