用于产生微生物生物质的废水处理的制作方法_4

文档序号:8287204阅读:来源:国知局
/lb BOD/日,锰的BOD归一化剂量为约65mg/日/lb BOD/日至约220mg/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,钴的BOD归一化剂量为 约50mg/日/lb B0D/日至约500mg/日/lb B0D/日,镁的B0D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;铝的BOD归一化剂量为约60mg/日/lb BOD/日至约285mg/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,镁的BOD归一化剂 量为约lOOmg/日/lb B0D/日或更多,和锌的B0D归一化剂量为约115mg/日/lb B0D/日 至约275mg/日/lb B0D/日;或铝的B0D归一化剂量为约60mg/日/lbBOD/日至约285mg/ 日/lb BOD/日,镁的BOD归一化剂量为约lOOppm或更多,锰的BOD归一化剂量为约65mg/ 日/lb BOD/日至220mg/日/lb BOD/日,和锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/ 日至 275mg/ 日 /lb BOD/ 日。
[0157] 在一些实施方案中,调整铝和四种其它微量营养物的BOD归一化剂量,使得铝的 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,镁的BOD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,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 B0D/日至约500mg/日/lb B0D/日,镁的B0D归一化剂量为约lOOmg/日 /lb B0D/日或更多,和锌的B0D归一化剂量为约115mg/日/lb B0D/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,钴的BOD归一 化剂量为约50mg/日/lb BOD/日至约500mg/日/lb BOD/日,锰的BOD归一化剂量为约 65mg/日/lb B0D/日至约220mg/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;或铝的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300mg/日 /lb B0D/日,镁的B0D归一化剂量为约lOOmg/日/lb B0D/日ppm或更多,锰的如0归一 化剂量为约65mg/日/lb BOD/日至约220mg/日/lb BOD/日,和锌的BOD归一化剂量为约 115mg/日/lb B0D/日至约275mg/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,钴的B0D归一化剂量为约50mg/日/lb B0D/日至 约500mg/日/lb B0D/日,镁的B0D归一化剂量为约lOOmg/日/lb B0D/日ppm或更多,锰 的B0D归一化剂量为约65mg/日/lbBOD/日至约220mg/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。
[0158] 在一些实施方案中,调整错和五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/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,镁的BOD归一化剂量为约lOOmg/日/lb BOD/ 日或更多,锰的BOD归一化剂量为约65mg/日/lb BOD/日至约220mg/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。
[0159] 本领域技术人员很清楚,与前述类似,表B、C、D、E和F分别提供硼、钴、镁、锰和锌 浓度的调节,其可以根据本发明一些实施方式单独地进行或者与2、3、4、5或更多种微量营 养物组合地进行。
[0160] 在超过一种微量营养物的浓度进行调制的实施方式中,可以调制微量营养物的任 何组合。一种或多种微量营养物的浓度是否根据本发明进行调制取决于经确定存在于水性 废物流中的微量营养物的浓度。因此,为说明目的,如果在水性废物流中,确定铝的浓度为 0? Olppm,硼的浓度为0? 2ppm,钴的浓度为0? 2ppm,镁的浓度为1. Oppm,猛的浓度为0? 3ppm, 锌的浓度为〇. Olppm ;平均BOD为700mg/L,流速为2000000加仑/日,则这等于微量营养物 的 B0D 归一化剂量分别为:6mg A1/ 日 /lb B0D/ 日,130mg B/ 日 /lbBOD/ 日,130mg Co/ 日 /lb BOD/ 日,649mg Mg/ 日 /lb BOD/ 日,193mg Mn/ 日 /lb BOD/ 日,和 6mg Zn/ 日 /lb BOD/ 日。根据本发明,调制水性废物流中的铝的浓度,即添加铝以使得水性废物流中铝的BOD归 一化剂量为至少约60mg/日/lb B0D/日,和不超过约285mg/日/lb B0D/日,和水性废物 流中锌的BOD归一化剂量会调制为达成至少约115mg/日/lb BOD/日,和不超过约275mg/ 日/lb BOD/日。不会调制硼、钴、镁和锰的浓度。
[0161] 当水性废水流中任何上述微量营养物的浓度确定为低于所指定的浓度范围时,调 制所述浓度,即以下述方式添加额外量的微量营养物,从而使得达到在指定的范围内的浓 度。
[0162] 应进一步指出,依照本文,可增加一些微量营养物的浓度同时减少其它的浓度。
[0163] -种或多种微量营养物的浓度是否依照本文进行调制取决于确定存在于水性废 物流中的微量营养物的浓度。因此,为了说明的目的,若在水性废物流中确定了铝的浓度为 0? Olppm,硼的浓度为0? 2ppm,钴的浓度为0? 2ppm,镁的浓度为0? 5ppm,猛的浓度为lOppm, 锌的浓度为〇? Olppm ;平均BOD为700mg/L ;和流速为2, 000, 000加仑/日,则这等于6mg A1/ 日 /lbBOD/ 日,130mg B/ 日 /lb BOD/ 日,130mg Co/ 日 /lb BOD/ 日,324mg Mg/ 日 /lb BOD/日,6,492mg Mn/日/lb BOD/日,和6mg Zn/日/lb BOD/日。依照本文,减少锰的浓 度,例如经由施用离子交换或沉淀方法,至约65mg/日/lbBOD/日至约220mg/日/lb BOD/ 日的BOD归一化剂量,调制水性废物流中的铝的浓度,即添加铝以使得水性废物流中铝的 B0D归一化剂量达到至少约60mg/日/lb B0D/日,和不超过约285mg/日/lb B0D/日,和水 性废物流中锌的浓度会调制为达到至少约115mg/日/lb B0D/日,和不超过约275mg/日/ lbBOD/日的B0D归一化剂量。不会调制硼、钴和镁的浓度。当确定水性废物流中任何上述 微量营养物的浓度低于指出的浓度范围时,调制所述浓度,即以下述方式添加额外量的微 量营养物,从而使得达到在指定的范围内的浓度。若微量营养物去除的方法导致微量营养 物的浓度低于此种微量营养物的所需浓度,可将额外量的微量营养物供应至所述水性废水 流。在一些实施方案中,对一部分流入废水流进行微量营养物去除,经由例如离子交换,从 而使得可无需在其去除之后添加所述微量营养物以达到目标浓度。例如,若在入流废水中 有33%过剩的某微量营养物,需要对33%的废水流进行去除工艺,其效率接近100%。在从 33%废水流去除所述微量营养物之后,可将其它三分之二的废水流与所述三分之一经处理 的废水流混合在一起(由此取得100%的起初废水流),并达到等于靶的100%的微量营养物 浓度。
[0164] 应进一步指出,依照本文,镁(Mg)的浓度为至少100mg/日/lb B0D/日。对于Mg浓 度的上限相对宽松,并理论上可视需要选择,例如,镁的B0D归一化剂量可为200mg/日/lb BOD/ 日,或 500mg/ 日 /lb BOD/ 日 ppm,或 lOOOrng/ 日 /lb BOD/ 日,或 3000mg/ 日 /lb BOD/ 日。在一些实施方案中,确定镁的浓度,并若废水流中镁的BOD归一化剂量少于约100mg/ 日/lb BOD/日时,调制所述浓度。
[0165] 在一些实施方案中,铝以铝盐如硫酸铝(A12S04)的形式添加,其中铝以3+价态存 在。然而亦可使用其它盐,其中铝为+2或+1价态。此外,上述盐可为水合的。
[0166] 在一些实施方案中,硼以硼酸(H3B03)或其它硼盐的形式添加,其中硼优选以3+价 态存在。亦可使用其它含有2+或1+价态的硼的硼盐。此外,上述盐可为水合的。
[0167] 在一些实施方案中,钴以钴盐如硫酸钴(C〇S04)或其它钴盐形式添加,其中钴优选 以2+价态存在。然而,亦可使用其它含有5+,4+,3+,1+,或1_价态的钴的盐。此外,上述盐 可为水合的。
[0168] 在一些实施方案中,镁以盐如硫酸镁(MgS04)或其它镁盐的形式添加,其中镁以2+ 价态存在。然而,亦可使用镁为1+价态的其它氧化物形式。此外,上述盐可为水合的。
[0169] 在一些实施方案中,锰以锰盐如硫酸锰(MnS04)的或其它锰盐形式添加,其中锰以 2+价态存在。然而,亦可使用猛以7+,6+,5+,4+,3+,1+,1_,2_,或3_价态存在的其它盐。此 夕卜,上述盐可为水合的。
[0170] 在一些实施方案中,锌以锌盐如硫酸锌(ZnS04)的形式添加,其中锌以2+价态存 在。亦可适用在不带电荷的价态的锌金属。此外,上述盐可为水合的。
[0171] 依照本文,微量营养物可以以液体形式和/或固体形式例如作为粉末添加,或以 任何其它适合的形式添加。
[0172] 在一些实施方案中,还确定和调制了常量营养物磷和氮的浓度。相应地,本公开进 一步提供了生长微生物生物质的方法,其包括:
[0173] (a)提供水性废水流;
[0174] (b)确定水性废水流中多种微量营养物的浓度,所述微量营养物包括铝、硼、钙、 钴、镁、锰和锌,和确定水性废水流中常量营养物氮和磷的浓度;
[0175] (c)确定一种或多种微量营养物的生物需氧量(BOD)归一化剂量;
[0176] (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(i)铝的BOD归一化剂量为约 60mg/日/lb BOD/日至约285mg/日/lb BOD/日;(ii)硼的BOD归一化剂量为约115mg/ 日/lb BOD/日至约300mg/日/lb BOD/日;(iii)钴的BOD归一化剂量为约50mg/日/ lb B0D/日至约500mg/日/lb B0D/日;(iv)镁的B0D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 BOD/日至约220mg/日/lb BOD/日; 和(vi)锌的BOD归一化剂量为约115mg/日/lb BOD/日至约275mg/日/lb BOD/日;和
[0177] 调制微量营养物调制的水性废水流中至少一种常量营养物的浓度以提供微量营 养物调制和常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和常量营养物调 制的水性废水流具有(vii)BOD:氮比为至少约100mg/升B0D:6-20mg/升氮;和(viii)BOD: 磷比为至少约l〇〇mg/升B0D:0. 5_2mg/升磷;和
[0178] (e)使用微量营养物调制和常量营养物调制的水性废水流生长微生物生物质。
[0179] 确定常量营养物的浓度的方法在本领域一般是已知的,且可有差异。此类方法一 般包括如离子选择性探针,色度测定法,和分光光度方法的技术。
[0180] 依照本文可使用的确定水中氮的浓度的示例性具体方法详细为:
[0181] 分光光度方法,其包括通过过硫酸消化或三氯化钛还原的总氮测定,通过过氧化 物消化的kjeldahl氮测定,和通过水杨酸和Nessler方法的氨测定。亦可施用氨和硝酸盐 探针。
[0182] kjeldahl方法的其它应用也是相关的,如描述于:
[0183] 1.Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater2012. E. W. Rice,R. B. Baird,A. D. Eaton,和 L S. Clesceri。
[0184] 2. Metcalf and Eddy Inc. 199L Wastewater Engineering:Treatment,Disposal, 和 Reuse. Tchobanoglous,G. and Burton F. (eds). Irwin McGraw-Hill:New York ; Montreal〇
[0185] 氮的离子形式可通过离子层析来测量。
[0186] 可用的确定磷浓度的具体方法详述于:
[0187] 1.分光光度方法,其包括通过酸水解和反应性正磷酸的总磷测定。
[0188] 2.磷的离子形式可通过离子层析或离子选择性探针来测量。
[0189] 依照本文可用的确定BOD的具体方法描述于Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,其通过全文提述并入本文(Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,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)〇使用 压力传感器设备如以商标OxiTop ?市售的那些亦可适用。
[0190] 一旦确定了水性废水流中这些常量营养物的每一种的浓度,可调制这些常量营养 物在水性废水流中的浓度,视需要,至依照本文为下述的浓度:(i)以下述方式调整氮的浓 度,使得达到至少l〇〇mg/升B0D:6-20mg/升氮的B0D:氮比;和(ii)达到至少100mg/升 B0D: 0? 5-2. Omg/ 升磷的 B0D:磷比。
[0191] 就清楚的目的而言,对于术语"至少",如用于本文中与B0D:氮和B0D:磷的比例 相关时,意指在这些实施方案内涵盖的比例对于B0D:氮和B0D:磷比分别超过100mg/升 B0D:6-20mg/升氮,和 100mg/升 B0D:0. 5-2. 0 磷。因此,例如 130mg/升 B0D:6-20mg/升氮, 和130mg/升B0D:0. 5-2. 0磷的比例涵盖于本文。
[0192] 在本发明的具体实施方案中,调制水性生长底物中的浓度以实现以下:(i)以下 述方式调整氮的浓度,使得达到约l〇〇mg/升B0D:10mg/升氮的B0D:氮比;和(ii)达到约 100mg/ 升 BOD: lmg/ 升磷的 B0D:磷比。
[0193] 依照本文,氮的浓度和磷的浓度可以与至少一种微量营养物的浓度一同调制,并 进一步包括将氮和磷与所述微量营养物以表A-F中列出的任何组合进行调制。
[0194] 当水性废物流中任何上述的常量营养物的浓度确定为低于指定的浓度范围时,调 制其浓度,即以下述方式添加额外量的常量营养物,使得B0D:常量营养物比例减少至达到 指定的范围内的值。
[0195] 当水性废物流中任何上述的微量营养物和常量营养物的浓度确定为低于指定的 浓度范围时,分别调制其浓度和B0D:常量营养物比例,即以下述方式添加额外量的微量营 养物和常量营养物,使得浓度和B0D:常量营养物比例分别减少至达到指定的范围内。
[0196] 氮可以以还原的氮的形式添加,其包括氨或基于氨的化合物,尿素,粪便 (manures)的形式或其它还原性可溶氮的形式。
[0197] 磷可以以分子磷的形式添加,然而在一些实施方案中,磷以磷酸的形式添加。
[0198] 在依照本文待处理的废水流在容纳槽(holding tank),反应器或有氧池中收集之 前或之后,可将微量营养物和常量营养物与所述废水流直接相接触,或在将再循环的细菌 物质送回容纳罐,反应器或有氧池之前,可将所述微量营养物和常量营养物与此种物质相 接触,或可将所述微量营养物和常量营养物添加至沉降槽(settling tank)或澄清器,或其 任意组合。在一些实施方案中,将微量营养物和常量营养物与再循环的微生物生物质(亦 称作"返回的活性淤泥"或"RAS")一同添加入未经处理的废水,然后将废水、再循环的微生 物生物质,和微量营养物,和任选的常量营养物引入有氧池。
[0199] 当水性废水流中任何上述的微量营养物的浓度确定为超过指定的浓度范围时,和 /或当BOD:常量营养物比例确定为低于本文中指定的比例时,可从水性废物流去除此种微 量营养物或常量营养物。此种去除可例如通过确定工业生产工艺中微量营养物和常量营养 物的来源,并调整用于该生产工艺中的微量营养物和常量营养物的量,通过改变用于生产 厂中使用的化学品如去污剂、清洁剂或脱脂剂来实现。此
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