使用天然产生的生物生长培养基减少被污染流体中的物质制造技术

用于以第一浓度含有一种以上物质的市政、商业、工业和机构流体的处理工艺包括接触器、曝气装置和分离器。在接触器中将流体与粉末化的天然木质纤维素材料(“PNLM”)、微生物生长物接种体和至少一部分流体混合以提供在流体中包含已建立的适应的微生物生长物的混合物。将混合物引入至曝气装置，其中一种以上物质的至少一些物理结合和化学键合至另外被生物污泥中的微生物生长物生理吸收的PNLM，使得从曝气装置排放的流体中的一种以上物质的至少一些的浓度降低至第二浓度。将生物污泥分离以回收PNLM的至少一部分，其再循环至接触器。

Use of naturally produced growth media to reduce substances in contaminated fluids

【技术实现步骤摘要】
使用天然产生的生物生长培养基减少被污染流体中的物质本申请是申请日为2014年10月21日、专利技术名称为“使用天然产生的生物生长培养基减少被污染流体中的物质”、国际申请号为PCT/US2014/061607并且中国国家申请号为201480070145.7的申请的分案申请。背景
本公开总体涉及含有一种以上污染物的流体的微生物处理，更具体地涉及使用粉末化的天然木质纤维素(“PNLM”)的微生物处理系统和方法。相关技术描述在市政、工业和商业水处理领域中到处都找得到生物处理系统。生物处理系统保持有利于微生物生长的条件(例如，pH、溶解氧、营养物和温度)使得存在于系统中的生物有机体将存在于水中的污染物或其他物质的至少一部分转变为生物生长物(即，生物质的增加)和一种以上的副产物如水、二氧化碳和甲烷。传统地，生物处理系统处理饮用水废物，如来自居住的、机构的、商业的和工业的设施的污水。有时，生物处理系统可能接收来自工业和商业的其他废物。有时，生物处理系统还可能接收一定量的雨水径流(runoff)，特别是在工业和商业环境中。在产生废水的来源的不同性质的情况下，生物处理系统设施可能接收污水废物、脏物、碎片、油和油脂的任何组合。为了适应可变的废水条件，生物处理系统通常包括三段，常称为第一处理，第二处理和第三处理。进来的废水通过许多丝网、过滤器或筛子以除去大和/或致密的碎片(例如，砂、岩石、破布、木棍、塑料袋和其他“垃圾”)。筛过的废水流至第一处理段。第一处理段常涉及使用静止的沉降池或盆(basin)来接收进来的废水。存在于废水中的较重的固体趋向于沉在沉降盆中并且使用拖曳器(drags)、刮板或类似的设备移出。较轻的材料如油和油脂以及有浮力的固体趋向于漂浮在沉降盆且使用撇渣器(skimmer)或类似的设备移出。在至少一些实例中，可以引入一种以上絮凝剂至沉降盆以促进更致密、更容易沉淀的固体的形成。在至少一些实例中，可以将溶解的空气引入至沉降盆以促进含有至少一部分存在废水中的油和油脂的更容易撇去的泡沫或白沫的形成。现在，沉降盆中的清水不含已移除的较重和较轻固体，从第一处理段流动至第二处理段。第二处理降解源自人类废物、食品废物、肥皂、洗涤剂、动物处理物、有机和无机肥料径流等的污水。第二处理段还可以包括一种以上的物质专门性的微生物有机体，其用于降解存在于废水中的污染物，例如可能存在于源自于烃处理操作期间或街道/停车场径流的废水中的烃。第二处理工序通常涉及使用有氧生物处理，其中在曝气装置中的细菌和原生动物消耗可降解的可溶解的有机污染物如糖、脂肪、有机短链碳分子等并且将其他不太溶解的馏分结合成絮凝的物质。第二处理系统可以包括固定膜或附接的生长系统，其中微生物生长物出现在与废水连续或间歇接触的表面。典型的实例包括滴滤器、生物塔和旋转生物接触器。第二处理系统可以包括活化污泥处理系统，其迫使含氧气体通过曝气装置以促进生物絮凝物的生长从而从废水除去有机材料。其他形式的第二处理包括需氧粒状污泥、表面曝气盆、过滤器床、结构化湿地、生物曝气过滤器、旋转生物接触器、和膜反应器。在第二处理系统中形成的污泥在分离器如澄清器-沉降器中澄清和沉淀。在一些实例中，部分污泥可以循环至设施流入物，以持续保持微生物群落，所述微生物群落适应存在于进来的废水中的特定的成分、污染物、或物质。至少一部分沉淀的污泥可以在抛弃之前进一步被处理以除去额外的水，例如，经由一个以上的离心分离器或过滤器。简述通过市政的、工业的、商业的和机构的部门产生的废物通常包括携带一种以上悬浮物质和/或一种以上溶解物质的流体如水。这些物质可以包括含碳物质如可通过一种以上微生物有机体降解的污水和烃。这些物质可以包括无机化合物如含有氮和磷的化合物，其可能被一种以上微生物有机体以各种形式转化(例如，硝酸盐可以被转化为氮气)和/或同化为一种以上微生物有机体的结构体(例如，磷可以储存在某些微生物有机体的细胞结构体中)。所有的生物处理系统依赖于将含有一种以上物质的流体与微生物有机体在其中微生物有机体能够降解或否则同化所述物质的环境中接触。一种已建立的用于将流体与微生物有机体接触的方法是使流体通过包括已建立的微生物生长物的固定膜。这样的固定膜处理系统通常使用塑料或其他不可生物降解的生物支持培养基，其可能随时间降解并且可能需要周期性的、高成本的清除和/或替换。处理的最新发展包括使用悬浮的生长系统，其中使用机械和/或空气搅拌将微生物有机体分布在整个流体中。活化污泥系统可以高生物污泥再循环比运行以在反应器中实现高生物质浓度，同时最小化生物污泥的形成。然而这样的高再循环比趋向于增加澄清器内的污泥龄。增加在澄清器中污泥龄可能导致有机体如丝状细菌的积累，以及生物抑制化合物的积累，其两者可能阻碍澄清器中沉降污泥的能力。先进的固定膜反应器设计如流化或填充污泥床系统已经证明效率和稳定性，特别是在需要高度降解的情况下。这样固定膜系统的一个重要组件是用于建立微生物生长物的培养基。培养基应具有允许微生物有机体的附着和生长的大量表面区域。另外，所述培养基应当是廉价和鲁棒的。粉末化的天然木质纤维素(“PNLM”)，如粉末化的洋麻纤维(kenaf)可以提供这样的支持培养基。当加入至悬浮生长处理工艺时，PNLM作为吸附剂以及生物生长培养基，其支持包括大量有益微生物有机体的鲁棒的生物膜的发展。使用PNLM作为支持培养基可以提升处理工艺中的沉降和生物质停留，从而提升再循环生物污泥的能力、增加生物污泥龄、并降低总的生物污泥制备。PNLM的支持性以及PNLM吸附被流体携带的物质的能力趋向于减轻澄清器的冲击负荷且降低处理工艺中的混乱的可能性。与不可生物降解的支持膜不同的是，PNLM可生物降解并且可以在其可用寿命之后有效率地被处置。一个示例性的生物处理系统包括一个接触器，在该接触器中将以第一浓度包含一种以上物质的流体与PNLM生物生长培养基如粉末化的洋麻纤维和在PNLM生物生长培养基上的含有已建立的、适应的微生物有机体的生物污泥的接种体共混。保持接触器中的条件，使得已建立的、适应的微生物有机体在加入的PNLM生物生长培养基的至少一部分上形成生物膜。曝气装置接收来自接触器的在间歇、周期性或连续的基础上排出的适应的微生物生长物。在一些实例中，曝气装置可以接收以第一浓度包含一种以上物质的其他流体。经由一个以上分布器或类似物将含氧气体如空气加入到曝气装置中。在曝气装置中的条件有利于其他微生物有机体以积累在曝气装置的下部的悬浮生物污泥的形式的发展。存在于接触器和曝气装置中的PNLM生物生长培养基吸收流体中的一种以上物质的至少一些。被PNLM生物生长培养基携带的微生物生长物也降解或消耗流体中的一种以上物质的至少一些。现在，含有降低至第二浓度的一种以上物质的至少一些的流体积累在曝气装置的上部。以第二浓度包含一种以上物质的流体的至少一部分离开曝气装置。在曝气装置中的生物污泥的至少一部分再循环至接触器以提供在PNLM生物生长培养基上的含有已建立的、适应的微生物有机体的生物污泥的接种体。在曝气装置中的生物污泥的其余部分的至少一些排出至分离器。分离器从生物污泥分离PNLM生物生长培养基的至少一部分。将分离的PNLM生物生长培养基的至少一部分再循环至接触器。从PN本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理以第一浓度包含一种以上物质的流体的系统，所述系统包括：(a)曝气装置，所述曝气装置包括：(i)至少一个接收以所述第一浓度含有所述一种以上物质的流体的一部分的入口接头；(ii)至少一个接收混合物的入口接头，所述混合物包含所述以所述第一浓度含有所述一种以上物质的流体的一部分、生物生长培养基和微生物生长物；(iii)至少一个接收含氧气体的入口接头；(iv)至少一个气体分散系统，其将所述含氧气体分散到所述混合物中，以通过所述一种以上物质的至少一部分的被在所述曝气装置内的所述微生物生长物的至少一部分的生理消耗，来有氧地刺激至少包含所述微生物生长物和所述生物生长培养基的生物污泥的形成；(v)至少一个排出至少一部分以第二浓度包含所述一种以上物质的一些或全部的流体的出口接头，所述第二浓度低于所述第一浓度；和(vi)至少一个将在所述曝气装置中形成的所述生物污泥层的第一部分排出和将所述生物污泥层的所述第一部分返回至所述曝气装置的出口接头；和(b)分离器，所述分离器将在所述曝气装置中形成的所述生物污泥层的其余部分分配为分离的包含至少60重量％生物生长培养基的富含生物生长培养基的组分和生物组分，所述分离器包括：(i)至少一个流体偶接到所述曝气装置以接收被所述曝气装置排出的所述生物污泥层的所述其余部分的入口接头；(ii)至少一个将所述生物污泥层的所述其余部分分配为富含流体部分和富含生物污泥部分的液体/固体分离段；(iii)至少一个将所述富含生物污泥部分的至少一些分配为所述分离的富含生物生长培养基的组分和富含微生物生长物的生物组分的固体/固体分离段；(iv)至少一个排出所述富含流体部分的部分的排放接头；(v)至少一个将所述富含微生物生长物的生物组分从所述系统排出的排放接头；和(vi)至少一个将所述分离的富含生物生长培养基的组分的至少一部分排出至所述曝气装置的排放接头。...

【技术特征摘要】
2013.10.22 US 61/894,2321.一种处理以第一浓度包含一种以上物质的流体的系统，所述系统包括：(a)曝气装置，所述曝气装置包括：(i)至少一个接收以所述第一浓度含有所述一种以上物质的流体的一部分的入口接头；(ii)至少一个接收混合物的入口接头，所述混合物包含所述以所述第一浓度含有所述一种以上物质的流体的一部分、生物生长培养基和微生物生长物；(iii)至少一个接收含氧气体的入口接头；(iv)至少一个气体分散系统，其将所述含氧气体分散到所述混合物中，以通过所述一种以上物质的至少一部分的被在所述曝气装置内的所述微生物生长物的至少一部分的生理消耗，来有氧地刺激至少包含所述微生物生长物和所述生物生长培养基的生物污泥的形成；(v)至少一个排出至少一部分以第二浓度包含所述一种以上物质的一些或全部的流体的出口接头，所述第二浓度低于所述第一浓度；和(vi)至少一个将在所述曝气装置中形成的所述生物污泥层的第一部分排出和将所述生物污泥层的所述第一部分返回至所述曝气装置的出口接头；和(b)分离器，所述分离器将在所述曝气装置中形成的所述生物污泥层的其余部分分配为分离的包含至少60重量％生物生长培养基的富含生物生长培养基的组分和生物组分，所述分离器包括：(i)至少一个流体偶接到所述曝气装置以接收被所述曝气装置排出的所述生物污泥层的所述其余部分的入口接头；(ii)至少一个将所述生物污泥层的所述其余部分分配为富含流体部分和富含生物污泥部分的液体/固体分离段；(iii)至少一个将所述富含生物污泥部分的至少一些分配为所述分离的富含生物生长培养基的组分和富含微生物生长物的生物组分的固体/固体分离段；(iv)至少一个排出所述富含流体部分的部分的排放接头；(v)至少一个将所述富含微生物生长物的生物组分从所述系统排出的排放接头；和(vi)至少一个将所述分离的富含生物生长培养基的组分的至少一部分排出至所述曝气装置的排放接头。2.权利要求1所述的系统，其中所述生物生长培养基包含粉末化的天然木质纤维素材料。3.权利要求1所述的系统，其中所述流体包含水且所述一种以上物质包含一种以上选自烃和酚类化合物的化合物。4.权利要求3所述的系统，其中所述烃包括以下物质中的一种以上：苯化合物、甲苯化合物、乙苯化合物和二甲苯化合物。5.权利要求1所述的系统，其中所述一种以上物质还包含以下物质中的一种以上：氨和硫化氢。6.权利要求1所述的系统，其中所述流体包含水且所述一种以上物质包含一种以上季胺化合物。7.权利要求1所述的系统，其中所述液体/固体分离段包括以下各项中的至少一项：重力沉降盆、离心分离器、或过滤器。8.权利要求1所述的系统，其中所述固体/固体分离段包括以下各项中的至少一项：一个以上离心器、一个以上水力旋流器、或一个以上鼓式分离器。9.一种将存在于流体中的一种以上物质的浓度从第一浓度降低至低于所述第一浓度的第二浓度的方法，所述方法包括：将至少一部分适应的微生物生长物、以所述第一浓度含有一种以上物质的流体和生物生...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹森·卡尔霍恩，
申请(专利权)人：那沃达有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US