污水处理的新系统和方法技术方案

本发明专利技术介绍一种污水处理方法。该方法包括：(1)接受污水；(2)对污水进行第一种处理产生具有能够改变的第一特性的污水；(3)阻止所述第一特性变化；(4)对污水进行第二种处理；其中所述第一特性包括选自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固体含量和营养水平中的至少一种特性。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】本专利技术是申请日为:2009年7月14日，专利申请号为:200980129693.1，专利技术名称为:的中国专利技术专利申请的分案申请。【
技术介绍
】本专利技术是关于污水处理。特别地，本专利技术是关于能够有效快速地去除污水中污染物的主动处理系统和方法。传统的污水处理开始于对污水进行预处理，其在不同阶段实施。在最初阶段，污水经过水解将微粒物质转变为可溶解化合物。这些可溶解化合物在下一阶段被分解。举例来说，发酵降解糖和脂肪酸存在于污水中产生醋酸盐、氢和氧。最终通过使用产烷菌生物体将被分解的化合物转化为甲烷。在预处理结束之后，某些传统方法可能依靠被动技术，其只依靠重力来去除污水中的悬浮固体。通常使用一个能够容纳3千万加仑水的初级沉淀地窖来进行沉淀。沉淀是一个缓慢的过程，其中允许污水中相对较重的固体沉淀，这样，它们沉淀至地窖的底部，形成包含重固体的离散固态和离散的液体或水态。结果这些类固体很容易从液态污水中分离出来。在重固体去除之后，污水被输送至另一个大池子里来去除有机物。在这个大池子里，微生物附着在池子的厚壁和底部并且在合适的光线、温度和表面积下在池子里繁殖。这些微生物繁殖数量巨大并且消耗污水中的大部分氧和食物(例如，有机物)。在缺少必需的维持条件的情况下，这些微生物最终死亡，剩下具有丰富的氮和磷的污水。传统的方法根据剩余的污染物的数量将这些污水排放至土壤、池塘或池子。不幸的是，传统的污水处理方法存在几个缺陷。例如，依靠沉淀去除固体的过程不仅很漫长而且很昂贵。特别的，基础设施，例如大池子、管道以及栗都需要巨大的资金成本。另外一个例子，去除有机物的过程，与去除固体的过程相似，因为要在大池子中运行很长时间，也是被动和昂贵的。再一个例子，传统的处理方法并没有一个有效的从污水中去除死亡的微生物和残留的氮和磷的方法。虽然反渗透或离子交换可以用于去除氮和磷，但其被认为不具商业可行性，因此并未整合到传统污水处理方法中。因此，需要的是更有效和快速处理污水的污水处理系统和方法。【
技术实现思路
】根据前面所述，本专利技术提供一种更有效和快速处理污水的污水处理系统和方法。在其他成分之中，污水一般包括固体，其包括总悬浮固体(total suspendedsolids, TSS)、无机和有机物、氮、磷和活的有机物。以一种商业上可行的方法去除这些物质具有独特的挑战，其不是使用传统的主要依靠重力和时间的处理方法来解决。在这样的背景下，本专利技术的方法采用主动的方法来进行污水处理，例如，以一种商业上可行的方法高效快速地处理污水。特别地，本专利技术提供主要通过独创的子系统和步骤而不仅仅是重力和时间，来从污水中高效快速地去除不同种类污染物的系统和方法。本专利技术采用的方法意识到，在其他事情之中，生物需氧量(b1chemical oxygendemand, BOD)的概念驱动污水处理的各个步骤。生物需氧量是一个目前人所共知的显示生物学上稳定有机物所需要的氧气数量的参数。根据本专利技术的实施例，不仅仅依靠重力和时间，而且努力有效地控制在污水处理各个阶段的生物需氧量。与现有技术的仅仅依靠重力和时间的被动处理相反，这使得本专利技术能够主动处理污水。有机物通常在污水中因为各种原因使用氧气，并最终消耗可溶性氧。然而，在污水处理中，期望必须的高水平的溶解氧来供微生物生长以消耗有机物。传统的方法只在单一的离散的步骤中通过输入氧气补充污水中消耗的氧气水平来生长微生物。该步骤通过提供氧气首先促进自然产生的微生物生长到很大数量，这样它们消耗污水中的几乎所有有机物和氧。传统的方法通过采用被动的方式来提供氧气，例如，要求占用巨大空间的池子来形成长时间暴露至空气的更大的表面积。本专利技术意识到需要在多个步骤中通过增加特定反应器的表面积的体积比，最大限度地使用高压空气扩散来主动增加污水中的溶解氧，也为自然生长和外部输入的细菌创造一个生长的积极环境。在本专利技术的较佳实施例中，主动输入氧气和增加表面积体积比在去除固体阶段的早期开始，并且在传统方法的激励微生物生长之前。当足够数量的微生物在缺少氧气和营养物的环境下死亡时。死亡的生物体腐朽，经过俗称的“硝化作用”产生大量的氨、硝酸盐和亚硝酸盐。传统的处理方法向环境排放带有高浓度氨和磷的污水。反渗透和离子交换可以用于去除氮、磷，但不具有商业可行性，因此，没有整合到传统废水处理方法中。排放富含氨的污水对生活是有害的。亚硝酸盐是致癌性的，直接排放带有亚硝酸盐的污水会污染饮用水的蓄水层。本专利技术意识到这一点并在污水排放前通过有效地去除氨和磷来避免这种污染。本专利技术的较佳实施例通过在各个阶段降低生物需氧量、保持溶解氧的水平、降低固体内容和控制污水中氨的水平来有效处理污水。举例来讲，在一个步骤中，本专利技术通过主动关注产生固体的生物需氧量的去除来降低污水中的生物需氧量和固体内容。在另一个实施例中，去除固体的过程中，本专利技术也关注改善自然生长和经基因改造的细菌的生长状态。本专利技术的较佳实施例使用高压空气扩散来大体上保持或增加污水中的溶解氧。结果，根据本专利技术的较佳实施例，微生物在用于去除有机物之前能够很好地生长。在另一个实施例中，通过微生物消耗去除有机物之后，本专利技术较佳实施例直接产生厌氧条件使微生物完全死亡并且降低污水中的固体内容或减少污水中的生物需氧量。接下来，污水在补充溶解氧水平的有氧条件下去除固体和进一步降低生物需氧量。在另一个实施例中，本专利技术的较佳实施例主动去除产生固体的生物需氧量、死亡的微生物、营养物、藻类和其他固体，通过反向反应保持污水中的溶解氧的含量来阻止生物需氧量和固体的增加。需要重要指出的是，现有技术并未意识到反向反应会增加生物需氧量的缺陷，更不用说提供阻止生物需氧量增加的措施。在另一个实施例中，本专利技术的较佳实施例，通过有效培养利用可用的营养物用于自生生长的特定生物过程，来主动关注各种营养物和磷的去除。本专利技术进一步通过主动去除剩余在污水的任何生物物质来降低营养物负荷。在一方面，本专利技术提供一种污水处理程序。该方法包括:(I)接受污水；(2)对污水进行第一种处理产生具有能够改变的第一特性的污水；(3)阻止所述第一特性变化；(4)对污水进行第二种处理；其中所述第一特性包括选自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固体含量和营养水平中的至少一种特性。接受污水的步骤较佳地包括接受一个能够增加或保持溶解氧在大体上恒定水平的供给池里的污水。在该实施例中，氧气通过使用扩散气流溶解。在本专利技术的一个实施例中，所述第一种处理包括去除固体，所述第二种处理包括去除有机物。在该实施例中，去除固体包括:(i)从污水中机械分离固体以从污水中去除第一数量的固体；(ii)吹送溶解空气从污水中去除第二数量的固体。所述第一数量的固体大约占到从污水中去除的固体的75%到98%，其中所述污水中固体的含量大约占15%到30%。所述第二数量的固体大约占从污水中去除的固体的85%到95%，其中所述污水中固体的含量大约为3%到6%。根据本专利技术的一个实施例，所述机械分离包括从一个供给池直接获取的污水中分离固体。根据本专利技术的一个实施例，所述阻止的步骤包括从使用高压气流保持污水中的溶解氧在一个大体上恒定的水平的池子里的污水中去除固体。保持溶解氧在一个大体上恒定的水平意味着流入的溶解氧和流出的溶解氧的差别不超过5%。去除本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种污水处理方法，其包括：接受污水；对污水进行第一种处理产生具有能够改变的第一特性的污水；阻止所述第一特性变化；对污水进行第二种处理；其中所述第一特性包括选自生物需氧量(BOD)水平、溶氧水平、固体含量和营养水平中的至少一种特性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：克利斯朵夫·奥特，
申请(专利权)人：克利斯朵夫·奥特，
类型：发明
国别省市：美国;US