污水处理方法和系统技术方案

本发明专利技术是关于污水处理的方法和系统，更详细的说是关于在污水处理过程中除去营养物的方法和系统。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于污水处理的方法和系统，更详细的说是关于在污水处理过程中除去营养物的方法和系统。目前，在污水处理厂中采用了各种生物营养物质去除(BRN)方法来加大污染物的降解。在一个典型的BNR操作中，污水中的污染物，例如碳源(作为生物化学需氧量或者BOD来测定)，氨、氮、磷酸盐等在厌氧、缺氧、需氧阶段中通过活性污泥被消化掉，这在本领域内被人们所熟知。在厌氧阶段，污水，经过或不经过初步沉淀操作，与回收的活性污泥(RAS)混合。在许多污水处理工厂中的BNR操作中设置一个厌氧阶段，在此厌氧阶段中，聚磷微生物品种占据了短的碳链营养物质和作为细胞内最普通的聚羟基丁酸(PHB)而储存此营养物质，微生物必须消耗能量以完成对可溶有机物的吸收和形成细胞内储存产品。通过在储存的长链无机聚磷酸中的高磷酸健的断裂，从而获的能量。这个过程产生正磷酸盐，此正磷酸盐从细胞中释放到厌氧区的溶液中。在后面的含氧阶段中，对用于重新分子内聚磷酸合成的可溶性正磷酸盐的充分的吸收。先前储存的PHB进行需氧的新陈代谢产生二氧化碳、水、和新的细胞。当固体受到处理过程的污染时，同没有厌氧区的传统的处理方法相比较，有聚磷酸微生物所占据的正磷酸会产生磷酸去除量的四倍。在大多数的污水处理厂中，在BNP过程中设置一个或者几个缺氧阶段。在缺氧阶段中，脱氮剂，例如能脱氮的微生物，利用硝酸盐和/或亚硝酸盐作为电子接受体，以及在脱氮过程中消耗一些可得到的碳源。逐步的将NOX减少到氮气以及释放到空气中，如下所示NO3-→NO2-→NO→N2O→N2通常通过将一定容量的来自有氧阶段末尾的污水供给硝酸盐，而有氧阶段在厌氧阶段开始的后面。在BNR过程中典型地使用一个或者几个有氧阶段，在有氧阶段中，供给含有大约20％氧气或者纯氧气的空气，以使维持所需要的溶解氧气量。自给营养有机物，例如能使用胺作为能量来源的微生物，在需氧条件下将氨转化为在亚硝酸盐和硝酸盐。污水中的聚磷微生物向哦能够水相中吸收磷酸以及将细胞内的PHB和PHV储存产品消化，转化为用于能量储存的化合物—聚磷酸。聚磷微生物的磷酸群得到补充，将磷从系统中除去，这在本领域内已经被人们所熟知。在需氧条件下，在水相中剩余的碳源进一步得到需氧微生物的消化。当污染物的降解接近结束时，将微生物和经过处理后的水通过固体/液体分离过程，在此过程中的生物固体(biosolids)与液体得到分离。此生物固体或者循环回到厌氧/需氧/有氧处理过程中，或者作为废的生物固体从处理过程中除去。在固体/液体分离中所使用的常用的设备是澄清器，在澄清器中生物固体沉淀到底部，使用循环泵收回，而清澈的水流在澄清器的表面流过排放鱼梁(weirs)，在固体/液体分离过程中也经常使用空气浮选设备，以上所述的已经被人们所熟知。然而，目前的许多污水处理厂需要澄清器，这就增加了污水处理厂所占据的空间，增加了最初的成本和运营和维护的成本。而且，像这样的一个系统，经常使用大的操作投入，增加了额外的成本，而且，如上面所述，使用循环/返回系统增加了资金成本和运营以及维护成本。最后，在总的处理过程中，存在一个增大的水力保持时间(HRT)。在另一方面，本专利技术是关于用于从污水中除去营养物质的系统，包括第一污水处理槽T1，含有一个第一槽进口I1和带有第一槽过滤器F1的第一槽出口O1；一个Nth污水处理槽Tn，含有一个Nth槽进口In和一个带有Nth槽过滤器Fn的Nth出口On；一个第二污水处理槽T2，连接到槽T1上以使污水流经T1和T2和含有一个连接到进口I1和In的第二槽进口I2；一个第三污水处理槽T3，连接到槽T2以使污水流经槽T2和T3；一个N-1污水处理槽Tn-1，连接到槽T3和Tn以使污水流经T3和Tn-1以及流经槽Tn-1和Tn，和含有一个连接到进口I1和In的N-1槽进口In-1。本系统含包括一个连接到槽T1的NH3探测器AD1；一个连接到槽Tn的NH3探测器ADn；一个连接到槽T1的TSS探测器TD1；一个连接到槽Tn的TSS探测器TDn；一个连接到槽T2的NO3探测器ND2；一个连接到槽Tn-1的NO3探测器NDn-1；一个连接到至少一个所述槽的空气供给装置。一个连接到至少一个所述槽的混合混合装置；和一个控制器，连接到空气供给混合装置、进口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、NH3探测器AD1和ADn，TSS探测器TD1和TDn，NO3探测器ND2和NDn-1、过滤器F1和Fn，控制器在操作循环C1和C2之间转换，其中，在循环C1中，I1和On是开着的，In是关闭的，I2和In-1是在j和k上，其中j和k选自I1的百分数，直到1)AD1≥X或者TD1≤Y，或者2)NDn-1+ADn≥Z，其中，X、Y、Z分别是选自NH3、TSS和NO3+NH3的浓度，在循环C2中，In和O1是开着的，In-1和I2在l和m上，l和m选自In的百分数，当ND2≥A在循环C1时在T2+1中和当NDn-1≥A在循环C2时在Tn-1中关闭空气供给，其中，A选自NO3的浓度。在另外一方面，本专利技术是关于一种用于除去污水中磷的系统，含有第一污水处理槽T1，含有第一槽进口I1和带有第一槽过滤器F1的第一槽出口O1；一个Nth污水处理槽Tn，含有一个Nth槽进口In和一个带有Nth槽过滤器Fn的Nth出口On；一个第二污水处理槽T2，连接到槽T1上以使污水流经T1和T2和含有一个连接到进口I1和In的第二槽进口I2；一个第三污水处理槽T3，连接到槽T2以使污水流经槽T2和T3；一个N-1污水处理槽Tn-1，连接到槽T3和Tn以使污水流经T3和Tn-1以及流经槽Tn-1和Tn，和含有一个连接到进口I1和In的N-1槽进口In-1；一个连接到槽T1的PO4探测器PD1；一个连接到槽Tn的PO4探测器PDn；一个连接到槽T1的TSS探测器TD1；一个连接到槽Tn的TSS探测器TDn；一个连接到至少一个所述槽的空气供给装置/混合混合装置；和一个控制器，连接到空气供给混合装置、进口I1、I2、In-1和In、出口O1和On、PO4探测器TD1和TDn，TSS探测器TD1和TDn，过滤器F1和Fn，控制器在操作循环C1和C2之间转换，其中，在循环C1中，空气在T1是关闭的，在Tn时是开着的，I1和On是开着的，In和O1是关闭的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分别是选自PO4、TSS和PO4的浓度，在循环C2中，空气在Tn时是关闭的，在T1时是开着的，In和O1是开着的，I1和On是关闭的，直到1)PD1≤X或者TD1≤Y，或者2)PDn≥Z，其中，X、Y、Z分别是选自PO4、TSS和PO4的浓度。图2是根据本专利技术的另外方面的优选营养物质去除系统的示意图。图3是优选的除去磷的系统的示意图。根据附图说明图1，显示了一种用于去除生化需氧量(BOD)和/或NH3/NH4+的系统。系统包括与槽Tn-1相邻的槽T1，槽Tn-1与Tn相邻。尽管所显示的槽直接与另一个相邻，但它们相接触不是必须的，只要它们操作中连接在一起，以及一方名污水可以流经T1和Tn-1，另一方面流经Tn-1与Tn。而且，所有的槽都应该优选包括将空气引入污水中的装置，例如用空气扩散器等。槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种除去污水中ＢＯＤ和ＮＨ↓［３］的系统，含有：ａ）一个第一污水处理槽Ｔ↓［１］，含有第一槽进口Ｉ↓［１］和带有第一槽过滤器Ｆ↓［１］的第一槽出口Ｏ↓［１］；ｂ）另一个污水处理槽Ｔ↓［ｎ－１］，连接到槽Ｔ↓［１］上以使污水流经Ｔ↓［ １］和Ｔ↓［ｎ－１］；ｃ）一个Ｎｔｈ污水处理槽Ｔ↓［ｎ］，含有一个Ｎｔｈ槽进口Ｉ↓［ｎ］和一个带有Ｎｔｈ槽过滤器Ｆ↓［ｎ］的Ｎｔｈ槽出口Ｏ↓［ｎ］，连接到槽Ｔ↓［ｎ－１］上以使污水流经槽Ｔ↓［ｎ－１］和Ｔ↓［ｎ］；ｄ）一个连接到槽Ｔ ↓［１］的ＮＨ↓［３］探测器ＡＤ↓［１］；ｅ）一个连接到槽Ｔ↓［ｎ］的ＮＨ↓［３］探测器ＡＤ↓［ｎ］；ｆ）一个连接到槽Ｔ↓［１］的ＴＳＳ探测器ＴＤ↓［１］；ｇ）一个连接到槽Ｔ↓［ｎ］的ＴＳＳ探测器ＴＤ↓［ｎ］；ｈ）一个连接到 至少一个所述槽的空气供给装置；和ｉ）一个控制器，连接到空气供给进口Ｉ↓［１］和Ｉ↓［ｎ］、出口Ｏ↓［１］和Ｏ↓［ｎ］、过滤器Ｆ↓［１］和Ｆ↓［ｎ］，ＮＨ↓［３］探测器ＡＤ↓［１］和ＡＤ↓［ｎ］、ＴＳＳ探测器ＴＤ↓［１］和ＴＤ↓［ｎ］，控 制器在操作循环Ｃ↓［１］和Ｃ↓［２］之间转换，其中，在循环Ｃ↓［１］中，Ｉ↓［１］和Ｏ↓［ｎ］是开着的，Ｉ↓［ｎ］是关闭的，直到ＡＤ↓［１］≥Ｘ或者ＴＤ↓［１］≤Ｙ，其中Ｘ和Ｙ分别选自ＮＨ↓［３］和ＴＳＳ的浓度，在循环Ｃ↓［２］中，Ｉ↓［ｎ］和Ｏ↓［１］是开着的，Ｉ↓［１］是关闭的，直到ＡＤ↓［ｎ］≥Ｘ或者ＴＤ↓［ｎ］≤Ｙ。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：JF李，詹姆斯J古德雷，马克JSr巴拜尔，威廉姆D马克格尼，刘文军，
申请(专利权)人：美商生化科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]