用于对水处理设备中的筛网采用空气冲刷的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于对水处理设备中的筛网采用空气冲刷的方法和装置
[0001]与其它串请和专利的关系
本申请为于2013年12月27日提交的待审批的美国专利申请14/142，197的部分继续申请，其相关的公开内容通过引用而并入在本文中。这个申请涉及序列号为N0.14/464870 (r 870)，名为“用于移除水处理系统中的漂浮物和浮渣的装置和方法(APPARATUS AND METHOD FOR REMOVAL OF FL0ATABLES AND SCUM IN A WATER TREATMENTSYSTEM) ”的共同待审批美国专利申请，其出于所有目的而全部并入在本文中。
技术领域
[0002]本发明一般地涉及水处理领域，更具体地涉及在水处理系统中的沉淀槽，其中，粗砂和稠密固体物质被允许从入流(influent;流入物)中进行沉淀，而浮游的固体(脂肪、油、油脂、非稠密固体物质)则被阻止进入到出流(effluent ;流出物)沉降器或者固定式排出管道；最具体地涉及用于在包括竖直驱动式筛箱组件(SBX)的水处理设备中采用空气冲刷的方法和装置。有利地，冲刷空气还在初级沉淀池中的流入物中产生从筛式沉降器流走的低速表层流，其有助于驱动漂浮物进入一个或多个浮渣沟槽中进行处置。
【背景技术】
[0003]在发达及发展中国家中，对来自收集系统和废水处理设备的废水排放进行初级处理和消毒是改善水质的第一步。随着国家不断进步，添加第二级、第三级废水处理程序以提供初级流出物的附加处理。
[0004]初级处理经由筛选来移除较大固体物质并进行重力沉淀以移除较轻和稠密固体物质，允许悬浮物质进入第二级处理程序或接收水体。采用重力沉淀或净化的初级处理按生化需氧量(B0D)测量被认为可移除有机(污染物)负荷量的20-33%。第二级处理通过将B0D转化成生物量(细菌)和C02而移除有机负荷量的另外50+%。
[0005]第二级处理提供了足够的温度、体积、混合以及氧气或者在厌氧程序中为无氧的环境，以维持消耗在初级处理之后的废水中残留的B0D和营养物所必要的细菌群体。新有机物质连续不断地进入处理设备中，所以现存细菌群体的一部分从该过程中被移除以促进新细菌的生长。如果从收集系统中排放的话，那么初级处理的效率会直接地影响第二级处理或者接收水体。
[0006]初级净化器或沉降池被认为是减少B0D的最经济手段，因为几乎不需要能量并且不用维持生物量。初级处理没有生物量因此就没有曝气能量；没有监测生物量以根据细菌的类型和数量来确定生物量的健康度的过程控制；不需要通过移动到支流蒸煮器(digester)来分离和移除或者消耗细菌；不需要曝气蒸煮器；并且不需要脱水和处置被称为二次污泥的多余细菌。初级处理缺少复杂性很适合于发展中国家，并且开始有效恢复它们的地表水和蓄水层，从而致使健康问题得以减少。
[0007]现有技术的初级净化器可以为圆形或矩形槽并且在体积上和几何形状上按一定尺寸形成以提供比固体沉淀速度更低的水平流体速度。液体从入口到出流堰(effluentweir)的水平流动时间和距离必须大于悬浮固体的沉淀时间和距离，以使得固体在到达高位出流堰之前沉淀到槽的底部。这些沉淀的固体包含大部分原污水中的BOD。这是重要的第一阶段，因为脱离初级净化器的固体越多(或者如果没有初级净化器)，则进入第二级处理程序或者流出物接收的水体中的BOD越高。进入第二级处理程序的BOD越高，所需要的第二级程序装备和槽就越大，所需要、生产和处置的生物量就越多，必须耗费的过程能量就越多。进入接收水体的流出物流的BOD越高，水体的富营养化就越大，并且因缺少消毒而越有害于健康。
[0008]包括出流堰的筛式沉降器被公开在名为“初级均衡槽沉淀槽(PRIMARYEQUALIZAT1N TANK SETTLING TANK) ” 的美国专利 7，972，505 (' 505)和名为“用于沉淀槽的筛式沉降器组件(SCREENED DECANTER ASSEMBLY FOR A SETTLING TANK) ”的美国专利8, 398, 864 (r 864)中，两者出于所有目的而全部并入。筛式沉降器的移动是绕枢轴的弧形旋转。筛式沉降器绕枢轴的竖直移动包括在运动方向上的水平和竖直移动。取决于槽的深度，枢轴臂的长度要求沉降器组件在槽中占据相对大的足迹。
[0009]2013年12月27日提交的序列号N0.14/142，197的母申请公开了一种呈箱形、椭圆形或者圆筒形的改进筛网组件，其可以在竖直方向上可控地得以驱动以使筛网对污水的暴露量最优化以改变污水平面，并且其可以从污水中提升以便在专用架空装置中进行反冲和杀菌。因为筛网组件的运动仅仅是竖直的，因此所需要的足迹可以相对小。
[0010]在连续使用废水处理中的筛网装置时，筛网的污垢和堵塞是一个重要的操作性问题。需要一种用于简单地且自动地防止任何筛网组件的上游表面的污垢的装置和方法。
[0011]本发明的主要目的是维持流入物贯穿任何筛网组件的合适流动。
[0012]本发明的另一目的是有助于在初级沉淀槽中清洗来自进水贮液器(influentreservoir)的表面的可漂浮物质。
【发明内容】
[0013]简单地来讲，本发明提供可一种用于简单地且自动地防止筛网表面的上游表面的污垢的空气冲刷方法和装置，该筛网表面被用于筛选从沉淀槽中进行沉降的流体。在本申请的一个方面，呈矩形箱、椭圆形或者圆筒形的筛箱(SBX)组件在竖直方向上可控地得以驱动，以使筛网对废水的暴露量最优化。如本文中所用，术语“SBX”应该被认为意味着用于从液体中过滤固体的所有形式的筛箱，包括在序列号为N0.14/142，197的专利申请中公开的低姿态SBX(LPSBX)。在本发明的另一方面，如美国专利7，972，505 Γ 505)中所公开那样将筛网表面粘贴到或者放置在静态排放管的上游。
[0014]根据本发明的SBX组件包括特细筛网；三维筛网框架，其支承筛网并且沿筛网边缘密封，以防止液体和固体旁通筛网；以及附装到框架的空气室，其在筛网的最低高度处提供空气冲刷。
[0015]空气室传统地附装到SBX组件的下部区域并且大致平行于初级沉淀槽中的液体表面而安装。气室从压缩空气源提供气体，优选是空气，并且设置有多个出口孔，使得离开气室的空气大致朝着低于初级沉淀槽中的液体平面的SBX筛网的上游表面进行引导。优选地，SBX筛网从底部到顶部向外倾斜，使得随着来自气室的气泡沿筛网表面向上移动而到达液体表面，它们就靠重力而被强制与筛网保持接触，由此，从筛网表面冲刷所积聚的滤渣。当到达液体表面时，气泡远离SBX组件水平地进行移动并且朝向初级沉淀槽中的一个或多个浮渣沟槽附近。从而来自气室的气流首先冲刷筛网然后其次将液体表面上的浮渣和漂浮物朝向浮渣沟槽进行引导。
【附图说明】
[0016]通过结合附图阅读以下说明，本发明的前述和其它目的、特征和优点及其当前优选实施例将会变得更加显而易见，其中:
图1为现有技术的单槽废水处理机构的局部切剖透视图；
图2为具有空气冲刷装置的第一实施例的SBX的正面剖视图；
图3为具有空气冲刷装置的第二实施例的SBX的正面剖视图；
图4为具有空气冲刷装置的第三实施例的SBX的正面剖视图；
图5为根据'505专利公开的现有技术的单槽废水处理机构的示意性正面剖视图；
图6为包括被布置在筛网和固定式排出管道上游的空气冲刷装置的第一实施例的图5所示装置的正面剖视图；
图7为包括被布置在筛网和固定式排出管道上游的空气冲刷装置的第二实施例的图5所示机构的正面剖视图；
图8为包括被布置在筛网和固定式排出管道上游的空气冲刷装置的第三实施例的图5所示机构的正面剖视图。
【具体实施方式】
[0017]在整个下列说明中阐述具体细节以供本发明更加完整的理解。然而，本发明可以不具有这些细节来进行实施。在其它示例中，未详细地示出或者描述熟知元件以避免使本公开不必要地晦涩。因此，说明书和附图被认为是示例性而并非限制性。还要注意的是附图未按规定比例绘制。
[0018]图1至4示出关于流体处理系统中的SBX的本发明第一实施例。图5至8示出关于流体处理系统中的固定式排出管道的本发明实施例。本发明是用于从初级废水处理系统中的SBX或者静态排出管道上的筛网上游侧空气冲刷物质的系统(方法和设备)。
[0019]图1示出了在“用于废水处理系统的漂浮物和浮渣移除设备(FLOATABLES ANDSCUM REMOVAL APPARATUS FOR A WASTE WATER TREATMENT SYSTEM) ” 这一共同待审批美国专利申请14/142,099中所公开的矩形初级沉淀槽，其出于所有目的而全部并入。图1的初级沉淀槽10通过由控制阀(未示出)所控制的进水管(influent pipe) 12从废水收集系统接收废水。废水处理系统还可以被用在受益于均衡地流入到废水处理过程的其它应用中，诸如的工业批量排放、雨水以及在废水处理厂的腐败物接收。因重力、栗操作或者两者的结果，废水到达废水处理系统。初级沉淀槽具有外壁14。格栅16在外壁14和初级沉淀槽10的内部18之间位于初级沉淀槽10中。格栅16阻止较大的无机物固体和漂浮物进入废水处理系统中。
[0020]初级沉淀槽10根据用于收集系统的日常流动模式采用普遍公知的工程惯例按一定尺寸构建。初级沉淀槽10的尺寸相比于进水管12的直径要大，以致当水进入到初级沉淀槽10时来流速度显著地降低。优选地，通过将该水流分开使来水速度进一步得以减小，因此在槽10的相对端有两个进水管12 (第二进水管12在切剖图1中不可见)。流入供给沟槽20接收进来的废水并且沿箭头22的方向引导该水流。当水平面上升至格筛16的平面时，浮渣和淤泥(未示出)穿过格筛16，越过固定堰24进入到槽10的内部26。大型漂浮物(未示出)诸如塑料固体被阻止穿过格筛16。淤泥靠重力收集在淤泥漏斗28中，并可以通过出口 30而从淤泥漏斗28中得以移除。设置浮渣和漂浮物沟槽32以收集穿过格筛16的浮