使用固定膜工艺和压载沉降的处理的制作方法

使用固定膜工艺和压载沉降的处理的制作方法
【专利摘要】提供用于处理水和废水的系统和方法。所述系统包含固定膜生物学工艺和压载絮凝工艺。所述系统包含固定膜反应器，所述固定膜反应器被流体地连接到废水源并且被配置成提供固定膜流出物。所述系统还包含压载物源，所述压载物源被流体地连接到所述固定膜流出物并且被配置成提供压载流出物。澄清器被设置在所述系统中，所述澄清器被流体地连接到所述压载流出物。所述澄清器包含处理过的流出物出口和压载固体出口并且被配置成从压载固体中分离出处理过的稀释液。
【专利说明】使用固定膜工艺和压载沉降的处理

【技术领域】
[0001] 本公开内容的一个或更多个方面通常涉及水和废水的处理，并且更特别地涉及用 于使用固定膜工艺和压载沉降（ballasted settling)处理水和废水的系统和方法。
[0002] 概述
[0003] 提供用于处理废水的系统。系统包含固定膜反应器，所述固定膜反应器被流 体地连接到废水源并且被配置成提供固定膜流出物。系统还包含压载物源（source of ballast)，所述压载物源被流体地连接到所述固定膜流出物并且被配置成提供压载流出 物。在系统中设置澄清器，所述澄清器被流体地连接到压载流出物。澄清器包含处理过的 流出物出口和压载固体出口并且被配置成从压载固体中分离处理过的流出物。
[0004] 还提供用于处理废水的方法。方法包括将废水源引入到固定膜反应器以提供固定 膜流出物。方法还包括添加压载物以提供压载流出物。方法还包括在澄清器中将压载流出 物分离成处理过的流出物和压载固体并且将压载固体分离成回收的压载物和无压载物的 固体。方法还包括将回收的压载物添加到凝结的流出物。
[0005] 还提供用于改装废水处理系统的方法。废水处理包含固定膜生物反应器和澄清 器，所述澄清器位于固定膜生物反应器的下游。澄清器包含固体出口。用于改装的方法包 括在澄清器中安装促凝槽（coagulation tank),并且在澄清器中安装压载物进料槽，所述 压载物进料槽被连接到促凝剂槽的下游。用于改装的方法还包括将澄清器的固体出口连接 到压载物进料槽。

【专利附图】

【附图说明】
[0006] 不意图按比例绘制附图。为了清楚的目的，可能不是每个组件都被标注在附图中， 在不需要图示就使本领域的技术人员理解本公开内容的地方，本公开内容的每个实施方案 的每个组件也没有都被示出。
[0007] 在附图中：
[0008] 图1示出根据本公开内容的一个或更多个实施方案的实施固定膜工艺、压载沉 降、以及回收压载物的处理系统的示意图；并且
[0009] 图2示出根据本公开内容的一个或更多个实施方案的被整合到澄清器槽内的反 应槽的示意图。
[0010] 详细描述
[0011] 提供用于处理水或废水的系统和方法。系统和方法可以包括在固定膜反应器中处 理水或废水，所述固定膜反应器也被称为固定膜生物学系统或附着生长系统。系统和方法 还可以包括在压载沉降工艺或压载絮凝系统中处理来自固定膜生物学系统的流出物。
[0012] 固定膜生物学系统可以氧化和还原可溶的底物，这消除杂质并且产生固体。固定 膜工艺可以维持在表面或惰性载体或片材上的生物学生长并且来自固定膜生物反应器的 处理过的流出物可以包含约50毫克每升（mg/ι)到约300mg/l的生物学固体。在某些实施 方案中，处理过的流出物可以包含在约l〇〇mg/l到约200mg/l之间。在某些实施方案中，来 自固定膜生物反应器的处理过的流出物可以包含约50mg/l到约2, OOOmg/1的生物学固体。 固定膜工艺的实例包括但不限于移动床生物反应器（MBBR)、滴滤池、以及旋转式生物学接 触器。通常，废水通过初级筛或粗孔筛被过滤和/或在初级澄清单元中被处理。这些初级工 艺的流出物或未处理的废水可以进入固定膜生物学系统，其中可溶的底物被氧化或被还原 成以来自固定膜反应器的惰性载体或片材上的固定生物质的脱落物（slough)的形式的生 物学固体。曝气可以被提供在好氧区中以提供氧气并且与系统混合。在无氧系统、缺氧系 统、或曝气的基于缺氧的系统中，混合器或具有曝气的混合器可以被提供以一直维持混合。
[0013] 固定膜生物学系统可以提供包含通常被称为脱落物的生物学固体的流出物，所述 生物学固体需要在下游工艺中从处理过的流出物中分离。虽然固定膜工艺具有小的占地面 积，来自工艺中的流出物生物学固体通常难以用常规的沉淀工艺沉降，所述常规的沉淀工 艺通常需要大的沉降面积。因此，澄清通常是包括固定膜生物学系统或固定膜反应器的废 水处理的速率的限制步骤。
[0014] 压载絮凝系统或压载沉降系统可以包括添加促凝剂、压载物、以及任选地絮凝剂 以改善溶解的、胶状的、颗粒状的以及微生物学的固体的除去。在某些实施方案中，促凝剂 可以是任选的。例如，压载物和絮凝剂可以在没有促凝剂的情况下被添加。在其他实施方 案中，压载物可以在没有促凝剂和絮凝剂的情况下被添加。在其他实施方案中，压载物和促 凝剂可以在没有絮凝剂的情况下被添加。压载固体的沉淀和增强的可沉降性提供小的澄清 步骤，这可以允许包含生物学步骤和澄清步骤的小占地面积系统。根据本公开内容的实施 方案，压载絮凝系统可以消除对直接在固定膜生物学系统或反应器的下游提供次级澄清器 的需求。此外，压载絮凝系统可以被安装在固定膜生物反应器和次级澄清器之间，从而使用 现有的次级澄清器作为压载絮凝澄清器并且消除对新的澄清器的需求。
[0015] 絮凝可以是接触并且粘附的过程，借此，在液体比如水或废水中的颗粒和胶体形 成大尺寸的材料簇。颗粒可以群集在一起成为絮状物。絮凝剂可以包括通过在液体中引起 胶体和颗粒或其他悬浮颗粒聚集、形成絮状物来促进絮凝的材料或化学品。聚合物可以被 用作絮凝剂。例如，可以使用丙烯酸/丙烯酰胺共聚物和改性聚丙烯酰胺。
[0016] 凝结可以是使颗粒比如胶状固体联合的过程。促凝剂可以包括阳离子比如多价阳 离子。其可以包括可以与减少聚集障碍的带负电荷的颗粒和分子相互作用的阳离子比如 铝、铁、钙或镁（带正电荷的分子）。促凝剂的实例包括皂土粘土、聚氯化铝、聚羟基氯化铝 (polyaluminum hydroxychloride)、氯化错、氢氯酸错、硫酸错、氯化铁、硫酸铁、以及硫酸 亚铁单水合物。
[0017] 根据本公开内容的某些实施方案，固定膜生物学系统可以与压载澄清器结合使用 以处理水或废水。本公开内容的系统和方法可以是特别有利的，例如，在其中需要占地面积 小的处理厂中，比如例如在用于组合固定膜工艺和活性污泥工艺的产业工厂、小流量厂或 包装厂、混合废水厂、以及需要硝化的泻湖厂的改装。此外，这样的组合可以被用于不具有 明显的操作界面但需要高质量的流出物的小流量系统。与压载沉降组合的固定膜工艺的用 途不受限于给出的实例。在废水或食用水的生物学处理和化学处理中的多种用途是可以 的。
[0018] 在某些实施方案中，固定膜工艺之后的压载絮凝工艺可以被用于水或废水的生物 学处理以除去氮化合物比如硝酸盐、生物需氧量（BOD)、化学需氧量（C0D)、以及磷化合物 中的至少一种。固定膜工艺可以使氨氧化成硝酸盐和/或使硝酸盐还原成氮气。然后，除 了溶解的、胶状的以及颗粒状的固体之外，产生的生物学固体可以被压载澄清器除去。在某 些实施方案中，氮化合物比如硝酸盐、生物需氧量（BOD)、化学需氧量（COD)、以及磷化合物 中的至少一种可以在消毒之前被除去以提供食用水或饮用水以使其分布到供水管网。
[0019] 压载絮凝系统可以包括添加促凝剂、压载物、以及任选地絮凝剂以改善溶解的、胶 状的、颗粒状的以及微生物学的固体的除去。在某些实施方案中，促凝剂可以是任选的。例 如，压载物和絮凝剂可以在没有促凝剂的情况下被添加。在其他实施方案中，压载物可以在 没有促凝剂和絮凝剂的情况下被添加。在某些实施方案中，压载物和促凝剂可以在没有絮 凝剂的情况下被添加。在某些实施方案中，磁性压载物可以被使用。
[0020] 这些压载固体的增强的可沉降性可以提供小的澄清步骤，这可以允许包含生物学 步骤和澄清步骤的小占地面积系统。将固体即压载固体或无压载物的固体再流通到至少一 种压载絮凝工艺比如压载物混合步骤以及固定膜工艺可以进一步增强总体系统的可靠性。 这些特征可以被利用于现有的废水处理厂、小流量厂或包装厂、混合下水道溢流（CSO)处 理厂、需要小占地面积的新厂、混合处理厂（固定膜和活性污泥）、以及需要硝化的泻湖处 理厂。一种益处是在固定膜工艺下游处的现有的澄清器可容易地转变成使用本公开内容的 系统的压载系统。如果压载系统使用磁性材料例如磁铁矿作为压载物，常规的澄清器甚至 可以更容易转变。
[0021] 在本公开内容的某些实施方案中，提供用于处理废水的系统。系统包含固定膜反 应器，所述固定膜反应器被流体地连接到废水源并且被配置成提供固定膜流出物。可以利 用固定膜生物学系统，所述固定膜生物学系统可以包含被平行地或串联地利用的一个或更 多个固定膜反应器，并且其中一个或更多个固定膜反应器在给定的点是及时操作的。在某 些实施方案中，固定膜流出物可以包含约50mg/l到约300mg/l的生物学固体。固定膜流出 物可以流向其中促凝剂源可以被流体地连接到固定膜流出物并且被配置成提供凝结的流 出物的压载絮凝系统。促凝剂源可以是任选的。压载物源可以被流体地连接到凝结的流出 物并且被配置成提供压载流出物。在某些实施方案中，压载物源可以被流体地连接到固定 膜流出物或凝结的流出物中的至少一种。压载物源可以包括粉末状的压载物。压载物可 以不呈液体，使得其可以以干燥的粉末形式被添加。在某些实施方案中，压载物可以通过操 作者或通过机械比如通过干燥的进料机被添加。将理解的是，被流体地连接到固定膜流出 物或凝结的流出物、或系统的任何流出物或废水流的压载物源可以包括可以呈干燥（非液 体）形式或粉末形式的压载物源。澄清器可以被流体地连接到压载流出物，澄清器包含处 理过的流出物出口和压载固体出口并且被配置成从压载固体中分离处理过的流出物。澄清 器的压载固体出口可以被流体地连接到凝结的流出物和固定膜反应器中的至少一种。在某 些实施方案中，压载固体出口可以被流体地连接到压载物源。
[0022] 任选地，絮凝剂源可以被流体地连接到压载流出物。促凝剂源、压载物源以及絮凝 剂源中的至少一种可以被直列地（in line)提供到固定膜流出物流。可选择地，槽可以被使 用，使得固定膜流出物流向促凝剂槽，促凝剂从促凝剂源被添加到所述促凝剂槽内。然后， 凝结的流出物可以流向压载物槽，压载物从压载物源被添加到所述压载物槽内。然后，压载 流出物可以流向絮凝剂槽，絮凝剂从絮凝剂源被添加到所述絮凝剂槽内。然后，絮凝剂流出 物可以流向澄清器。在某些实施方案中，絮凝剂槽和絮凝剂源可以不被包括在压载絮凝系 统中，并且压载流出物可以直接流向澄清器。在某些实施方案中，促凝剂槽和促凝剂源可以 不被包括在压载絮凝系统中。
[0023] 如上文讨论，压载物可以是磁性压载物。磁性压载物可以包括惰性材料。磁性压 载物可以包括铁磁材料。磁性压载物可以包括含铁材料。在某些实施方案中，磁性压载物 可以包括铁氧化物材料。例如，磁性压载物可以包括磁铁矿（Fe 3O4)15磁性压载物可以具有 允许其与生物学絮状物结合以提供增强的沉降或澄清并且允许其被吸引到磁体以便其可 以从生物学絮状物中分离的粒径。磁性压载物的粒径可以小于约100微米（μ m)。磁性压 载物的粒径可以小于约40 μ m。磁性压载物的粒径可以小于约20 μ m。
[0024] 砂压载系统通常实施较大的压载物尺寸以有效地回收压载物。压载物还是非磁性 的。砂压载系统还已经实施使用清洁剂以从砂颗粒中分离生物学固体。这可以是用于细菌 附着的大表面的结果，不只是需要单独的涡旋机理的剪切力以从砂颗粒表面除去生物学固 体、或需要分解有助于结合压载物的化学键。
[0025] 不同于需要在相对大尺寸的砂颗粒周围生长絮状物的基于砂的压载物，具有小尺 寸比如小于约100 μ m的磁铁矿压载物可以被使用，这允许磁铁矿颗粒浸渍现有的絮状物。 结果可以是絮凝剂的增强的分离。压载流出物或絮凝剂流出物可以被导向其中压载固体比 如磁铁矿压载固体可以通过重力以比常规重力澄清器更大的增强的速率被除去的至少一 种澄清器。被配置成提供处理过的流出物和压载固体的澄清器可以被流体地连接到压载物 源、凝结的流出物、以及固定膜反应器中的至少一种。在某些实施方案中，澄清器的压载固 体出口可以被流体地连接到凝结的流出物和固定膜反应器中的至少一种。这可以允许压载 固体的至少一部分返回到固定膜生物学系统和压载物源，例如被连接到压载物源的压载物 槽。生物学固体的一部分还可以从系统中被除去。这可以包括利用可以允许回收磁性颗粒 的磁性分离设备，这在例如砂颗粒的情况下将是不可行的。在某些实施方案中，机械剪切可 以被利用以在压载物回收之前例如在磁铁矿回收之前剪切生物学固体。在某些例子比如重 新播种和高流量事件中，沉降的生物学固体的一部分可以被再循环到固定膜系统的前面。 这些固体可以是被压载的或是通过磁性分离被清除了磁铁矿的固体。在某些实施方案比如 小规模操作中，从系统中回收压载物比如磁性压载物可以是不必要的或不可行的。
[0026] 在某些实施方案中，系统可以被配置成处理约200加仑每天每平方英尺澄清器的 表面积到约2, 000加仑每天每平方英尺澄清器的表面积之间。在某些实施方案中，系统可 以被配置成处理约200加仑每天每平方英尺澄清器的表面积到约6, 000加仑每天每平方英 尺澄清器的表面积之间。在某些其他实施方案中，系统可以被配置成处理约100加仑每天 每平方英尺澄清器的表面积到约36, 000加仑每天每平方英尺澄清器的表面积之间。
[0027] 在某些实施方案中，压载回收系统可以位于澄清器的压载固体出口的下游。压载 回收系统可以位于压载物源与固定膜反应器中的至少一种的上游。
[0028] 在某些实施方案中，使用磁性压载物提供超过使用其他压载物材料的优点。例如， 使用磁性压载物提供生物学固体从压载物中增强的除去。例如，磁鼓可以被用来从磁性压 载物中分离生物学固体。任选地，机械剪切可以在分离之前被利用。这样的工艺可以从压载 物中充分地除去生物学固体。将沉降的固体再流通到反应槽进一步增强性能和可靠性，然 而用压载固体或无压载物的固体任选地再循环到固定膜系统允许用于在工艺异常（upset) 或启动中的可处理性和回收的额外的灵活性。在某些实施方案中，在从生物学固体中分离 压载物中清洁液可以是不必要的。
[0029] 用于处理废水的系统被示出在图1中。可以是筛过的废水或初级澄清流出物的废 水源，流1，进入固定膜生物学系统或固定膜反应器4。例如，固定膜反应器4可以包括移动 床生物反应器、滴滤池、或旋转式生物学接触器。可溶的底物可以被氧化或被还原成以例如 来自固定膜反应器4的惰性载体或片材上的固定生物质的脱落物的形式的生物学固体。曝 气可以被提供在好氧区中以提供氧气并且用于反应器4的混合。在无氧系统或基于缺氧的 系统中，混合器可以被提供以使系统保持充分混合。固定膜流出物5离开反应器4。固定膜 流出物5包含废水和在反应器4中产生的固体。固定膜流出物5进入可以是直列的或利用 槽的一系列的进料反应区域。
[0030] 促凝剂源7比如金属或预水解的（prehydrolize)金属盐被添加到反应区域6中 以提供凝结的流出物。在凝结添加6之后，流动继续进行到压载物反应区域8。压载物源被 引入以提供压载流出物。压载物源可以包括原始压载物9、再循环的或回收的压载物10、再 循环的压载固体11、或其组合。压载物可以包括磁性材料。压载物可以包括含铁材料。压 载物可以包括磁铁矿（Fe 3O4)。压载物可以呈粉末状形式。原始压载物9、或新鲜的压载物是 以前未曾被引入到废物系统的压载物。再循环的或回收的压载物10是从系统的另一部分 例如下文描述的回收系统20的固体中分离并且被再循环到压载物反应区域的压载物。压 载固体包括用压载物浸渍或部分浸渍的生物学固体。再循环的压载固体11是从澄清器15 的出口返回到压载物反应区域8而没有首先被引入到用于分离的回收系统20的压载固体。
[0031] 在压载物添加8之后，絮凝剂源13可以任选地被添加到絮凝剂反应区域12中以 进一步使固体和压载固体在被引入到澄清器15之前絮凝。絮凝剂13可以包括聚合物。
[0032] 如下文讨论，被包含到废水处理系统内的澄清器15可以是转化器或改装的澄清 器。澄清器的细节和特定组件可以由本领域的技术人员视需要选择。例如，澄清器可以包 含薄层（lamella)。澄清器可以被配置成从压载固体24中分离处理过的流出物16并且包 含用于处理过的流出物16的出口 26和用于压载固体的出口 28。固体在澄清器15中沉降 并且如果需要，分离的处理过的流出物16继续以进一步消毒。沉降固体的一部分可以是返 回到压载物反应区域8的再循环的压载固体11。此外或在替代选择中，另一部分的压载固 体23可以被再循环到固定膜系统4。
[0033] 至少一部分的沉降固体17可以被引入到压载物回收系统20。任选地，沉降固体17 首先可以被引入到机械剪切装置19以有助于破碎沉降固体的压载物和非压载物组分。可 选择地，机械剪切装置19可以被流18绕过。压载物回收系统20可以包含磁力分离器。例 如，分离器可以是湿鼓磁力分离器。在湿鼓磁力分离器中，磁性压载物粘附到可旋转的鼓的 表面并且被导向与进料的非磁性组分或无压载物的固体分开的出口。被清除过的固体可以 包含废污泥21，所述废污泥21离开系统20用于另外的固体废物处理和处置。这些清除过 的固体或无压载物的固体的一部分可以任选地经由任选的进料线22被再循环到固定膜系 统4。应该理解的是，无压载物的固体指的是使大部分的压载物从固体中除去的固体。在某 些实施方案中，至少约90%的压载物已经被除去。在其他实施方案中，至少约95%的压载 物已经被除去。
[0034] 另外的任选的组件包括被流体地连接到固定膜系统4的上游的澄清器3和支路线 2,所述支路线2可以允许流1在必要时，例如在高流量事件比如降雨或暴雨事件期间，绕过 固定I吴系统4。
[0035] 在本公开内容的某些实施方案中，可以提供处理废水的方法。废水可以以约200 加仑每天每平方英尺澄清器的表面积到约2, 000加仑每天每平方英尺澄清器的表面积之 间的速率被处理。在某些实施方案中，系统可以被配置成处理约200加仑每天每平方英尺 澄清器的表面积到约6, 000加仑每天每平方英尺澄清器的表面积之间。在某些其他实施方 案中，系统可以被配置成处理约100加仑每天每平方英尺澄清器的表面积到约36, 000加仑 每天每平方英尺澄清器的表面积之间。在某些实施方案中，速率可以是经过预先确定的时 间段的平均速率。方法可以包括将废水源引入到固定膜反应器以提供固定膜流出物。固定 膜流出物可以包含约50mg/l到约300mg/l的生物学固体。在其他实施例中，固定膜可以包 含约50mg/l到约2, 000mg/l的生物学固体。方法可以还包括任选地添加促凝剂以提供凝 结的流出物。在某些实施方案中，促凝剂可以被添加到固定膜流出物。方法可以还包括添 加压载物以提供压载流出物。在某些实施方案中，压载物可以被添加到固定膜流出物和凝 结的流出物中的至少一种。压载物可以包括磁性材料。压载物可以包括磁铁矿。方法可以 还包括在澄清器中将压载流出物分离成处理过的流出物和压载固体。压载固体可以包含小 量的残余的无压载物的固体和其他的残余组分，因为分离工艺和压载工艺将绝不会完美地 完成。方法可以还包括将压载固体分离成回收的压载物和无压载物的固体。再次，回收的 压载物可以还包含某些残余的非压载物组分。同样地，无压载物的固体可以包含某些残余 的压载物。方法可以还包括将回收的压载物添加到凝结的流出物。
[0036] 此外，方法可以还包括将絮凝剂添加到压载流出物。此外，方法可以还包括将无压 载物的固体的一部分添加到废水源、固定膜流出物、以及凝结流出物中的至少一种。此外， 方法可以还包括将压载固体的一部分添加到废水源、固定膜流出物、以及凝结的流出物中 的至少一种。此外，方法可以还包括将无压载物的固体的一部分添加到废水源和凝结的流 出物中的至少一种。此外，方法可以还包括将压载固体的一部分添加到废水源和凝结的流 出物中的至少一种。
[0037] 废水处理系统和方法比如上文公开的那些可以通过直接在澄清器之内建造反应 槽来完成。这种澄清单元可以被建造成新的废水处理系统的一部分或可以被建造成改装的 一部分。此类构造可以向包括定位反应槽并且使反应槽和澄清器之间的管道（pipe run) 长度最小化的公开的废水系统和方法解决了潜在的障碍。槽可以由软钢、混凝土、不锈钢、 玻璃纤维、或类似的建造。直接在澄清器之内建造反应槽将使与安装公开的系统相关的占 地面积和资本成本最小化，特别是在其中现有的澄清器将需要修改以使其在压载絮凝系统 中工作得更好的情况下。这些现有的澄清器对沉降压载絮凝物的任务通常是过大的，并且 因此额外的空间可以被用来通过将反应槽安装在澄清器之内以包含反应槽。这有效地减少 过大的澄清器的水力停留时间，使水处理系统安装需要的占地面积最小化，并且提供使用 共同的壁结构以进一步减少资本成本的机会。被设计用于压载澄清的澄清器通常不包括浮 垢收集系统，因此将没有反应槽被此类系统的干扰。
[0038] 系统的实施方案的示意图在图2中被示出。系统200包括澄清器205。被整合到 澄清器205的可以是促凝槽210、压载物进料槽215、以及絮凝槽220。促凝剂源235可以被 流体地连接到促凝槽210。压载物源240可以被流体地连接到压载物进料槽215。压载物 可以包括磁性材料。例如压载物可以包括磁铁矿。磁铁矿可以呈现粉末状形式。压载物源 240可以被引入到压载物进料槽215。例如，递送可以通过控制系统被自动完成或被人工完 成。压载物的递送可以是连续的或其可以是间歇的。同样地，关于促凝剂和絮凝剂的递送， 可以是自动的或人工的，并且是连续的或间歇的。任选地，絮凝剂源245可以被流体地连接 到任选的絮凝槽220。絮凝剂可以包括例如聚合物。虽然本实施方案使全部三个槽被包含 到澄清器内，其他组合是可以的。例如，促凝剂槽210可以位于澄清器205之外，并且絮凝 剂槽220是任选的。
[0039] 类似于图1，流出物230可以进入促凝槽210,所述促凝槽210可以提供凝结的流 出物流250。流250可以进入压载物混合槽215,所述压载物混合槽215可以提供压载流 出物流255。流255可以进入絮凝槽220,所述絮凝槽220可以提供絮凝流出物流260。然 后，流260可以进入澄清器205的澄清部分。处理过的流出物流265可以离开澄清器205。 同时，分离的压载固体流270可以在与处理过的流出物流265的出口不同的出口处离开澄 清205。压载固体的一部分可以被转移到可以进料压载物进料槽215的返回的压载固体流 275。压载固体流270的至少一部分可以被导向压载物回收系统280。压载物回收系统280 可以产生可以被导向压载物进料槽215的回收的压载物流290。压载物回收系统280可以 产生无压载物的固体流285、或被导向用于进一步加工或被返回到废物处理系统的一部分 的固体废物流。
[0040] 在本公开内容的某些实施方案中，可以提供改装废水处理系统的方法。废水处理 系统可以包含固定膜生物反应器和澄清器，所述澄清器位于固定膜生物反应器的下游。澄 清器可以包含固体出口。方法可以包括在澄清器中安装促凝槽。方法可以还包括在澄清器 中安装压载物进料槽，所述压载物进料槽被连接到促凝剂槽的下游。方法可以还包括将澄 清器的固体出口连接到压载物进料槽。方法可以还包括将压载物回收系统安装在澄清器的 固体出口的下游和压载物进料槽的上游。方法可以还包括将絮凝槽安装在次级澄清器中， 所述次级澄清器被连接到压载物进料槽的下游。
[0041] 根据下文的实施例，将更充分地理解本文公开的系统和技术的这些和其他实施方 案的功能和优点。以下实施例被意图阐释所公开的处理方法的益处但不例示其全部范围。 实施例
[0042] 实施例1
[0043] 来自废水源的废水流在经过粗筛选、除去粗砂石、以及细筛选之后被递送到三个 串联的固定膜移动床生物反应器（MBBR)槽。被筛选的水以2. 1加仑每分钟（GPM)的平均 流速被泵送到MBBR槽。然后，流穿过6英尺直径X7英尺深的次级澄清器。在穿过次级澄 清器之前从流出物中采取样品。样品被放置在具有IOppmv到60ppmv的促凝剂剂量的升烧 杯（litre beaker)内，用氯化铁作为促凝剂。磁铁矿以10g/L被添加到每个烧杯中。样品 被混合持续三分钟到六分钟，然后使其沉降。所有样品在15秒到30秒内迅速沉降，且沉降 结果在从0. 2mg/L到2. 9mg/L的流出物总悬浮固体的范围中。烧杯中的所有流出物在每个 剂量的促凝剂时均出现澄清。
[0044] 这些结果可以与固定膜MBBR系统相比，所述固定膜MBBR系统之后是其中约 90ppmv的氯化铁被使用的次级澄清器，这导致澄清器的具有25mg/L到35mg/L的总悬浮固 体的流出物。
[0045] 这些结果示出使用固定膜MBBR工艺结合磁性压载物系统增强处理过的水的质 量，减少总悬浮固体。这样的工艺还需要在工艺中使用更少的促凝剂。这样的系统提供增 强的水处理并且在使用比常规系统更少的促凝剂方面提供了成本节约。
[0046] 实施例2
[0047] 废水通过包含滴滤池和次级澄清器的处理系统被处理。进入滴滤池的废水的流速 是约600GPM到约700GPM。促凝剂（明矾）以在从约IOOppmv到约300ppmv的范围中的浓 度被添加到滴滤池的流出物。来自滴滤池的50 GPM的流出物被转移到包含其中磁铁矿被 添加到滴滤池流出物的压载絮凝系统的工艺。
[0048] 对于包含其流出物在压载絮凝系统或次级澄清器中被处理的滴滤池的系统，关于 生物需氧量（BOD)的数据被测量。在两周的时期期间采取样品。这样的数据被示出在表1 中。
[0049]表 1

【权利要求】
1. 一种用于处理废水的系统，所述系统包含： 固定膜反应器，所述固定膜反应器被流体地连接到废水源并且被配置成提供固定膜流 出物； 压载物源，所述压载物源被流体地连接到所述固定膜流出物并且被配置成提供压载流 出物；以及 澄清器，所述澄清器被流体地连接到所述压载流出物，所述澄清器包含处理过的流出 物出口和压载固体出口并且被配置成从压载固体中分离出处理过的流出物。
2. 如权利要求1所述的系统，还包含絮凝剂源，所述絮凝剂源被流体地连接到所述压 载流出物。
3. 如权利要求1所述的系统，还包含促凝剂源，所述促凝剂源被流体地连接到所述固 定膜流出物并且被配置成提供凝结的流出物。
4. 如权利要求1所述的系统，其中所述固定膜反应器包含移动床生物反应器、滴滤池、 以及旋转式生物学接触器中的至少一种。
5. 如权利要求1所述的系统，其中所述固定膜流出物包含约50mg/l到约300mg/l的生 物学固体。
6. 如权利要求1所述的系统，其中所述压载物包括磁铁矿。
7. 如权利要求1所述的系统，其中所述系统被配置成处理约200加仑每天每平方英尺 所述澄清器的表面积到约6, 000加仑每天每平方英尺所述澄清器的表面积之间。
8. 如权利要求3所述的系统，其中所述澄清器的所述压载固体出口被流体地连接到所 述凝结的流出物和所述固定膜反应器。
9. 如权利要求8所述的系统，还包含压载物回收系统，所述压载物回收系统位于所述 澄清器的所述压载固体出口的下游和所述压载物源与所述固定膜反应器中的至少一种的 上游。
10. -种用于处理废水的方法，所述方法包括： 将废水源引入到固定膜反应器以提供固定膜流出物； 添加压载物以提供压载流出物； 在澄清器中将所述压载流出物分离成处理过的流出物和压载固体； 将所述压载固体分离成回收的压载物和无压载物的固体；以及 将所述回收的压载物添加到凝结的流出物。
11. 如权利要求10所述的方法，还包括将絮凝剂添加到所述压载流出物。
12. 如权利要求10所述的方法，还包括将促凝剂添加到所述固定膜流出物以提供凝结 的流出物。
13. 如权利要求12所述的方法，还包括将所述无压载物的固体的一部分添加到所述废 水源、所述固定膜流出物、以及所述凝结的流出物中的至少一种。
14. 如权利要求12所述的方法，还包括将所述压载固体的一部分添加到所述废水源、 所述固定膜流出物、以及所述凝结的流出物中的至少一种。
15. 如权利要求10所述的方法，其中所述固定膜流出物包含约50mg/l到约300mg/l的 生物学固体。
16. 如权利要求10所述的方法，其中所述压载物包括磁铁矿。
17. 如权利要求10所述的方法，其中所述废水以约200加仑每天每平方英尺所述澄清 器的表面积到约6, 000加仑每天每平方英尺所述澄清器的表面积之间的速率被处理。
18. -种用于改装废水处理系统的方法，所述废水处理系统包含固定膜生物反应器 和澄清器，所述澄清器位于所述固定膜生物反应器的下游并且包含固体出口，所述方法包 括： 在所述澄清器中安装促凝槽； 在所述澄清器中安装压载物进料槽，所述压载物进料槽被连接到所述促凝剂槽的下 游；以及 将所述澄清器的所述固体出口连接到所述压载物进料槽。
19. 如权利要求18所述的方法，还包括将压载物回收系统安装在所述澄清器的所述固 体出口的下游和所述压载物进料槽的上游。
20. 如权利要求18所述的方法，还包括将絮凝槽安装在次级澄清器中，所述次级澄清 器被连接到所述压载物进料槽的下游。
【文档编号】C02F9/14GK104395246SQ201380030625
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2013年3月15日 优先权日:2012年6月11日
【发明者】托德·施温格, 蒂莫西·林德曼, 迈克尔·凯西·惠蒂尔, 史蒂夫·E·伍达德, 内森·安东尼奥, 安德鲁·G·比肖普, 罗伯特·巴克曼 申请人:伊沃夸水处理技术有限责任公司