用于产生微生物生物质的废水处理的制作方法_3

文档序号:8287204阅读:来源:国知局
Runhua Li, J. Anal. At. Spectrom. , 2008, 23, 871875
[0123] 3. Atomic Absorption Spectroscopy methods and others described in Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Part3000Metals. 22nd edition. , E. U. Rice et. al, editors. 2012. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, publishers. Washington, D. C. USA).
[0124] 4?分光光度方法如 Hach's methods8034periodate oxidation,8034, 8149PAN,a nd8149.
[0125] 依照本文可使用的确定锌浓度的示例性具体方法进一步详述于:
[0126] 1. Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry as described in EPA Method200. 7,"Determination of Metals and Trace Metals in Water and Wastes by Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry,〃http://www. epa. gov/waterscience/methods/method/files/200_7. pdf
[0127] 2.Laser-Induced Breakdown Spectroscopy as described by Zhijiang Chen,Hongkun Li,Fang Zhao and Runhua Li, J Anal. At. Spectrom. , 2008, 23, 871875
[0128] 3. Atomic Absorption Spectroscopy methods and others described in Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, Part3000Metals. 22nd edition. , E. U. Rice et. al, editors. 2012. American Public Health Association, American Water Works Association, Water Environment Federation, publishers. Washington, D. C. USA).
[0129] 4?分光光度方法如 Hach's method8009 (www. hach. com)
[0130] 用于确定水性废物流中BOD浓度的方法对于本领域一般是已知的,并可变 化。最常见的方法描述于 Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater2012. E. W. Rice, R. B. Baird, A. D. Eaton, and L. S. Clesceri.存在其它方法,包 括使用压力传感器设备如以商标OxiTop ?市售的那些。
[0131] 在确定了 B0D之后,确定了依照本发明的微量营养物的B0D归一化剂量。这可通 过下述实现:(a)测量水性废物流的流速;(b)计算水性废水流中存在的微量营养物的每单 位时间的剂量;(c)计算水性废水流中存在的B0D的每单位时间的剂量;和(d)计算水性废 水流中存在的微量营养物的B0D归一化剂量,即将水性废水流中微量营养物的每单位时间 的剂量除以B0D的每单位时间的剂量。
[0132] 可用的测量流速的方法可有差异,并包括轮桨(paddlewheel),祸轮(turbine), 旋转流量计(rotameter),弹簧和活塞装置,正排装置(positive displacement devices), 超声波计,和磁性流速计。在许多情况下,亦可使用Parshall槽以测量流动。在一些实施 方案中,将流量计置于管道或开放通道内,并用于测量流速。流速值由电子信号传送至可编 程的逻辑控制器,计算机,或控制单元,其定期重新计算微量营养物和常量营养物的添加速 率。例如,所述流量计可编程为每秒、分钟、或所需间隔流向接收装置传送新的流动值。然 后,所述接收单元可自动将流动值输入归一化常量营养物和微量营养物剂量的方程。然后, 控制这些常量营养物或微量营养物来源的泵自动加速或减缓以保持在所需的B0D归一化 剂量范围内。在流量计未或无法将关于流动速率的信号传送至接收装置时,流动的值必须 从计量计读取,并手动输入控制营养物泵速率的单元。
[0133] 相应地,本发明进一步提供了生长微生物物质的方法,其包括:
[0134] (a)提供水性废水流;
[0135] (b)确定水性废水流中微量营养物的浓度,所述微量营养物选自铝、硼、钴、镁、锰 和锌,及其任意组合;
[0136] (c)确定水性废水流的B0D浓度;
[0137] (d)确定水性废水流的流速;
[0138] (e)使用微量营养物的浓度,B0D浓度和流速计算水性废水流中微量营养物的B0D 归一化剂量,所述微量营养物选自铝、硼、镁、锰和锌,及其任意组合;
[0139] (f)以以下方式调制水性废水流中至少一种微量营养物的浓度,由此使得获得微 量营养物调制的水性废水流,其中(i)铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/lb B0D/日至约 285mg/日/lb B0D/日;(ii)硼的B0D归一化剂量为约115mg/日/lb B0D/日至约300mg/ 日/lb BOD/日;(iii)钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日;(iv)镁的BOD归一化剂量为至少约100mg/日/lb BOD/日;(v)锰的BOD归一化 剂量为约65mg/日/lb B0D/日至约220mg/日/lb B0D/日;和(vi)锌的B0D归一化剂量 为约115mg/日/lb B0D/日至约275mg/日/lb B0D/日;和
[0140] (g)使用微量营养物调制的水性废水流生长微生物生物质。
[0141] 因此,举例而言,可提供水性废水流,且废水流中的铝的浓度可测量为0. 02mg/L。 废水流中的BOD浓度可测量为400mg/L。水性废水流的流速可测量为2xl06加仑/日(等于 7. 58xl06l/日)。根据这些测量,水性废水流中铝剂量可计算为0. 02x7. 58xl06=151,600mg/ 日;BOD 剂量可计算为 7.58xl06x400mg/ 日=3.302xl09mg/ 日,等于 6,6851b/ 日 (lkg=2. 20461b);且废水流中的铝的NOD归一化剂量可计算为151,600/6, 685=22. 68mg/日 /lb BOD/日。依照本文,可以下述方式调节铝浓度,使得对于铝的BOD归一化剂量为例如 lOOmg/日/lb B0D/日。因此调制铝的浓度,即将铝的B0D归一化剂量增加77. 32mg/日/ lb B0D/日。在2xl06加仑1/日的流速和400mg/l的B0D,废水流中铝的浓度从0? 02mg/l 增加至 〇.〇87mg/l。
[0142] 应注意的是,依照确定微量营养物的浓度的某些实施方案,BOD的浓度和流速可以 以重复(iterative)的方式进行。因此本发明进一步包括涉及进行多次测量,例如每小时 1次,每小时2次或每小时3次的实施方案,以确定微量营养物的浓度,B0D的浓度和流速。 在其它实施方案中,以下述方式进行了多次测量,从而使得测量基本上连续进行,例如每秒 一次测量。
[0143] 此外,测量和计算可以以自动方式执行,例如,以使得收集测量数据并将其提供至 例如计算机工作站以供计算的方式进行。自动化在其中进行连续测量的实施方案中特别优 选。在前述实施方案中,在进行了测量之后,可调制微量营养物的浓度。此种调制可在评估 数据之后手动执行,或调制还可为自动化的,即对于微量营养物执行计算机控制的分配手 段。微量营养物的调制的频率可有差异。微量营养物浓度的调制的频率可以与测量的频率 相同,或可为不同,例如,调制(即调整微量营养物的浓度)可通过对从多种B0D和微量营 养物浓度和流速测量获得的多种B0D归一化剂量取平均值来进行。
[0144] 以前述方式,可调整由废水厂产生的废水流中的微量营养物浓度的波动,其可作 为时间的函数而变化,并将其以下述方式控制,从而使得废水流中微量营养物的浓度不在 本文中所述的范围外波动,并作为时间的函数保持或多或少恒定。依照前述,本发明进一步 包括用于生长微生物物质的方法,其包括:
[0145] (a)提供水性废水流;
[0146] (b)在第一时间间隔期间,在一个或多个不同时间点确定水性废水流中一种或多 种微量营养物的浓度,所述微量营养物选自铝、硼、钙、钴、镁、锰和锌;
[0147] (c)在第二时间间隔期间,在一个或多个不同时间点确定水性废水流中微量营养 物的生物需氧量(B0D)归一化剂量;
[0148] (d)调制水性废水流中至少一种微量营养物的浓度以提供微量营养物调制的水 性废水流,由此使得所述微量营养物调制的水性废水流,具有,并在第三时间间隔过程中保 持:⑴铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日;(ii) 硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lbBOD/日至约300mg/日/lb BOD/日;(iii)钴的BOD 归一化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日;(iv)镁的BOD归一化 剂量为至少约l〇〇mg/日/lb BOD/日;(v)锰的BOD归一化剂量为约65mg/日/lb BOD/日 至约220mg/日/lb BOD/日;和(vi)锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lbBOD/日至约 275mg/ 日 /lb B0D/ 日;和
[0149] (e)使用微量营养物调制的水性废水流生长微生物生物质。
[0150] 所述第一、第二和第三时间间隔每个可在持续时间上有所差异,且可例如为1小 时、2小时、6小时、12小时、1日、2日、5日、20日或30日。所述第一、第二和第三时间间隔 每个可在持续时间上不同或在持续时间上相同,且所述第一、第二和第三时间间隔可选择 为同时进行或其可选择为在不同时间进行。在优选实施方案中,所述第一、第二和第三时间 间隔在持续时间上相同,并选择为同时进行。此外,时间点和测量以确定微量营养物浓度和 微量营养物的BOD归一化剂量的数量可有差异,例如,在每个时间间隔可选择2、5、10、20或 100个时间点,且测量的频率可有差异,例如,l/hr、6/hr、l/min和1/s。微量营养物的浓度 和微量营养物的B0D归一化剂量的测量均可在相同时间点进行,或在不同时间点进行。调 制的频率可有差异,并可例如为l/hr,2/hr,1/min或1/s。
[0151] 依照本文,调制了至少一种微量营养物的浓度。因此,在一些实施方案中,仅铝的 浓度,或仅硼的浓度,或仅钴的浓度,或仅镁的浓度,或仅锰的浓度,或仅锌的浓度受调制。 在一些实施方案中,调制了至少两种微量营养物的浓度。在一些实施方案中,调制了三种、 四种、五种、六种或更多种微量营养物的浓度。
[0152] 下文表A-F显示依照本文可调制的微量营养物铝、硼、钴、镁、锰和锌的具体可能 组合和B0D归一化剂量。
[0153] 参照表A,对于铝,举例而言,在一些实施方案中,铝的B0D归一化剂量调整至约 60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日。
[0154] 在一些实施方案中,调整铝和一种其它微量营养物的B0D归一化剂量,使得铝的 B0D归一化剂量为约60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日;和硼的B0D归一化 剂量为约115mg/日/lb B0D/日至约300mg/日/lbBOD/日;铝的B0D归一化剂量为约60mg/ 日/lb BOD/日至约285mg/日/lbBOD/日;和钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/lb BOD/ 日至约500mg/日/lbBOD/日;铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/ 日/lbBOD/日,和镁的BOD归一化剂量为约100mg/日/lb BOD/日或更多;错的BOD归一化 剂量为约60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日;和锰的B0D归一化剂量为约 65mg/日/lb B0D/日至约220mg/日/lb B0D/日;或铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/ lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日;和锌的B0D归一化剂量为约115mg/日/lb B0D/日 至约 275mg/ 日/lb B0D/日。
[0155] 在一些实施方案中,调整错和两种其它微量营养物的B0D归一化剂量,使得错的 B0D归一化剂量为约60mg/日/lbB0D/日至约285mg/日/lbB0D/日;硼的B0D归一化 剂量为约115mg/日/lbB0D/日至约300mg/日/lbB0D/日;和钴的B0D归一化剂量为约 50mg/日/lbB0D/日至约500mg/日/lbB0D/日;或铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/ lbB0D/日至约285mg/日/lbB0D/日,硼的B0D归一化剂量为约115mg/日/lbB0D/日 至约300mg/日/lbB0D/日,和镁的B0D归一化剂量为100mg/日/lbB0D/日或更多;或铝 的B0D归一化剂量为约60mg/日/lbB0D/日至约285mg/日/lbB0D/日,硼的B0D归一化 剂量为约115mg/日/lbB0D/日至约300mg/日/lbB0D/日,和锰的B0D归一化剂量为约 65mg/日/lbB0D/日至220mg/日/lbB0D/日;或铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lbBOD/日,硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lbBOD/日至约 300mg/日/lbBOD/日,和锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lbBOD/日至约275mg/日 /lbBOD/日;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lbBOD/日至约285mg/日/lbBOD/ 日ppm,钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/lbBOD/日至约500mg/日/lbBOD/日,和镁的 BOD归一化剂量为约100mg/日/lbBOD/日或更多;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/ lbB0D/日至约285mg/日/lbB0D/日ppm,钴的B0D归一化剂量为约50mg/日/lbB0D/日 至约500mg/日/lbB0D/日,和锰的B0D归一化剂量为约65mg/日/lbB0D/日至约220mg/ 日/lbBOD/日;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lbBOD/日至约285mg/日/lbBOD/ 日,钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日,和锌的BOD 归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约275mg/日/lb BOD/日;或铝的BOD归一化剂 量为约60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日,镁的B0D归一化剂量为约lOOmg/ 日/lb BOD/日或更多,和锰的BOD归一化剂量为约65mg/日/lb BOD/日至约220mg/日/lb BOD/日;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/日,镁 的BOD归一化剂量为约lOOmg/日/lb BOD/日或更多,和锌的BOD归一化剂量为约115mg/ 日 /lb BOD/ 日至约 275g/ 日 /lb BOD/ 日。
[0156] 在一些实施方案中,调整铝和三种其它微量营养物的BOD归一化剂量,使得铝的 B0D归一化剂量为约60mg/日/lb B0D/日至约285mg/日/lb B0D/日,硼的B0D归一化剂 量为约115mg/日/lb B0D/日至约300mg/日/lb B0D/日,钴的B0D归一化剂量为约50mg/ 日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日,和镁的BOD归一化剂量为约lOOmg/日/lb BOD/ 日或更多;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/日, 硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约300mg/日/lb BOD/日,钴的BOD归一 化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日,和锰的BOD归一化剂量为约 65mg/日/lb B0D/日至220mg/日/lb B0D/日;或铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/日,硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约 300mg/日/lb BOD/日,钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日,和锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约275mg/日/lb BOD/日;或 铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/日,硼的BOD归一 化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约300mg/日/lb BOD/日,镁的BOD归一化剂量为约 lOOmg/日/lb B0D/日或更多,和锰的B0D归一化剂量为约65mg/日/lb B0D/日至约220mg/ 日/lb BOD/日;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/ 日,硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约300mg/日/lb BOD/日,镁的BOD 归一化剂量为约lOOmg/日/lb BOD/日或更多,和锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约275mg/日/lb BOD/日;或铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至 约285mg/日/lb BOD/日,硼的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约300mg/日
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