用于供应回流活性污泥的系统和方法技术方案

提供了一种处理废水以产生滤液的方法。所述方法包括以下步骤：将未处理废水(200)引入到生物反应器(303)的入口区(202b)；将具有至少10,000mg/L总悬浮固体的经处理废水浓缩物(206)引入到所述生物反应器的所述入口区中，以形成生物活性混合物；在所述生物反应器的曝气区(203)中对所述生物活性混合物进行曝气，以产生经处理废水；对所述经处理废水进行过滤，以产生滤液(205)和所述浓缩物(206)，其中所述过滤产生的所述滤液(205)的总悬浮固体小于10mg/L；将所述浓缩物(206)的至少一部分输送到所述生物反应器的所述入口区(202b)；以及将滤所述液作为清洁水输送到生物反应器外部。将滤所述液作为清洁水输送到生物反应器外部。将滤所述液作为清洁水输送到生物反应器外部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于供应回流活性污泥的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年9月19日提交的英国专利申请号1913515.1的优先权，该专利的公开内容特此通过引用以其整体并入。
[0003]专利技术背景


[0004]本专利技术涉及一种用于废水处理的系统和一种用于处理废水的方法。
[0005]技术
[0006]污水处理或废水处理过程和相关联的设备(plant)使未处理水进入该过程，这种未处理水包含有机物、氮化合物、磷化合物、脂肪、油和油脂。处理设备应对未处理流入水进行处理以输出经处理水，这种经处理水适合排放到河流中或用于其他用途，诸如洗涤灌溉或饮用水。
[0007]水处理过程和相关联的过程设备很复杂，其需要土地、处理设备(包括大量土木工程)方面的大量资源以及操作成本。另外，处理过程必须能够应付一系列原水输入(诸如，雨水)，这会将未处理水的输入流量从正常操作条件增加5倍或更多。许多处理设备及其相关联的过程疲于应付更高的雨水流入量，这可能需要使用附加的储罐和/或未处理或处理不良的水离开设备到河流或其他目的地。
[0008]许多处理设备具有某种生物反应器，这些生物反应器具有缺氧/反硝化区和硝化区的组合。生物反应器处理原水以消耗有机物质。然而，生物反应器的尺寸很大以使得能够完成该过程。
[0009]许多这些处理设备在全球范围内使用成熟的过程操作，诸如常规活性污泥(CAS)或更昂贵的膜生物反应器(MBR)处理过程。US 6,783,671 B2示出了一种增强的CAS系统。US 6,743,362 B1示出了一种基于MBR的过程。
[0010]在CAS处理设备的硝化区中以4g/L生物量运行的典型的常规活性污泥过程在图1中示出。图1图示了典型的CAS处理设备(301)的主要部件，这些主要部件包括主罐或生物反应器(208)和澄清器(209)。
[0011]未处理废水(200)(也称为废水、流入物和流入水)在废水输入(201)处流入、进入厌氧(AN)区域(202)，该未处理废水的近似总悬浮固体(TSS)(本文中所叙述的所有TTS测量值均根据ISO 11923:1997测得)含量为250mg/L，且该AN区域的标称流速为Q＝1,500m3/天，溶解氧(DO)为零，且负氧化还原电位(ORP)大约为
‑
200mV。在该过程的各个点处的流速(Q)在图1中示出。此处，厌氧细菌释放磷(ORP下降到大约
‑
300mV)。在生物反应器(208)中具有液位(253)的液体流入反硝化(DN)区域(202a)中，在该DN区域处，低DO状态有利于发生导致流入水(200)的反硝化(硝酸盐转变成氮气)的生物反应。此处，液体与来自澄清器(209)的低氧、高TSS回流活性污泥(RAS)混合。
[0012]泵(212)从DN区(202a)将存在的富污泥液的一部分馈送回给AN区(202)，以防止AN区(202)中的生物量由于在废水输入(201)处进入的涌入水(200)(也称为未处理废水)所致
而稀释。(202a)的输出物进入到曝气区域(203)(称为生物反应器的硝化区)中，该曝气区域的TSS＝4,000mg/L，并且其中曝气系统(254)将流体中的DO增加到2mg/L并使ORP饱和达到100mV，从而为需氧细菌消化BOD并将氨转变成硝酸盐创造了有利的环境以及允许磷过量吸收。附加的泵(211)将存在于区域(203)中的富污泥液(称为硝酸盐RAS)输送到区域(202a)。
[0013]包含絮凝性细菌的污泥被馈送到澄清器(209)中。在澄清器底部处活性污泥的沉淀将TSS提高到8000mg/L。由于缺乏曝气所致，DO下降。这种分歧(增加TSS和减小DO)是处理过程的关键，因为它允许低DO、增稠的活性污泥通过泵(210)回流到过程的前部，进入反硝化罐(202a)中。泵(210)是设备的昂贵部分，因为它必须长距离泵送TSS污泥并且具有高扬程，通常为10至15m。泵(210)的功耗也很大。对低DO回流污泥的要求并不限制于CAS，而是出于上文所解释的原因，限制于具有RAS再循环的所有过程。
[0014]高硝酸盐含量不允许RAS回流到AN区域。这是CAS过程的一个局限性，因为AN区域将受益于高TSS以减轻来自流入物(200)的稀释效应。清洁(TSS～20mg/L；DO＝0)流出物(205a)从澄清器的顶部倾析出。澄清器底部处的部分高固含量污泥被单独收集(207a)并被废弃以维持设备中的稳定条件。
[0015]由于流入水的稀释所致，在AN区域中RAS的TSS降低到<2000mg/L。考虑到该区域中所需的工作生物量通常为～760kg，这种稀释迫使AN罐的体积为～400m3(即，整个罐(208)的几乎50％用以容纳所需量的工作生物量)。
[0016]图1的CAS设备的总悬浮固体质量平衡在下表1中示出。
[0017]表1
[0018][0019]CAS过程遭受两个重大局限性。反硝化罐(203)端部处的最大TSS被限制于小于4000mg/L的值。考虑到处理平均日流量(ADF)所需的生物量的所需总量，这规定了硝化罐的大小。较高的TSS将需要在澄清器(209)中较长的沉降时间，且因此在给定流速下澄清器是不切实际地较大。否则将期望在较高的TSS下操作反硝化罐，因为这将允许较小的处理设备用于相同总量的悬浮固体。
[0020]CAS的另一个局限性是，澄清器中絮凝性细菌的正确沉降要求进入澄清器中的含污泥的液体的流量在高峰小时流量下垂直上升流速不应超过1.5m/h的最大设计值。如果流量相对于ADF太大，就像在暴雨的情况下可能发生的那样，则仅发生部分沉淀，并且流出物(205a)将超过最大可允许的TSS许可(例如，20mg/L BOD和20mg/L TSS)。通常，澄清器的极限是水力极限而不是沉降极限，因为垂直速度可超过1.5m/h，因此导致所谓的污泥夹带。
[0021]本领域已知的另一种过程和系统(MBR)使用膜生物反应器来实现增稠和过滤，该膜生物反应器代替CAS过程中的澄清器。典型的MBR设备(302)在图2中示出。与CAS类似，MBR包括生物反应器(208)。MBR反应器(213)和脱氧(DeOX)罐(214)代替等效的CAS澄清器。
[0022]在废水输入(201)处进入的流入水(200)(也称为未处理废水)进入厌氧(AN)区域
(202)(在该AN区域处，厌氧细菌释放磷)、接着是反硝化/缺氧(DN)区域(202a)，该流入水可包括挥发性脂肪酸(VFA)并且具有约250mg/L的TSS且DO＝0mg/L。液体在生物反应器(208)中具有液位(253)。在区域(202a)中，低DO状态有利于发生导致流入水(200)的反硝化(硝酸盐转变成氮气)的生物反应。泵(212)从区域(202a)将那里存在的富污泥液(DO＝0)的一部分馈送回给区域(202)，以防止区域(202)中的生物量由于涌入水(200)所致而稀释。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理废水以产生滤液的方法；步骤包括：将未处理废水引入到生物反应器的入口区；将具有至少10,000mg/L总悬浮固体的经处理废水浓缩物引入到所述生物反应器的所述入口区中，以形成生物活性混合物；在所述生物反应器的曝气区中对所述生物活性混合物进行曝气，以产生经处理废水；对所述经处理废水进行过滤，以产生滤液和所述浓缩物，其中所述过滤产生的所述滤液的总悬浮固体小于10mg/L；将所述浓缩物的至少一部分输送到所述生物反应器的所述入口区；以及将所述滤液作为清洁水输送到所述生物反应器外部。2.一种处理废水以产生滤液的方法；步骤包括：将未处理废水和作废弃处理的废水浓缩物与至少10,000mg/L总悬浮固体组合，以形成生物活性混合物；将所述生物活性混合物输送到生物反应器的入口区中；在所述生物反应器的曝气区中对所述生物活性混合物进行曝气，以产生经处理废水；对所述经处理废水进行过滤，以产生滤液和所述浓缩物，其中所述过滤产生的所述滤液的总悬浮固体小于10mg/L；将所述浓缩物的至少一部分输送到所述生物反应器的所述入口区；以及将所述滤液作为清洁水输送到所述生物反应器外部。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述生物活性混合物包括未处理废水和所述经处理废水浓缩物。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，进一步包括：将所述生物活性混合物保持在所述入口区中历时预定时间，以使得能够在缺氧区和/或反硝化区中实现缺氧过程。5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：在将所述浓缩物输送到所述入口区的管的至少一部分中至少部分地混合所述未处理废水和所述浓缩物的至少一部分。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述入口区在缺氧区内或在与缺氧区相邻处。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中接触器在所述入口区中混合所述未处理废水和所述浓缩物，其中所述混合是高度湍流的。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中输送所述浓缩物的至少一部分的所述步骤进一步包括：泵送所述浓缩物和/或维持所述浓缩物的来源和所述入口区之间的差动液体扬程。9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述过滤由具有可渗透基材的过滤器执行，并且进一步包括：故意使所述可渗透基材积垢，以在所述可渗透基材上由所述经处理废水形成沉积的悬浮固体层；取出所述层的至少一部分；以及将所述层的所述取出部分与所述经处理废水的至少一部分混合，以形成具有至少10,000mg/L总悬浮固体的所述浓缩物。10.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述过滤由具有可渗透基材的过滤器执行，并且进一步包括：故意使所述可渗透基材积垢，以在所述可渗透基材上由所述经处理废水形成沉积的悬浮固体层；取出所述层的至少一部分；以及将所述层的所述取出部分与所述经处理废水的至少一部分混合，以形成具有至少10,000mg/L且低于70,000mg/L总悬浮
固体的所述浓缩物。11.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述过滤由具有可渗透基材的过滤器执行，并且进一步包括：故意使所述可渗透基材积垢，以在所述可渗透基材上由所述经处理废水形成沉积的悬浮固体层；取出所述层的至少一部分；以及将所述层的所述取出部分与所述经处理废水的至少一部分混合，以形成具有至少10,000mg/L且低于50,000mg/L总悬浮固体的所述浓缩物。12.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述过滤由具有可渗透基材的过滤器执行，并且进一步包括：故意使所述可渗透基材积垢，以在所述可渗透基材上由所述经处理废水形成沉积的悬浮固体层；取出所述层的至少一部分；以及将所述层的所述取出部分与所述经处理废水的至少一部分混合，以形成具有至少15,000mg/L且低于25,000mg/L总悬浮固体的所述浓缩物。13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述生物反应器包括单个罐。14.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述生物反应器包括互连的多个罐。15.如权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述入口区是非曝气的。16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，进一步包括：监测所述浓缩物的所述总悬浮固体；以及控制对所述经处理废水的过滤，以维持具有至少10,000mg/L总悬浮固体的浓缩物。17.如权利要求9至12中任一项所述的方法，进一步包括：将所述经处理废水的至少一部分喷洒在所述可渗透基材上，以取出所述沉积的悬浮固体层的至少一部分。18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其中所述过滤由具有第一面以及与所述第一面相对的第二面的液体可渗透过滤元件执行，其中所述过滤元件的所述第一面的至少某个区域经受压力下的经处理废水，并且所述区域上的压力大于0且小于或等于5.9kPa，其中所述浓缩物积聚在所述过滤元件的所述第一面上。19.如权利要求18所述的方法，其中所述过滤由过滤机器执行，所述过滤机器包括所述液体可渗透过滤元件并且进一步包括至少一个喷嘴，所述至少一个喷嘴将至少一个射流引导到所述过滤元件的所述第二面处、穿过所述过滤元件并朝向所述过滤元件的所述第一面，以取出和/或帮助取出所述沉积的固体层。20.如权利要求1至19中任一项所述的方法，进一步包括：将气泡从至少一个气体馈送器引入到所述经处理废水中。21.如权利要求1至20中任一项所述的方法，其中输送浓缩物的至少一部分的所述步骤包括：将由所述过滤生成的所述浓缩物泵送到所述生物反应器的所述入口区。22.如权利要求1至21中任一项所述的方法，进一步包括：对所述未处理废水进行生物处理；其中所述生物处理步骤包括：流入物的絮凝、硝化、缺氧区、反硝化或它们的组合。23.如权利要求1至22中任一项所述的方法，其中所述浓缩物中的溶解氧水平不超过0.5mg/L。24.如权利要求1至23中任一项所述的方法，其中所述浓缩物中的溶解氧水平不超过0.1mg/L。
25.如权利要求1至24中任一项所述的方法，其中所述浓缩物中的硝酸盐(NO3)水平不超过3mg/L。26.如权利要求1至25中任一项所述的方法，其中所述生物反应器中所述浓缩物的目的地高度和所述浓缩物的来源高度布置成减小所述来源和所述目的地之间的高度差、和/或降低至少一个泵的总扬程要求。27.如权利要求2所述的方法，其中所述组合步骤进一步包括：将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：达伦，
申请(专利权)人：赛莱默水处理美国有限公司，
类型：发明
国别省市：