污水處理的新系統和方法技術方案

本發明專利技術介紹一種污水處理方法。該方法包括：(1)接受污水；(2)對污水進行第一種處理產生具有能夠改變的第一特性的污水；(3)阻止所述第一特性變化；(4)對污水進行第二種處理；其中所述第一特性包括選自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固體含量和營養水平中的至少一種特性。

【技術實現步驟摘要】
【專利說明】本專利技術是申請日為:2009年7月14日，專利申請號為:200980129693.1，專利技術名稱為:的中國專利技術專利申請的分案申請。【
技術介紹
】本專利技術是關于污水處理。特別地，本專利技術是關于能夠有效快速地去除污水中污染物的主動處理系統和方法。傳統的污水處理開始于對污水進行預處理，其在不同階段實施。在最初階段，污水經過水解將微粒物質轉變為可溶解化合物。這些可溶解化合物在下一階段被分解。舉例來說，發酵降解糖和脂肪酸存在于污水中產生醋酸鹽、氫和氧。最終通過使用產烷菌生物體將被分解的化合物轉化為甲烷。在預處理結束之后，某些傳統方法可能依靠被動技術，其只依靠重力來去除污水中的懸浮固體。通常使用一個能夠容納3千萬加侖水的初級沉淀地窖來進行沉淀。沉淀是一個緩慢的過程，其中允許污水中相對較重的固體沉淀，這樣，它們沉淀至地窖的底部，形成包含重固體的離散固態和離散的液體或水態。結果這些類固體很容易從液態污水中分離出來。在重固體去除之后，污水被輸送至另一個大池子里來去除有機物。在這個大池子里，微生物附著在池子的厚壁和底部并且在合適的光線、溫度和表面積下在池子里繁殖。這些微生物繁殖數量巨大并且消耗污水中的大部分氧和食物(例如，有機物)。在缺少必需的維持條件的情況下，這些微生物最終死亡，剩下具有豐富的氮和磷的污水。傳統的方法根據剩余的污染物的數量將這些污水排放至土壤、池塘或池子。不幸的是，傳統的污水處理方法存在幾個缺陷。例如，依靠沉淀去除固體的過程不僅很漫長而且很昂貴。特別的，基礎設施，例如大池子、管道以及栗都需要巨大的資金成本。另外一個例子，去除有機物的過程，與去除固體的過程相似，因為要在大池子中運行很長時間，也是被動和昂貴的。再一個例子，傳統的處理方法并沒有一個有效的從污水中去除死亡的微生物和殘留的氮和磷的方法。雖然反滲透或離子交換可以用于去除氮和磷，但其被認為不具商業可行性，因此并未整合到傳統污水處理方法中。因此，需要的是更有效和快速處理污水的污水處理系統和方法。【
技術實現思路
】根據前面所述，本專利技術提供一種更有效和快速處理污水的污水處理系統和方法。在其他成分之中，污水一般包括固體，其包括總懸浮固體(total suspendedsolids, TSS)、無機和有機物、氮、磷和活的有機物。以一種商業上可行的方法去除這些物質具有獨特的挑戰，其不是使用傳統的主要依靠重力和時間的處理方法來解決。在這樣的背景下，本專利技術的方法采用主動的方法來進行污水處理，例如，以一種商業上可行的方法高效快速地處理污水。特別地，本專利技術提供主要通過獨創的子系統和步驟而不僅僅是重力和時間，來從污水中高效快速地去除不同種類污染物的系統和方法。本專利技術采用的方法意識到，在其他事情之中，生物需氧量(b1chemical oxygendemand, BOD)的概念驅動污水處理的各個步驟。生物需氧量是一個目前人所共知的顯示生物學上穩定有機物所需要的氧氣數量的參數。根據本專利技術的實施例，不僅僅依靠重力和時間，而且努力有效地控制在污水處理各個階段的生物需氧量。與現有技術的僅僅依靠重力和時間的被動處理相反，這使得本專利技術能夠主動處理污水。有機物通常在污水中因為各種原因使用氧氣，并最終消耗可溶性氧。然而，在污水處理中，期望必須的高水平的溶解氧來供微生物生長以消耗有機物。傳統的方法只在單一的離散的步驟中通過輸入氧氣補充污水中消耗的氧氣水平來生長微生物。該步驟通過提供氧氣首先促進自然產生的微生物生長到很大數量，這樣它們消耗污水中的幾乎所有有機物和氧。傳統的方法通過采用被動的方式來提供氧氣，例如，要求占用巨大空間的池子來形成長時間暴露至空氣的更大的表面積。本專利技術意識到需要在多個步驟中通過增加特定反應器的表面積的體積比，最大限度地使用高壓空氣擴散來主動增加污水中的溶解氧，也為自然生長和外部輸入的細菌創造一個生長的積極環境。在本專利技術的較佳實施例中，主動輸入氧氣和增加表面積體積比在去除固體階段的早期開始，并且在傳統方法的激勵微生物生長之前。當足夠數量的微生物在缺少氧氣和營養物的環境下死亡時。死亡的生物體腐朽，經過俗稱的“硝化作用”產生大量的氨、硝酸鹽和亞硝酸鹽。傳統的處理方法向環境排放帶有高濃度氨和磷的污水。反滲透和離子交換可以用于去除氮、磷，但不具有商業可行性，因此，沒有整合到傳統廢水處理方法中。排放富含氨的污水對生活是有害的。亞硝酸鹽是致癌性的，直接排放帶有亞硝酸鹽的污水會污染飲用水的蓄水層。本專利技術意識到這一點并在污水排放前通過有效地去除氨和磷來避免這種污染。本專利技術的較佳實施例通過在各個階段降低生物需氧量、保持溶解氧的水平、降低固體內容和控制污水中氨的水平來有效處理污水。舉例來講，在一個步驟中，本專利技術通過主動關注產生固體的生物需氧量的去除來降低污水中的生物需氧量和固體內容。在另一個實施例中，去除固體的過程中，本專利技術也關注改善自然生長和經基因改造的細菌的生長狀態。本專利技術的較佳實施例使用高壓空氣擴散來大體上保持或增加污水中的溶解氧。結果，根據本專利技術的較佳實施例，微生物在用于去除有機物之前能夠很好地生長。在另一個實施例中，通過微生物消耗去除有機物之后，本專利技術較佳實施例直接產生厭氧條件使微生物完全死亡并且降低污水中的固體內容或減少污水中的生物需氧量。接下來，污水在補充溶解氧水平的有氧條件下去除固體和進一步降低生物需氧量。在另一個實施例中，本專利技術的較佳實施例主動去除產生固體的生物需氧量、死亡的微生物、營養物、藻類和其他固體，通過反向反應保持污水中的溶解氧的含量來阻止生物需氧量和固體的增加。需要重要指出的是，現有技術并未意識到反向反應會增加生物需氧量的缺陷，更不用說提供阻止生物需氧量增加的措施。在另一個實施例中，本專利技術的較佳實施例，通過有效培養利用可用的營養物用于自生生長的特定生物過程，來主動關注各種營養物和磷的去除。本專利技術進一步通過主動去除剩余在污水的任何生物物質來降低營養物負荷。在一方面，本專利技術提供一種污水處理程序。該方法包括:(I)接受污水；(2)對污水進行第一種處理產生具有能夠改變的第一特性的污水；(3)阻止所述第一特性變化；(4)對污水進行第二種處理；其中所述第一特性包括選自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固體含量和營養水平中的至少一種特性。接受污水的步驟較佳地包括接受一個能夠增加或保持溶解氧在大體上恒定水平的供給池里的污水。在該實施例中，氧氣通過使用擴散氣流溶解。在本專利技術的一個實施例中，所述第一種處理包括去除固體，所述第二種處理包括去除有機物。在該實施例中，去除固體包括:(i)從污水中機械分離固體以從污水中去除第一數量的固體；(ii)吹送溶解空氣從污水中去除第二數量的固體。所述第一數量的固體大約占到從污水中去除的固體的75%到98%，其中所述污水中固體的含量大約占15%到30%。所述第二數量的固體大約占從污水中去除的固體的85%到95%，其中所述污水中固體的含量大約為3%到6%。根據本專利技術的一個實施例，所述機械分離包括從一個供給池直接獲取的污水中分離固體。根據本專利技術的一個實施例，所述阻止的步驟包括從使用高壓氣流保持污水中的溶解氧在一個大體上恒定的水平的池子里的污水中去除固體。保持溶解氧在一個大體上恒定的水平意味著流入的溶解氧和流出的溶解氧的差別不超過5%。去除本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污水處理方法，其包括：接受污水；對污水進行第一種處理產生具有能夠改變的第一特性的污水；阻止所述第一特性變化；對污水進行第二種處理；其中所述第一特性包括選自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固體含量和營養水平中的至少一種特性。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：克利斯朵夫·奧特，
申請(專利權)人：克利斯朵夫·奧特，
類型：發明
國別省市：美國;US