操作采用活性污泥法的廢水處理設(shè)備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及污水處理的領(lǐng)域，并且更具體地涉及回收活性污泥。
【背景技術(shù)】
[0002] 多數(shù)廢水處理設(shè)備（wastewater treatment plant, WWTF0利用經(jīng)設(shè)計(jì)W在大致 3, 000毫克/公升或低于3, 000毫克/公升的混合液息浮固體（mixed liquor suspended solid,MLS巧濃度下操作的活性污泥法（activated sludge process, ASP,主要由息浮生長(zhǎng) 生物處理反應(yīng)器及二級(jí)澄清器組成）。MLSS為降解污染物時(shí)生長(zhǎng)于廢水中的污染物上的息 浮生物質(zhì)量。然而，認(rèn)為在實(shí)質(zhì)上較高M(jìn)LSS濃度（諸如大致在5, 000毫克/公升至6, 000 毫克/公升或高于6, 000毫克/公升范圍內(nèi)）下操作ASP處理變得成本過(guò)高。另一方面，雖 然藉由微過(guò)濾膜或超過(guò)濾膜來(lái)完成固液分離的較新膜生物反應(yīng)器（membrane bioreactor， MBR)方法可成本有效地處理較高M(jìn)LSS濃度，但亦應(yīng)理解在大致5, 000毫克/公升至6, 000 毫克/公升及低于6, 000毫克/公升范圍內(nèi)實(shí)施MBR方法變得成本過(guò)高。
[0003] 曝氣并非在較高M(jìn)LSS含量下操作ASP的限制因素，因?yàn)樵诖笥?0, 000毫克/公 升的MLSS濃度下機(jī)械或微氣泡擴(kuò)散曝氣仍為具成本效益的。然而，確實(shí)抑制在該些較高 MLSS濃度含量下使用ASP的因素為隨著MLSS濃度接近及超過(guò)5, 000毫克/公升而非線性 增加的二級(jí)澄清器的資金成本。
[0004] 因而，認(rèn)為提供W具成本效益的方式來(lái)增加使用ASP方法的現(xiàn)有WWTP的操作容量 的系統(tǒng)及方法為適用的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 描述采用活性污泥法的廢水處理設(shè)備及操作所述設(shè)備的方法。將廢水流入物 提供至將可溶及顆粒狀有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化成生物質(zhì)量及/或并入至MLSS中的活性污泥生物 反應(yīng)器。處理之后將MLSS自生物反應(yīng)器傳遞至進(jìn)行MLSS分離操作的流體動(dòng)力分離器 Oiy化odynamic S巧arator，皿巧系統(tǒng)。皿S分離操作產(chǎn)生低MLSS濃度流及高M(jìn)LSS濃度 流。低MLSS濃度流經(jīng)由第一輸出端自流體動(dòng)力分離器系統(tǒng)傳遞至澄清器，且高M(jìn)LSS濃度 流經(jīng)由第二輸出端傳遞回生物反應(yīng)器。澄清器進(jìn)行最終MLSS分離操作且隨后排出經(jīng)處理 流出物?？芍芷谛詮U棄少量增稠MLSS W控制系統(tǒng)中的固體存量。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1為描繪各種生物反應(yīng)器及澄清成本曲線的曲線圖；
[0007] 圖2描繪用于仿真水流處理的模型化廢水處理設(shè)備；
[0008] 圖3為列舉圖2的模擬廢水處理設(shè)備的操作結(jié)果的圖表；
[000引圖4為建構(gòu)混合液息浮固體（MLS巧濃度值增加的廢水處理設(shè)備的成本的圖表；
[0010] 圖5為展示MLSS含量增加所需的澄清器表面積的圖表；
[0011] 圖6描繪現(xiàn)有廢水處理設(shè)備的配置；
[0012] 圖7描繪根據(jù)本申請(qǐng)案的一個(gè)方面的為了增加容量而擴(kuò)充的圖6的廢水處理設(shè)備 的配置；
[0013] 圖8描繪擴(kuò)充圖6的廢水處理設(shè)備的方式的配置，其中設(shè)備能夠處理濃度升高的 廢水；
[0014] 圖9A至圖9F描繪可結(jié)合本申請(qǐng)案的概念使用的多階段流體動(dòng)力分離器化D巧系 統(tǒng)的替代性配置；
[0015] 圖10描繪推動(dòng)型水處理系統(tǒng)，其中將粟說(shuō)明為在皿S系統(tǒng)之前使用；
[0016] 圖11描繪牽拉型水處理系統(tǒng)，其中兩個(gè)獨(dú)立粟供應(yīng)至皿S系統(tǒng)的輸出端W使水移 動(dòng)穿過(guò)水處理過(guò)程；
[0017] 圖12展示皿S系統(tǒng)的一部分，其中顆粒的絮凝物在皿S系統(tǒng)的輸出分裂口處積 聚；
[0018] 圖13至圖15說(shuō)明皿S系統(tǒng)的替代性信道設(shè)計(jì)；
[0019] 圖16A至圖1抓說(shuō)明呈模塊形式及經(jīng)適配成較大單元的皿S配置；W及
[0020] 圖17提供一個(gè)皿S信道系統(tǒng)的彎曲信道部分W便描述皿S操作的相互漂浮概念。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 活性污泥法（AS巧為已知的在生物反應(yīng)器中使用曝氣及混合液息浮固體（MLSS) 處理廢水的程序。MLSS由主要由細(xì)菌及原蟲構(gòu)成的生物絮凝物（"生物質(zhì)量"）組成，且在 降解的各個(gè)階段中纏住顆粒狀有機(jī)物質(zhì)。此MLSS為用W命名所述方法的"活性污泥"。先 前曾妨礙在較高M(jìn)LSS濃度下使用ASP的因素為澄清的成本，已發(fā)現(xiàn)在MLSS濃度升高超過(guò) 典型的ASP操作MLSS設(shè)置點(diǎn)后澄清的成本非線性增加。實(shí)際上，習(xí)知的ASP設(shè)施經(jīng)設(shè)計(jì)W 適應(yīng)此限制。在本申請(qǐng)案的實(shí)施例中，掲露藉由在ASP的生物反應(yīng)器與澄清器之間使用流 體動(dòng)力分離器（皿巧系統(tǒng)來(lái)降低總生物反應(yīng)器及/或澄清要求（及后續(xù)資金成本）的系統(tǒng) 及方法。
[0022] 在下文所描述的某些實(shí)施例中，使用皿S系統(tǒng)W改裝現(xiàn)有處理設(shè)備進(jìn)而增加處理 容量（增加流入廢水的流量及/或濃度），其中維持現(xiàn)有生物反應(yīng)器/澄清器配置。在其他 實(shí)施例中，皿S系統(tǒng)包含在新穎處理設(shè)備中W允許使用比另外所需生物反應(yīng)器更小的生物 反應(yīng)器及/或比另外所需澄清器更小的澄清器及/或完全排除澄清器。
[0023] 圖1的曲線圖100包含生物反應(yīng)器曲線102及澄清成本曲線104 W及澄清成本曲 線106,其中該些曲線是基于成本（沿垂直軸線自底部至頂部增加）108及MLSS濃度（沿 水平軸線自左側(cè)至右側(cè)增加）110來(lái)定義。第一澄清曲線104代表現(xiàn)有澄清技術(shù)的成本而 第二澄清曲線106描繪藉由采用本申請(qǐng)案的概念可獲得的澄清成本?？偝杀厩€112代表 使用習(xí)知ASP的水處理設(shè)備的總成本且在澄清器與生物反應(yīng)器尺寸之間達(dá)成平衡。應(yīng)指出 曲線圖100的某些內(nèi)容（亦即與現(xiàn)有技術(shù)（且尤其使用已知ASP方法的WWT巧相關(guān)的成本 曲線）來(lái)源于馬薩諸塞州劍橋市（Cambridge, Massachusetts)的CDM史密斯（Smith)的 艾爾平金斯（A1 Pincince)博±的工作（平金斯A. B.，布雷利B. G.，桑格利K. H.及瑞爾登 R. D.，"最小化活性污泥系統(tǒng)的成本"，水環(huán)境研究，第69卷，第3號(hào)（1997)第326-330頁(yè) (Pincince，A. B.，Braley，B. G.，Sangrey，K.比，and Reardon，R. D./'Minimizing costs of activated sludge systems", Water Environment Research, Volume 69, Number 3(1997) Pages 326-330)，W全文引用的方式并入本文中）。
[0024] 為了用固定量的活性污泥（亦即生物質(zhì)量存量）處理流入廢水，有可能將ASP設(shè) 計(jì)成在各種MLSS濃度下操作。在較高M(jìn)LSS濃度下，生物反應(yīng)器可較小且因此降低生物反 應(yīng)器建構(gòu)的成本。然而，隨著MLSS濃度增加（因?yàn)楹愣ㄉ镔|(zhì)量存量在較小的生物反應(yīng)器 體積中），所要求的澄清器的尺寸迅速增大，因而迅速增加澄清器的資金成本。
[0025] 如圖1中所展示，在使用現(xiàn)有技術(shù)的廢水處理設(shè)備（WWT巧中，最低成本在兩個(gè)曲 線（生物反應(yīng)器的成本及澄清的成本）的總和達(dá)至最小114處，且出于成本觀點(diǎn)，彼點(diǎn)處的 MLSS濃度為最佳的。因而使用曲線圖100可理解需要使得澄清成本曲線能夠不如MLSS濃 度增大般迅速升高。將該類曲線展示為皿S實(shí)現(xiàn)的澄清成本曲線106。隨著降低的澄清成 本曲線106,新的最佳成本點(diǎn)116向下移動(dòng)（亦即降低成本）且移動(dòng)至最小點(diǎn)114的右