專利名稱：通過產(chǎn)生和利用氫氧氣體從污水流中去除污染物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來處理污水流的方法和系統(tǒng)，所述污水流為諸如工業(yè)廢水，城 市廢水和其他。
背景技術(shù)：
如果未經(jīng)處理就排放，許多污水中存在有害的物料可以對環(huán)境和/或人體健康造 成一種重大的風(fēng)險(xiǎn)。政府法規(guī)經(jīng)常要求，必須在污水流可以被排放到環(huán)境中之前，對污水流 的各種有機(jī)，無機(jī)，化學(xué)，和微生物成分進(jìn)行處理。例如，這種污水流包括工業(yè)和城市污水， 化學(xué)處理污水，動物糞便，造紙廠污水和其他的。圖1呈現(xiàn)出一處理設(shè)備，圖解說明現(xiàn)有技術(shù)中用來處理城市廢水的系統(tǒng)。參見圖 1，污水流入100進(jìn)入廢水處理設(shè)備的一初級澄清池102，在所述廢水處理設(shè)備的一初級澄 清池102處，通過絮凝作用，沉積作用和其他主要的處理技術(shù)將原污泥104從廢水中來分離 出來。從初級澄清池102出來的廢水接著被運(yùn)輸?shù)揭黄貧獬?06中，在所述曝氣池106中， 需氧微生物108在有空氣110存在的條件下，幫助處理的廢水，所述空氣110是被泵送到曝 氣池106中的。接著將廢水運(yùn)輸?shù)蕉纬吻宄?12，在所述二次澄清池112中可以發(fā)生進(jìn)一 步的處理。并且在二次澄清池中收集二次污泥114，且處理后的污水116被運(yùn)輸?shù)剿蚱渌?分布源的流出物主體中(例如，有時只有在被經(jīng)過某種高級的處理步驟諸如消毒之后)。二次污泥114中的某些，通過118回收返回入曝氣池106來幫助保持需氧生物降 解的處理。將剩余的來自于二次澄清池112中的二次污泥114和來自于初級澄清池102中 的原污泥104通過消化器進(jìn)液120運(yùn)輸?shù)絽捬跸?22。在厭氧消化池122中，厭氧微生 物124進(jìn)一步降解污泥并產(chǎn)出副產(chǎn)物氣體126，諸如甲烷128。將來自于厭氧消化池122中 的消化污泥作為液體130調(diào)離，所述液體130可以被直接應(yīng)用于耕地或可以被送去脫水過 程132。來自于脫水過程，凝結(jié)(centrate)或小部分液體134通常被返回到凈化結(jié)構(gòu)100 的前端，且脫水的污泥餅136可以被用于焚化，土地應(yīng)用，或其他適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。生物固體是水和非常小的固體顆粒的混合物(主要為細(xì)菌和原生生物)。顆粒攜 帶一凈負(fù)電荷，所述凈電荷抵抗絮凝，例如，較小的顆粒聚結(jié)到較大的組分顆粒。為了產(chǎn)生 一基質(zhì)，所述基質(zhì)具有足夠的多孔性以至于能夠容許水通過基質(zhì)的來活動并達(dá)到脫水，一 有機(jī)聚合電解質(zhì)或聚合體通常被加入生物固體用作輔助調(diào)節(jié)。在簡單的術(shù)語中，這些聚合 物本質(zhì)上是具有許多活性位的長有機(jī)串或帶，所述活性位具有一凈負(fù)電荷。聚合物中和在 生物固體上的負(fù)電荷并將一顆粒結(jié)合到在聚合物上的每個活性位。聚合物具有以凈作用來 相互粘貼的趨勢，所述凈作用創(chuàng)造出較大的顆粒，且結(jié)果是一多孔的基質(zhì)，通過所述多孔基 質(zhì)水可以在脫水程序中被排出。通常的聚合物調(diào)節(jié)具有許多與它所相關(guān)的問題。聚合物是昂貴的并且可以占一生物固體處理預(yù)算的操作花費(fèi)的一重要的部分。生物固體的特征對于持續(xù)的基本原理的變化，和其對于提供確切數(shù)量的聚合物是困難的，所述聚合物需要在任何給定的時間來保證 足夠的性能是可以不通過過量和浪費(fèi)聚合物來獲得的。通常被用來調(diào)節(jié)生物固體的聚合物 是高分子量，高電荷密度的材料，所述材料是抗生物降解的且被認(rèn)為是對于水性生物有毒 的。存在關(guān)注的是任何在魚和其他水生物種中的毒性作用。在儲存的生物固體中的聚合物 的分解已經(jīng)被與顯著的氣味的產(chǎn)出相聯(lián)系起來了。污水流也可以通過灰化被處理?；一巧贁?shù)提供用于完全破壞病原體，病毒，和有 毒有機(jī)物的技術(shù)上可靠的方案的技術(shù)中的一種，其具有處理因包含高級的污染物而不能被 農(nóng)業(yè)應(yīng)用所接受的生物固體的能力。但是，高資本成本的一傳統(tǒng)的焚燒爐和生物固體延伸 的預(yù)處理(例如，脫水)使得處理非常昂貴。因此，只有在非常大量的污水處理設(shè)備中，灰 化才通常地具有經(jīng)濟(jì)性，在所述污水處理設(shè)備中從規(guī)模效益中才可能獲得利益。為了避免在現(xiàn)有技術(shù)的焚燒爐系統(tǒng)中，在的燃燒程序過程中禁止昂貴大量的輸入 能量的消耗，生物固體必須被脫水來得到一具有大約30%的固體的餅。在這個水平上的干 燥，這種餅是一種可塑的，粘性的，半固體的材料，所述材料可以呈現(xiàn)出突出的可操作性問 題，所述問題相關(guān)于餅從脫水裝置到焚燒爐的轉(zhuǎn)移。餅的固體含量變化和伴隨的熱負(fù)荷的 變化也可以使燃燒處理非常難于控制的。生物固體的穩(wěn)定對于廢污泥的農(nóng)業(yè)應(yīng)用是一強(qiáng)制的先決條件，且取決于特定的地 點(diǎn)，可以通過聯(lián)邦政府，州或者省當(dāng)局來規(guī)定。這種規(guī)定保護(hù)了人體的健康和環(huán)境，防止了 與包含在生物固體中的病原體相聯(lián)系的潛在風(fēng)險(xiǎn)。監(jiān)管當(dāng)局通常規(guī)定什么樣的處理程序是 可以接受的和/或特定的病原體在什么水平是可以在治療產(chǎn)品中容許的。通常，穩(wěn)定出現(xiàn) 在一個或更多個以下的程序中依據(jù)特定時間/溫度制度的，有機(jī)物質(zhì)的生物降解，提高的 PH，減少濕氣和廢物處理。所有這些程序是相對昂貴的，且可能是需要消耗大量能量的，需 要大量的混合物，或是難以控制的。操作傳統(tǒng)廢水處理設(shè)備需要的電力通常需要從一配電網(wǎng)中購買。因?yàn)閬碜杂陔娋W(wǎng) 的能量已經(jīng)是便宜的和安全的了，而用來發(fā)電的設(shè)備的資本成本是高昂的，且僅有低廉的 用來產(chǎn)生能量的燃料源是消化氣體，因此目前只有很少動機(jī)來在原位產(chǎn)生電力。但是，存在 一定數(shù)量的關(guān)于利用消化氣體作為一能量源的問題。雖然它包含了高百分比的甲烷，消化 氣體也是用水來飽和的，且含有突出含量的硫化氫。這使得消化氣體是腐蝕性很強(qiáng)的，且在 先于其使用之前是需要大范圍的清潔的。此外，與在其自身中的產(chǎn)生程序相對比，消化氣體 只是水處理程序的副產(chǎn)品。產(chǎn)生的氣體的量是小部分的生物固體穩(wěn)定程序和不能被修改來 滿足變化的要求。富甲烷生物氣體的燃燒也產(chǎn)生突出的溫室氣體排放。在大多數(shù)固體已經(jīng)被從流入的廢水中分離開之后，剩余的流出物通常被清除，為 了將其排放到環(huán)境中做準(zhǔn)備。污水流出物的清除已經(jīng)是以往通過添加氯化合物來完成的。 存在較大范圍的與處理氯化合物相聯(lián)系的健康和安全關(guān)注。在最近幾年中，存在不斷增長 的關(guān)注，所述關(guān)注是在流出物中的氯可以與有機(jī)材料相結(jié)合來產(chǎn)出氯化有機(jī)物，所述氯化 有機(jī)物既有毒又是潛在致癌的。雖然已經(jīng)做出了一些努力來替換用較低毒性的氯化合物， 存在對于逐漸停止使用氯作為清除劑的廣泛產(chǎn)業(yè)的趨勢。在廢水處理中被采用的其他清除技術(shù)涉及使用紫外光或臭氧來摧毀病原體。這 些處理都不能在處理的流出物中留下可評估的殘留來影響環(huán)境。但是，這些系統(tǒng)資金和操作的花費(fèi)都是相對高昂的。就紫外線處理來說，需要包括直通結(jié)構(gòu)的建設(shè)，和多紫外燈炮 (燈)的資金花費(fèi)。操作的花費(fèi)包括能量，燈泡的替換，和有規(guī)律的清潔燈泡。對于用臭氧 來清潔主要的花費(fèi)包括臭氧發(fā)生器和商業(yè)用作提供來源的氧氣。當(dāng)空氣被用作提供來源， 臭氧發(fā)生器的尺寸必須是大約雙倍的，因此是雙倍的資本花費(fèi)。對于水在一廢物處理設(shè)備中的許多應(yīng)用需要相對高質(zhì)量的對于懸浮顆粒物是自 由的水，但是對于它不需要被氯化或具有一氯殘留物存在，通常對于飲用水就是這樣的。由 于存在懸浮的固體，所以最終的流出物不滿足這些標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)閼腋〉墓腆w產(chǎn)生一聚合物需 要在補(bǔ)充水的自身中，因而作為一可替換的應(yīng)用諸如構(gòu)成聚合物是不合適的。目前，凈化結(jié) 構(gòu)對于這些高質(zhì)量特質(zhì)沒有可替換的使用，除了使用飲用水，該飲用水必須從市政水供應(yīng) 系統(tǒng)購買。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識到需要改善的用于絮凝作用，灰化，脫水，能量效率，穩(wěn) 定，流出物清除，和污水處理廠中高質(zhì)量處理水的生產(chǎn)和用于處理其他類型的污水流的方 法和系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
一種用于廢棄物處理系統(tǒng)中處理污水流的方法和系統(tǒng)，涉及運(yùn)行廢棄物處理系統(tǒng) 的一單元過程，通過將污水流與富氫氧氣體接觸，所述富氫氧氣體是原位通過一氫氧氣體 生成器生成的，所述氫氧氣體生成器配備了水分解技術(shù)。在一個實(shí)施例中，氫氧氣體生成器 涉及將一脈沖的電信號應(yīng)用于一系列的密集的電極，將所述密集的電極放入污水流用來從 污水流的一水組件中產(chǎn)生富氫氧氣體。在污水流中操作氫氧氣體生成器可以實(shí)現(xiàn)單個或多 個在其他物質(zhì)中用于廢棄物處理，諸如調(diào)節(jié)，穩(wěn)定，增厚和脫水的單元過程。在廢棄物處理系統(tǒng)中，至少一部分的富氫氧氣體可以被轉(zhuǎn)移用于第二次使用，諸 如一燃料的來源用于例如灰化或生成粉末。氧氣也可以被從富氫氧氣體中分離出來用于廢 物處理系統(tǒng)曝氣池或用來供應(yīng)臭氧發(fā)生器，所述臭氧發(fā)生器可以被用于廢物處理系統(tǒng)的流 出物的清除。從富氫氧氣體的燃燒中的排放可以被冷凝來復(fù)原在處理系統(tǒng)中的用于各種使 用的水。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)勢將從以下其中的實(shí)施例的詳細(xì)的說明中可見，從關(guān)于附 圖開始。


圖1是一示意圖，闡明與現(xiàn)有技術(shù)中相對應(yīng)的污水處理設(shè)備的組件；圖2是一示意圖，闡明與第一實(shí)施例相對應(yīng)的污水流通過一污水處理系統(tǒng)的處 理；圖3是一示意圖，闡明與實(shí)施例相對應(yīng)的一污水處理系統(tǒng)，在所述實(shí)施例中氫氧 氣體產(chǎn)生裝置可以在水處理系統(tǒng)中被用來執(zhí)行一個或多個單元過程；圖3-1是一示意圖，闡明一廢水處理設(shè)備，在所述廢水處理設(shè)備中一氫氧氣產(chǎn)生 裝置是在設(shè)備的厭氧消化器和用于執(zhí)行調(diào)節(jié)和/或絮凝單元過程的脫水程序之間合成一 體的；圖3-2是一示意圖，闡明一廢水處理設(shè)備利用一氫氧氣產(chǎn)生裝置來代替厭氧消化器用于執(zhí)行一穩(wěn)定的單元過程；圖3-3是一示意圖，闡明一廢水處理設(shè)備利用一氫氧氣體產(chǎn)生裝置來脫水作為灰 化單元過程的預(yù)處理；圖4是一示意圖，闡明通常的次要用途對于富氫氧氣體通過一個或多個單元過程 來產(chǎn)生，所述單元過程采用依據(jù)圖2，3-1，3-2，3-3和5的氫氧氣體產(chǎn)生裝置。圖5是一示意圖，闡明一設(shè)備符合于不同的實(shí)施例并顯示出了它在污水處理設(shè)備 中的污水生物固體的處理中的應(yīng)用，例如作為圖3-1，3-2，和3-3的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式貫穿于本發(fā)明，參照于“一個實(shí)施例，，，“一實(shí)施例”或“某些實(shí)施例”意味著一特 別描述的特征，結(jié)構(gòu)或性質(zhì)是被包括在至少一個實(shí)施例中。因此出現(xiàn)的短語“在一個實(shí)施例 中，” “一實(shí)施例中，”或“在某些實(shí)施例中”在不同那個的短語貫穿于本發(fā)明的是不一定所 有的參照于相同的實(shí)施例。因此，在任何適合的方式描述的特征，結(jié)構(gòu)，或性質(zhì)可以結(jié)合在 一個或更多個實(shí)施例中。此外，被描述的特征，結(jié)構(gòu)，性質(zhì)和方式可以結(jié)合任何合適的方式在一個或更多個 實(shí)施例中。本領(lǐng)域的不同技術(shù)人員將認(rèn)識到不同的實(shí)施例可以在沒有一個或更多個特定的 細(xì)節(jié)的情況下，或與其他方法，組件，材料等一起的情況下被實(shí)踐。在另一個例子中，公知的 結(jié)構(gòu)，材料或操作沒有被顯示或沒有被細(xì)節(jié)描述，以避免使實(shí)施例方面的模糊。圖2是一示意圖，闡明污水流202通過簡單的處理系統(tǒng)204進(jìn)行的處理，所述處理 系統(tǒng)204與第一實(shí)施例相對應(yīng)。關(guān)于圖2，例如污水流202可以包含一流入的污水流，諸如 工業(yè)或城市廢水(原污水)。作為選擇，在大量廢物處理過程的情況下，污水流202也可以 包括例如中間污水流諸如澄清液或生物固體。在其他實(shí)施例中，污水流202可以包括例如 化學(xué)處理流出物，動物糞便，造紙廠流出物，垃圾堆浙出物，海的污水，流出的雨水，地下水， 地表水，原位處理程序流出物和環(huán)境污染物補(bǔ)救程序流出物。在經(jīng)歷了單元過程206之前， 污水流202可以受到初步處理步驟，如篩選和沉砂清除，具體描述如下。當(dāng)污水流202包含 原污水流入物時，篩選和沉砂清除可能是特別重要的。在一個實(shí)施例中，單元過程206包括一個氫氧氣體發(fā)生器207 (GGl)，在廢物處理 系統(tǒng)204的進(jìn)口 210和出口 212之間，其被插入流徑208以從污水流202的水的組成生成 富氫氧氣體214。較佳的，富氫氧氣體214生成于污水流202，泡沫通過或否則穿過至少流 徑208的一部份因此來接觸至少一部分污水流202。在一些實(shí)施例中，水的部分是分開于 污水流207的通過使用半透膜或其他分離技術(shù)且氣體發(fā)生器207被沉浸在隔離的水的組分 中。在其他一些實(shí)施例中，富氫氧氣體可以產(chǎn)生的外部流動路徑208，并增加單元過程206 來聯(lián)系至少一部分污水流202。例如，用于氫氧氣體發(fā)生器207的水源可包括自來水，地表 水，或水的組成部分，所述水的組成部分已被分離于污水流。單元過程206可以作為一個單步廢水處理程序操作，其中規(guī)定的污染物，例如生 化需氧量(BOD)，氨，磷，懸浮固體和病原體。通過運(yùn)作在流徑208中的氣體發(fā)生裝置，從污 水流202中去除調(diào)節(jié)的污染物。例如，在污水流202中包含城市廢水，有機(jī)污染物(生化需 氧量)是通過載于富氫氧氣體214上的氧化化合物氧化的。揮發(fā)性污染物，它蒸發(fā)到不同 程度，在正常廢水處理溫度，如氨(無機(jī))和丙酮，甲苯，二氯甲烷和二氯苯(有機(jī))被剝離(從液相到氣相轉(zhuǎn)移)由廢水通過向上流動富氫氧氣體214，所述富氫氧氣體214產(chǎn)生自氫 氧氣體發(fā)生器207 (GGl)。固相污染物諸如懸浮固體和磷被通過自然浮選機(jī)理去除，所述浮 選機(jī)理是由富氫氧氣體214建立的，所述富氫氧氣體214以從氫氧氣體發(fā)生器207 (GGl)的 微氣泡的形式被產(chǎn)生。收集剝離的揮發(fā)性污染物，在單元過程206的表面，在與去富氫氧氣 體214相結(jié)合，且被運(yùn)輸?shù)降诙绦蚰K222，在所述處理模塊222中它們可以被連同富氫 氧氣體220 —起被燃燒或從富氫氧氣體中通過處理諸如膜分離用于進(jìn)一步的處理(沒有顯 示)。通過從單元過程206中撇沫漂流物層或通過隨后的沉降，固體部分216可以從液體流 中去除或直接去除。在這個實(shí)施例中，作為單步污水處理程序，生物處理不是單元過程206 的一組件，且因此生物固體的產(chǎn)生沒有出現(xiàn)。在這個實(shí)施例的固體部分不是生物顆粒，而是 由惰性，無機(jī)固體216組成，其可以直接的被不經(jīng)進(jìn)一步處理地放置于垃圾堆中。處理后的 污水流是同時清除過病原體的，以至于它滿足對于流出物218的管理的和工業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。其 后流出物218可以被直接釋放到一表面水的主體中諸如河流，例如，或在廢物處理系統(tǒng)204 中的重新使用。在另一個實(shí)施例中，流出物218可以經(jīng)受進(jìn)一步處理(沒有顯示)諸如第 三砂濾，在單元過程206之后并在釋放和重復(fù)利用之前。在接觸污水流202之后，富氫氧氣體220的出口量可以從單元過程206運(yùn)輸?shù)綇U 物處理系統(tǒng)204的第二程序模塊222，例如諸如灰化單元。圖4，如下所描述的，闡明了對于 富氫氧氣體220不同的其他的第二用途，跟著的是它在單元過程206中的利用。取決于不 同類型的第二用途對于所述第二用途富氫氧氣體220是被采用的，不使用的富氫氧氣體或 第二程序222的副產(chǎn)品224，可以被復(fù)原，否則就被運(yùn)輸?shù)揭粋€或多個其他的處理模塊226 用于在廢物處理系統(tǒng)204或外部使用的第三方面。氫氧氣體發(fā)生器207可以實(shí)現(xiàn)水分解技術(shù)，諸如錢伯斯(Chambers)在U. S.專利 號6，419，815和6，126，794中公開的類型，也出版于Xogen能量有限公司。(以下“Xogen專 利”)。像描述在Xogen專利中的，在3-5欄中，氣體發(fā)生設(shè)備與實(shí)施例相一致，包括電極“電 池”每種包含兩個或多個空間上隔開的電極，所述電極適應(yīng)于被投入包含水的工作流體。在 這里描述的實(shí)施例中，工作流體包含污水流202。電極較佳的由相同的材料做成。一個電極 材料是不銹鋼因?yàn)槠浠ㄙM(fèi)較低和耐久性，但是其可能用其他有傳導(dǎo)力的金屬。保持電極之 間平等的間距并且較佳的減小電極間的間隔。但是，電極間的間隔不能被放置在過度接近 的位置，因?yàn)闀l(fā)生電極間的電弧放電。已經(jīng)可以確定的是Imm的間距或更少是最佳的間 距對于生成富氫氧氣體，但是大至大約5mm的增長后的間距可以有效地工作，盡管由于在 電極間固體的積聚較不易于受積垢。間距在大于5mm也可以是可行的，但是傾向于減少氫 氧氣體的輸出和增加能量的需求。較佳的是包括許多對的電極(例如幾打或幾百)在每個電池中。電極可以幾乎是 任何形狀，但是較佳的包含平板，間隔接近的且相互之間是平行的。另一種實(shí)施例可以包括 同軸對齊的圓柱體。絕緣隔離片被插入相鄰電極之間來保持在電極之間相等的間距來防止 在其之間的電流泄漏。在Xogen專利中的進(jìn)一步描述，一高頻脈沖直流(DC)電信號被應(yīng)用于電極。脈 沖信號可以幾乎是任何波形且具有不同的電流等級，電壓等級，頻率和標(biāo)間比率(即，一單 脈沖的持續(xù)時間對于在兩個連續(xù)的脈沖之間的間隔的比率)。電源用于能源供應(yīng)的可以包 括電源Iio伏特或電池，諸如12-伏特車用蓄電池。例如，能量供應(yīng)可以包含兩個12-伏特的電池，以一系列排列來提供一 24-伏特的供應(yīng)。為了供給動力一大范圍的氣體發(fā)生器 GGl在一大的廢物處理系統(tǒng)諸如城市污水處理廠，一更復(fù)雜的能量供應(yīng)可以被需要用來產(chǎn) 生24-伏特脈沖DC信號，具有足夠的能量來驅(qū)動需要的大電池?；?，多個較小的電極電池 可以被提供用來在反應(yīng)器或其他反應(yīng)區(qū)中過多和空間隔開的，在所述反應(yīng)器或反應(yīng)區(qū)中的 情形中電池可以通過更簡單的獨(dú)立的電源供應(yīng)來驅(qū)動。一控制器被用來與電池或其他能源連接來產(chǎn)生一中不同的脈沖的輸出波形，諸如 一方波，一鋸齒波，或一三角波，所述波形可以被應(yīng)用于電極。最好的結(jié)果用來產(chǎn)生富氫氧 氣體已經(jīng)具有獲得用的一方波。在一實(shí)施例一脈沖信號具有一傳號-空號比大約11和 10 1之間和一脈沖頻率大于10-250kHz。在脈沖信號從電源供應(yīng)啟動后，電極不斷地且?guī)缀跛查g地從水分子在一相互作用 區(qū)域產(chǎn)生富氫氧氣泡沫，所述相互作用區(qū)域在電極間延伸并些微地超出電極的邊緣。產(chǎn)生 的泡沫不是成束在電極周圍或在電極上的，且因此容易地浮到液體的表面在反應(yīng)容器或其 他反應(yīng)區(qū)域中。因此，不存在需要增加化學(xué)催化劑來幫助溶液或電導(dǎo)或抑制成束于電極周 圍或在電極上的泡沫。因此，許多不同類型污水流可以被用作工作流體，如可以是其他水 源，諸如水表面且普通自來水。圖3是一示意圖，闡明一廢物處理系統(tǒng)240，在所述廢物處理系統(tǒng)240中氫氧氣發(fā) 生器GG2，GG3，GG4和GG5可以被用于進(jìn)行廢物處理系統(tǒng)240 —個或更多個單元過程242a， 242b，242c和242d (共同的單元過程242)。氫氧氣體發(fā)生器GG2，GG3，GG4和GG5可以包 含相似于那些在這里描述的裝置(項(xiàng)207和500)關(guān)于圖2和5，例如。關(guān)于圖3，廢物處理 系統(tǒng)240包含城市廢水(原污水)。但是，一致于不同的其他實(shí)施例，廢物處理系統(tǒng)可以， 或，被安排和配置來處理不同類型的污水流，諸如工業(yè)廢水，或者處理流出物，動物糞便，造 紙廠流出物，垃圾堆浙出物，海的污水，流出的雨水，地下水，地表水，原位處理程序流出物 和環(huán)境污染物不久處理流出物，例如。污水流入物可以用初步澄清池246處理，曝氣池248 和最終澄清池250與所知的方法相一致，在所述方法中生物固體252被從污水流244中以 原污泥254和廢活性污泥256的形式移出。在處理的廢水之前可以作為流出物258釋放，其必須通常地被清除來防止病原體 進(jìn)入獲得的水，在所述水中它們可以呈現(xiàn)出一健康的風(fēng)險(xiǎn)。如上面所描述的，傳統(tǒng)的清除步 驟利用紫外(UV)輻射，氯或臭氧。與一個實(shí)施例相一致，清除處理單元260或是被替換或 者被補(bǔ)充通過一插入處理的污水流中的流徑的氫氧氣體發(fā)生器GG2，在最終澄清池250和 流出物出口 258之間。脈沖的電信號被應(yīng)用于氫氧氣體發(fā)生器GG2來操作產(chǎn)生富氫氧氣 體且，通過其操作，清除處理的廢水。過量的富氫氧氣體(H2/02) 262可以接著被運(yùn)輸?shù)降?二次使用在廢物處理系統(tǒng)內(nèi)，如下面所描述的關(guān)于圖4?；蛘?，一富氫氧氣體(H2/02)的氧 氣元件生產(chǎn)于一個或多個單元過程242，除了單元過程242a可以被運(yùn)輸?shù)角宄龁卧?60作 為清除處理單元260的臭氧發(fā)生器的供給源，其對于流出物的清除可以導(dǎo)致實(shí)質(zhì)上的全部 成本節(jié)省。通常地，在用作對于臭氧發(fā)生器的供給源之前，氧氣元件可能需要被從富氫氧 氣(H2A)2)中分離。一種可能的技術(shù)對于分離氧氣元件從富氫氧氣體中，被認(rèn)為是變壓吸附 (“PSA")，其中的一種版本是可用于氣體分離設(shè)備的，由伯納比，不列顛哥倫比亞，加拿 大的QuestAir科技有限公司出售。在圖3中和在本說明中的任何地方，表示法”H2AV'被用于象征富氫氧氣體，沒有限制來清潔氫氧氣體或純的二原子的氫(H2)和二原子的氧(O2)氣體混合物。富氫氧氣體 通常地由主要是氫和氧的氣體混合物組成，但是可以包含至少一些形式上的氧和氫，除了 二原子的氧(O2)和二原子的氫(H2),例如諸如氫基。富氫氧氣體可以進(jìn)一步包括可測量的 成分，除了氫和氧其可導(dǎo)致，例如，來自于在高濃度的污染物存在的情況下氫氧氣體發(fā)生器 的操作或來自于與在污水流的污染物的反應(yīng)中產(chǎn)生的氫氧氣體。例如，小量(例如到 4%摩爾分?jǐn)?shù))的二氧化碳(CO2)氣體通?？梢源嬖谟诋a(chǎn)生的富氫氧氣中來自于廢水或自 來水中。微量的氮也可以存在于富氫氧的氣體，特別當(dāng)從污水中產(chǎn)生，且可以表明氮化合物 的崩潰出現(xiàn)在污水中的。此外，氧和氫對應(yīng)于實(shí)施例氣體發(fā)生器GG2-GG5產(chǎn)生，通常被產(chǎn)生 于大約1 2的化學(xué)計(jì)量比，分別地，盡管此處用了缺乏化學(xué)計(jì)量比的表明或其他氣體成分 在簡化表示法"H2/02"。在穩(wěn)定單元過程242c之前，生物固體252以廢活性污泥256的形式存在可以經(jīng)受 一增厚單元過程242b。與一個實(shí)施例對應(yīng)，一傳統(tǒng)增厚處理264諸如重力帶過濾，分離，或 溶氣浮選(DAF)，例如，被補(bǔ)充或被替換通過氫氧氣體發(fā)生器GG3。氫氧氣體發(fā)生器GG3較 佳的插入廢活性污泥流中在最終澄清池250和下游生物固體處理程序諸如穩(wěn)定242c，調(diào)節(jié) 242d，脫水266，干燥268和/或灰化270之間，例如。氫氧氣體發(fā)生器GG3的操作較佳地導(dǎo) 致生物固體的漂浮性和其他懸浮顆粒(例如，收集固體在污水流的表面)，其導(dǎo)致在濃縮的 浮動層可以容易地被移除或自污水流中分離用于進(jìn)一步的處理。在一具體實(shí)施例中，氫氧氣體發(fā)生器GGS被放入被包含在一反應(yīng)容器中的污水 中，并從大約60秒直到大約10分鐘的間隔來操作，接著將氣體發(fā)生器GG3的電源關(guān)閉。本 發(fā)明已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在操作氣體發(fā)生器GG3的間隔后，大量的固體在污水的表面收集。在氣體發(fā) 生器GG3的操作中當(dāng)適量的固體可以在污水的表面收集，令人驚訝的大增長在浮動固體中 幾乎立即發(fā)生，在氣體發(fā)生器GG3去除通電和通過反應(yīng)器的停止流循環(huán)之后(見附圖5說 明，下方，來詳細(xì)描述由泵526提供的循環(huán)流)。氣體發(fā)生器GG3去除通電和停止循環(huán)流導(dǎo) 致靜止的條件在反應(yīng)容器內(nèi)，所述反應(yīng)容器容許固體無阻的飄浮。預(yù)備試驗(yàn)顯示在操作氣 體發(fā)生器GG3之后于一大約5分鐘的間隔，接著沒有循環(huán)流，去除通電于一段大約2分鐘的 時期，固體濃度在漂浮層中的是4. 82%，相對的是0. 54%在供給材料中(例如，先于氣體發(fā) 生器GG3的操作)。這代表一去除的93. 5%的污泥顆粒來自于原始供給材料。應(yīng)該注意的 是這種分離有效，所述有效是相對于傳統(tǒng)技術(shù)而言的，是在沒有附加絮凝劑諸如有機(jī)聚合 物的情況下實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明的發(fā)明人參照于氣體發(fā)生器的絮凝效果為“提取的氣體絮凝作 用”。提取的氣體絮凝作用單元過程包括一個或多個循環(huán)，沒有循環(huán)包括以下步驟(1)用 來在大約60秒和大約10分鐘之間操作氣體發(fā)生器GG3 (通常地通過應(yīng)用一高頻率脈沖的 電信號)，(2)去除通電氣體發(fā)生器GG3，(3)等待收集在流體表面上的單元固體(特別是在 大約30秒至2分鐘之間)，以及(4)移除表面的固體(例如通過撇出表面)。循環(huán)可以被 持續(xù)地重復(fù)直到一期望得到量的固體被從污水中移出。生物固體252被應(yīng)用于耕地上，通常必須是在應(yīng)用以前被穩(wěn)定的242c降低過病原 體的數(shù)量和生存能力。穩(wěn)定通常需氧地實(shí)現(xiàn)(通過氧化)或氧氧地實(shí)現(xiàn)(通過轉(zhuǎn)變有機(jī)材 料到甲烷，在有氧氣存在下)。全部的方法是昂貴的用有氧穩(wěn)定的是能量集中的和厭氧穩(wěn) 定的是資本集中的。與一個實(shí)施例相對應(yīng)，一氫氧氣發(fā)生器GG4被用來穩(wěn)定生物固體252 在污水流中和產(chǎn)生富氫氧氣體(H2/02) 272。氣體發(fā)生器GG4可以被放入反應(yīng)容器502 (圖3-2)，在所述反應(yīng)容器中污水流進(jìn)入直接接觸富氫氧氣體272產(chǎn)生于氣體發(fā)生器GG4。比起 需要在一個傳統(tǒng)的穩(wěn)定處理274中所需要的利用氫氧氣體發(fā)生器GG4來穩(wěn)定可能需要一較 短時間的停留，來破壞或提供無害的有效量的病原體。因此，氣體發(fā)生器GG4可以被直接浸 入連續(xù)的反應(yīng)器來處理生物固體當(dāng)他們通過反應(yīng)器的處理區(qū)流動。在處理區(qū)中的氣體發(fā)生 器GG4需要的尺寸和停留時間是滿足規(guī)定的需要的穩(wěn)定水平的功能(即，通過連續(xù)的反應(yīng) 器的流徑長度)。例如，如果目標(biāo)是產(chǎn)生一 “A類”生物固體產(chǎn)品滿足制定在美國環(huán)境保護(hù) 局("U. S. EPA")規(guī)章503中的標(biāo)準(zhǔn)，完成的產(chǎn)品通常必須具有糞大腸菌的密度在生物固 體少于1000最大可能數(shù)量(MPN)每克總的固體和一“矢量吸引縮小”諸如38%減少在揮發(fā) 性固體含量內(nèi)。兩種被認(rèn)可的傳統(tǒng)的方式來得到這種是通過親熱性需氧消化來處理的生物 固體，在溫度從55°C到60°C維持一段時期10天(240小時)或在一可替代的時間/溫度制 度50°C維持一段時間5天(120小時)。相反，實(shí)驗(yàn)性研究利用氫氧氣體發(fā)生器GG4已經(jīng)顯 示出穩(wěn)定和矢量吸引減少標(biāo)準(zhǔn)可以滿足25°C的處理溫度和4到6小時的批次停留時間。在反應(yīng)容器內(nèi)或流過處理區(qū)內(nèi)，操作氫氧氣體發(fā)生器GG4創(chuàng)造出一氣氛，所述氣 氛是相一致于穩(wěn)定所需要的條件的?？紤]到已知的特別系統(tǒng)的停留時間，當(dāng)富氫氧氣體被 釋放時，反應(yīng)器活處理區(qū)的實(shí)質(zhì)內(nèi)部的溫度升高并可以被控制來獲得需要的溫度所必要的 溫度。時間/溫度制度可以被用戶化來滿足必需的規(guī)定和提供必需的病原體摧毀。液體的 停留時間也可以被單獨(dú)于溫度地被控制，具有的結(jié)果是可以獲得任何時間和溫度的結(jié)合。 以下的穩(wěn)定化，生物固體也可以被脫水來用于農(nóng)業(yè)應(yīng)用或直接應(yīng)用在液體注入規(guī)劃中。氧 氣通過氣體發(fā)生器GG4釋放產(chǎn)生高氧化的環(huán)境導(dǎo)致有機(jī)物質(zhì)的氧化，其可以，在其自身中， 滿足穩(wěn)定化的需要。結(jié)合這兩個穩(wěn)定化的方法在一個步驟中提供潛在用于極度有效的處 理。結(jié)合這些條件可以有效地有作為“來進(jìn)一步減少病原體的處理”作為描述在美國聯(lián)邦環(huán) 保署(EPA)規(guī)章503中且可以產(chǎn)生可以被應(yīng)用的A類生物固體，在液體的形式中，直接用于 耕地上。處理的材料可以產(chǎn)生更少的氣味且吸引更少的矢量，諸如蠅的和嚙齒類動物的，在 隨后的處理和重復(fù)使用操作中。當(dāng)這些優(yōu)點(diǎn)與以釋放的富氫氧氣體272形式儲存的產(chǎn)出能 量耦合時，期望的是穩(wěn)定化單元過程242c的全部花費(fèi)將會突出地低于傳統(tǒng)的穩(wěn)定化處理。在一些實(shí)施例中，一分離調(diào)節(jié)步驟242d在穩(wěn)定242c后進(jìn)行(或傳統(tǒng)的274或通 過氣體發(fā)生器GG4)，且脫水266之前。傳統(tǒng)化學(xué)調(diào)節(jié)276涉及添加聚合物或有機(jī)聚電解質(zhì) 來幫助固體顆粒的絮凝作用于從污水流中去除。調(diào)節(jié)相一致于一個實(shí)施例，利用氫氧氣體 發(fā)生器GG5來補(bǔ)充或代替化學(xué)調(diào)節(jié)276。氣體發(fā)生器GG5產(chǎn)生高氧化的和高溫的狀況，所述 狀況傾向于破壞生物固體周圍的多糖層，其可以呈現(xiàn)出對于生物固體絮凝作用的障礙。在 多糖中的減少改變生物固體的表面的性質(zhì)來因此降低需要的聚合物量或，在某些情況，來 完全地消除聚合物添加的需要。因此，在調(diào)節(jié)單元過程242d中氫氧氣體發(fā)生器的執(zhí)行減少 了調(diào)節(jié)的花費(fèi)，減少了毒性和氣味產(chǎn)生的問題，且同時從生物固體污水流252的水元件中 釋放富氫氧氣(H2/02) 278。富氫氧氣體278可以復(fù)原和運(yùn)輸用于第二次使用在廢物處理系 統(tǒng)240中或其他地方。相似于穩(wěn)定化242c，調(diào)節(jié)處理242d的氣體發(fā)生器GG5可以通過其中 污水流流動浸入反應(yīng)容器502 (圖3-1)或放置于導(dǎo)管或其他流徑的反應(yīng)區(qū)內(nèi)。此外，氫氧 氣體發(fā)生器的利用可以容許全部的穩(wěn)定和調(diào)節(jié)被同時執(zhí)行于單獨(dú)結(jié)合的穩(wěn)定/調(diào)節(jié)單元 過程內(nèi)，作為以下關(guān)于圖3-2的論述。圖3-1，3-2和3-3進(jìn)一步表現(xiàn)了說明的關(guān)于污水處理設(shè)備的的實(shí)施例，所屬污水處理設(shè)備包括氫氧氣體發(fā)生器500用于處理包括生物固體的污水流。關(guān)于圖3-1，3-2和 3-3，在300-系列中參照的數(shù)字相聯(lián)系與圖1中相應(yīng)的100-數(shù)字系列的，如上所描述的。例 如，在圖3-1，3-2和3-3中，主要的澄清池是通過參照數(shù)字302來表達(dá)的，其對應(yīng)于參照數(shù) 字102對于相應(yīng)的圖1的單元過程。在圖3-1，3-2和3-3中的細(xì)節(jié)用500-系列標(biāo)號，參照 數(shù)字被描述在下方圖5中更詳細(xì)的地方。關(guān)于圖3-1，氣體發(fā)生器500被說明在厭氧消化器 322和脫水處理332之間的操作中用于執(zhí)行調(diào)節(jié)和/或絮凝單元過程。在圖3-2中，為了污 水流的穩(wěn)定的目的，氣體發(fā)生器500被操作來代替厭氧消化器(122來自于圖1)。在圖3-2 的實(shí)施例中，氣體發(fā)生器500也可以起調(diào)節(jié)單元過程或結(jié)合穩(wěn)定/調(diào)節(jié)單元過程的作用，取 決于進(jìn)入反應(yīng)容器502中的污水流的性質(zhì)。在圖3-3中，氣體發(fā)生器500被操作來代替?zhèn)?統(tǒng)的脫水處理(132來自于圖1中)作為與實(shí)施例表述相一致的結(jié)合脫水和灰化步驟的一 部分。實(shí)施例應(yīng)用于廢水生物固體的處理被示意說明在進(jìn)一步的細(xì)節(jié)圖5中。圖5表示 一個圖2的氫氧氣體發(fā)生器GG2-GG5具體實(shí)施例，且更具體地說，提供了氣體發(fā)生器500的 附加的細(xì)節(jié)實(shí)行圖3-1，3-2和3-3。關(guān)于圖5，氣體發(fā)生器500被浸入包含流體懸浮物504 反應(yīng)容器502，所述流體懸浮物504包括水和生物固體。流體懸浮物504可以被稀釋，如在 流入的污水中，或可以被更進(jìn)一步的濃縮，如在廢活性污泥，原污泥或濃縮污泥中。流體懸 浮物504通常包括大部分的生物浮塊(生物固體)，其具有的團(tuán)聚的比重只略微大于1.0。氣體發(fā)生器500可以被安裝在框架510上，所述框架被從一組漂浮物522上掛起 以至于氣體發(fā)生器500的下沉在一期望的水平被保持在流體504的表面下?；蛘?，氣體發(fā)生 器500可以被安裝來固定蓋子或其他固定的支撐用于在反應(yīng)容器502中的一固定的高度上 放置。在顯示在圖5的具體實(shí)施例中，漂浮物522可以用來密封反應(yīng)容器502的頂部。框 架510是可以調(diào)節(jié)的以便于氣體發(fā)生器500的下沉水平可以被調(diào)節(jié)，不依賴于在反應(yīng)容器 502中的流體504的深度。在另一個實(shí)施例中，氣體發(fā)生器500被放置在一基架或其他的支撐物上以便于她 被放置在反應(yīng)容器502中的流體504的深度的中間部分之下。在反應(yīng)容器中低處放置反應(yīng) 容器500 (或其他反應(yīng)區(qū)域)增加了距離，所述距離是富氫氧氣體的泡沫必須通過流體504 升高的，因此增加了他們的停留時間和接觸生物顆?；蚱渌芴幚淼梅肿拥目赡苄?。較佳 的，氣體發(fā)生器500被放置于至少略微高于反應(yīng)容器502的底部來避免在氣體發(fā)生器500 的電極之間的沉淀物和污泥的積聚。氣體發(fā)生器500包括一系列的空間相近的電極板，所述電極板通常垂直定向并被 安排以便于相鄰板之間的空間對于反應(yīng)器內(nèi)的物質(zhì)是敞開的，同時在板的頂部和底部邊 緣。來自于電源505的一脈沖的電信號被通過電力傳輸線507提供到電擊板。脈沖電信號 的應(yīng)用導(dǎo)致水分子在流體懸浮物504中被溶解于相互作用區(qū)域，所述相互作用區(qū)域在板之 間延伸，并略微地超過在板之間的開口，因此來形成包括氫和氧的富氫氧氣體。富氫氧氣體 在相互作用區(qū)域中收集來形成泡沫，所述泡沫通過在板之間的流體504升高，且可以接著 被在氣體污染物蓋524下的流體懸浮物504的表面收集。因?yàn)樵诹黧w懸浮物504中的生物 浮塊的團(tuán)聚密度(特定的重力)只有限地大于1.0，上升的泡沫可以運(yùn)輸浮塊往上并進(jìn)入接 觸在污染物蓋524下被收集的釋放的氣體泡沫中的氧氣和氫氣，和/或大氣。在產(chǎn)生富氫氧氣體的過程中，熱被產(chǎn)生在氣體發(fā)生器500周圍且在反應(yīng)容器502流體懸浮物504的溫度可以升高。反應(yīng)容器502中內(nèi)的物質(zhì)的一部分可以在不斷的和可變 的基準(zhǔn)上被分離，并通過熱交換器506經(jīng)過供給/分離泵526再循環(huán)來維持流體懸浮物504 的溫度，在對于討論中的特定的應(yīng)用中期望的水平上。除提供溫度控制之外，再循環(huán)回路也 可以在反應(yīng)容器502中提供一定程度的強(qiáng)制式攪和來幫助保持在懸浮物中的生物固體，且 因此在一位置來被向上對于流體懸浮物504的表面或另一種接觸區(qū)域進(jìn)行運(yùn)輸，所述接觸 區(qū)域是更可能接觸富氫氧氣體的。樣品口 508可以在再循環(huán)線中被提供來容許生物固體的 樣品被對于不同參數(shù)來收集和分析，以便于決定處理的程度，所述處理已經(jīng)被在任何特定 時間所獲得。用于氣體發(fā)生器500的單元過程的應(yīng)用，在城市和工業(yè)污水處理環(huán)境中，可以包 括例如，如這里所描述的，消毒，增厚，調(diào)節(jié)，脫水和穩(wěn)定。操作參數(shù)水平的結(jié)合可以被最優(yōu) 化對于每一種單元過程，且可以對于每種應(yīng)用和對于每種污水流源是獨(dú)特的。某些操作參 數(shù)，可以各自地不同，包括氣體發(fā)生器500的浸入深度，通過電源505提供氣體發(fā)生器500 的能源大小，對于氣體發(fā)生器500的電極的脈沖電信號的性質(zhì)，和溫度以及流體懸浮物504 在反應(yīng)容器502中的停留時間。脈沖電信號的性質(zhì)可以被通過電源505控制，包括脈沖頻 率，振幅，脈沖持續(xù)時間，標(biāo)記空間(mark space)比，波形(即，方波，鋸齒波等)，和相 對于地的電壓。其他應(yīng)用和相應(yīng)的操作參數(shù)也可以對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是明顯的。調(diào)節(jié)破壞或降解天然的多糖層，所述多糖層出現(xiàn)在生物浮塊的表面上且用作對于 脫水的妨礙物。當(dāng)浮塊被向上抽出通過升高富氫氧氣體的泡沫，它們被帶入直接接觸在泡 沫中的通過氣體發(fā)生器在高氧化作用接觸區(qū)域中產(chǎn)生的氫氣和/或氧氣。因?yàn)槎嗵菍哟?浮塊顆粒的最外層的邊界，這些層將被優(yōu)先地降解。多糖層的大部分的除去影響了減少或 完全排除對聚合物添加到隨后的普通的脫水過程中的需要。如圖3，3-1和3-2所顯示的， 經(jīng)調(diào)整處理的生物固體可以被直接運(yùn)輸?shù)狡胀ǖ拿撍b置，且脫水的餅可以用任何本領(lǐng)域 內(nèi)普通的技術(shù)手段來安排或利用。實(shí)施例的應(yīng)用于脫水是不同于脫水的普通概念。普通脫水，目標(biāo)是獲得最小的大 約20-30%的餅固體濃度，取決于生物固體的類型和下游處理的需要。當(dāng)前的灰化方法需要 生物固體被脫水到大約20%-30%的固體，因?yàn)樵陲炛羞@些濃度存在足夠的能量來蒸發(fā)液 體部分不需要附加輔助燃料。在圖5的實(shí)施例中，因?yàn)榛一绦?12包括生物固體顆粒的 燃燒和余留自由水的蒸發(fā)，釋放到焚燒爐512中的最終的生物固體的固體濃度是相對不重 要的。當(dāng)電源被提供到氣體發(fā)生器500，來自于反應(yīng)容器的水可以被釋放到富氫氧氣體中， 且獲得的脫水的程度將正比于產(chǎn)生的氫氧氣體的量。在這種方法中獲得氣體的量是更重要 與在反應(yīng)容器502中的最終的固體濃度的。期望的是只有一小部分的水需要被轉(zhuǎn)換成氣體 來提供足夠的能量用于灰化反應(yīng)的殘留的東西。在一個實(shí)施例中，足夠量的氫氧氣體的產(chǎn)生通過氣體發(fā)生器500被期望導(dǎo)致相應(yīng) 在固體濃度中的10%的增加，例如從大約3. 0%的固體到大約3. 3%的固體。在另一個實(shí)施 例中，在用氫氧氣體灰化之前，固體濃度可以被增加到大約10%或20%的固體濃度。因?yàn)?灰化處理512的燃料(S卩，氫氧氣體)可以被在內(nèi)部產(chǎn)生，需要來輸入的燃料可以減少或消 除。生物固體也可以以液體懸浮物而不是餅的形式被灰化，其可以消除用于普通的脫水作 為前處理步驟的需要，且伴隨著材料處理與半固體或塑料的餅轉(zhuǎn)移到焚燒爐512相聯(lián)系的 問題。能夠以流體懸浮物的形式灰化也對于使用非_典型的灰化技術(shù)提供潛力，其依次可以降低花費(fèi)以致于灰化成為對于在較小的裝置中使用的具有經(jīng)濟(jì)性吸引力的。灰化也可以 消除對于穩(wěn)定和普通脫水的需要和花費(fèi)，其可以使液體生物固體的灰化與其他管理選擇競 爭時具有經(jīng)濟(jì)性。單元過程的不顧被通過特別的實(shí)施例來實(shí)現(xiàn)的，將產(chǎn)生富能量的氣體。如圖5所 示，這種氣體可以被用于焚燒爐512，能量發(fā)生器514的燃料，或用于對于區(qū)域516的產(chǎn)出的 來源供給(有氧氣從氣體混合物中分離)。圖4是一示意圖，說明幾種第二用途對于富氫氧氣體(例如，220，262，272，278)通 過一個或更多個采用與圖2，3-1，3-2，3-3和/或5相一致的氫氧氣體發(fā)生器單元過程產(chǎn)生 的。如在圖4所指出的，富氫氧氣體可以被用作(A)對于污泥或生物固體的灰化的燃料，(B) 發(fā)電(和隨后的熱還原對于在長內(nèi)使用)，和(C)產(chǎn)生熱氣體(用于干燥或其他熱處理)。 富氫氧氣體也可以被分開到它的氫和氧成分用于在一個或更多個第二程序或用途中使用， (D)例如，富氫氧氣體的氧成分可以被被提供到清除處理的發(fā)生器區(qū)域或被泵入曝氣池。當(dāng) 氧被分離于富氫氧氣體時，氫成分可以被運(yùn)輸?shù)讲煌牡诙猛局校T如用于例如灰化，發(fā) 電，或干燥的燃燒中。最重要的單元過程的其中之一在污水處理中由有機(jī)物質(zhì)通過需氧細(xì)菌的氧化組 成。通過壓縮機(jī)將氧氣提供于這些細(xì)菌，所述壓縮機(jī)將壓縮空氣注入到曝氣池中。有效的 電力對于泵空氣進(jìn)入曝氣池是必須的。壓縮機(jī)具有大型的馬達(dá)，所述馬達(dá)需要大量的電力 來操作，且，通常，它們占水處理廠的液體部分的需要的總能量的20%到30%。因此，對于 具有一電源整體來處理的過程這是巨大的利益。由氣體發(fā)生器500產(chǎn)生的有效的富能量氣 體，其可以被用于在原位上產(chǎn)生電力，容許設(shè)備來控制能量消耗和保證電力的足夠的供應(yīng) 是有效的。由本發(fā)明的實(shí)施例產(chǎn)出的氣體是富氫氧的氣體，其可以被燃燒帶有最低的溫室氣 體作為副產(chǎn)物。氣體不需要進(jìn)一步的清潔，且產(chǎn)生的氣體量可以被調(diào)節(jié)來對于能量的需要 匹配。在處理廠內(nèi)利用產(chǎn)出的氣體的能量的產(chǎn)出，將導(dǎo)致長期的低電力消耗和提供安全的 電力供應(yīng)，其獨(dú)立于境外市場條件。氫氧氣體的燃燒的主要產(chǎn)物是熱量和水汽。當(dāng)富氫氧氣體被燃燒用作干燥，發(fā)電， 或其他目的的時候，熱燃燒排放可以被濃縮到冷凝的處理518來復(fù)原高質(zhì)量的水，其可被 儲存520來在用于不同用途的污水處理設(shè)備內(nèi)使用。但是，除了飲用水，這些用途中的許多 不需要飲用水的質(zhì)量但是它們需要比可用于第二流出物具有更高的質(zhì)量。例如這些用途可 以包括沖洗廁所和尿壺，對于聚合物溶液稀釋水和操作其他化學(xué)溶液。因此，從燃燒排氣中 的水濃縮518可以替換水，否則從城市水供應(yīng)中購買來用于飲用水不是需要的地方，因此 減少了操作花費(fèi)。雖然主題已經(jīng)被描述在了語言中，特定于結(jié)構(gòu)特征和/或?qū)嵤┓椒?，可以被理?為定義的主題在附加權(quán)利要求中對于特定特征或上面所描述的實(shí)施不是必需的。相反，特 定特征和上面所描述的實(shí)施沒有被公開作為實(shí)施例形成權(quán)利要求的實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
一種從污水流中去除污染物的方法，所述方法包含以下步驟將兩個相近的電極浸入污水流，污水流包含水的成分和揮發(fā)性污染物或固體相污染物的一種或全部，所述電極在它們之間形成相互作用區(qū)域的邊界；應(yīng)用一脈沖電信號到至少一個電極，因此從水成分中產(chǎn)生富氫氧氣體，所述富氫氧氣體在相互作用區(qū)域形成泡沫，所述泡沫升高到污水流的表面；接觸揮發(fā)性污染物，固體相污染物或兩者與至少泡沫中的某些，當(dāng)它們通過污水流升高因此運(yùn)輸一部分的揮發(fā)性污染物，一部分的固體相污染物或兩者到達(dá)污水流的表面；若存在的是揮發(fā)性污染物，將富氫氧氣體的混合物和在污水流上的揮發(fā)性污染物分離并將混合物運(yùn)輸?shù)降诙绦騺磉M(jìn)行進(jìn)一步的處理，和若存在的是固體相污染物，收集作為漂浮物層的固體相污染物。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二程序包含混合物的燃燒。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于第二程序包含分離揮發(fā)性污染物。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包含從污水流表面去除漂浮物層的 步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于固體相污染物不同于生物固體，在所述固體 相污染物中包含惰性固體，所述惰性固體不需要穩(wěn)定化和進(jìn)一步的處理。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包含將收集的固體相污染物在沒有 經(jīng)過進(jìn)一步處理的情況下直接處理到垃圾堆的步驟。
7.—從污水流中去除污染物的系統(tǒng)，所述污水流包括水成分，所述系統(tǒng)包含兩個相近的電極，所述電極被浸入污水中，在電極之間定義了相互作用區(qū)域；一電源，所述電源用于將脈沖電信號應(yīng)用于提供給電極之中的至少一個來從水成分中 產(chǎn)生出富氫氧氣體，所述富氫氧氣體將在相互作用區(qū)域中形成泡沫，所述泡沫升高到污水 流的表面；一反應(yīng)容器來包含所述泡沫，當(dāng)所述泡沫升高時；一氣體污染物蓋來分離在污水流上的混合物富氫氧氣體，和污水流的揮發(fā)性污染物， 通過那些泡沫形成的混合物，所述泡沫接觸一部分的揮發(fā)性的污染物，運(yùn)輸一部分所述污 染物到污水流的表面；和用于運(yùn)輸混合物的裝置到進(jìn)一步處理的裝置。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含用于從污水流表面收集污水流 的固體相污染物的裝置，所述固體相污染物已經(jīng)被通過一些泡沫運(yùn)輸?shù)皆诜磻?yīng)容器中的污 水流的表面。
9.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于用于進(jìn)一步處理的裝置包含用于燃燒 混合物的裝置。
10.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于用于進(jìn)一步處理的裝置包含用于分離 揮發(fā)性污染物的裝置。
11.如權(quán)利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含用于從污水流表面去除漂 浮物層的裝置。
12.如權(quán)利要求7或權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于所述固體相污染物不同于生 物固體，在所述生物固體中固體相污染物包含惰性固體，所述惰性固體不需要穩(wěn)定化或進(jìn)一步處理。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于進(jìn)一步包含將收集的固體相污染物在沒 有經(jīng)過進(jìn)一步處理的情況下直接處理到垃圾堆的裝置。
全文摘要
一種用于廢棄物處理系統(tǒng)中處理污水流的方法和系統(tǒng)，包括運(yùn)行廢棄物處理系統(tǒng)的一單元過程，通過將污水流與富氫氧氣體接觸，所述富氫氧氣體是原位通過一氫氧氣體生成器生成的，所述氫氧氣體生成器配備了水分解技術(shù)。氫氧氣體生成器包括將一脈沖的電信號應(yīng)用于一系列的密集的電極，將所述密集的電極放入污水流用來從污水流的一水組分中產(chǎn)生富氫氧氣體。在污水流中操作氫氧氣體生成器可以實(shí)現(xiàn)在其他物質(zhì)中用于廢棄物處理的單個或多個單元過程，諸如氧化，剝離，漂浮，消毒，調(diào)節(jié)，穩(wěn)定，增厚和脫水。至少一部分的富氫氧氣體可以被運(yùn)輸用于一種在廢棄物處理系統(tǒng)中的第二次使用，諸如一燃料的來源用于例如灰化或粉末生成。
文檔編號C02F1/467GK101987754SQ20101026912
公開日2011年3月23日 申請日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者戴維里奇·范弗利特, 斯蒂芬巴里·錢伯斯, 赫伯特華萊士·坎貝爾 申請人:Xogen科技有限公司