操作采用活性污泥法的废水处理设备的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及污水处理的领域，并且更具体地涉及回收活性污泥。
【背景技术】
[0002] 多数废水处理设备（wastewater treatment plant, WWTF0利用经设计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体（mixed liquor suspended solid,MLS巧浓度下操作的活性污泥法（activated sludge process, ASP,主要由息浮生长 生物处理反应器及二级澄清器组成）。MLSS为降解污染物时生长于废水中的污染物上的息 浮生物质量。然而，认为在实质上较高MLSS浓度（诸如大致在5, 000毫克/公升至6, 000 毫克/公升或高于6, 000毫克/公升范围内）下操作ASP处理变得成本过高。另一方面，虽 然藉由微过滤膜或超过滤膜来完成固液分离的较新膜生物反应器（membrane bioreactor， MBR)方法可成本有效地处理较高MLSS浓度，但亦应理解在大致5, 000毫克/公升至6, 000 毫克/公升及低于6, 000毫克/公升范围内实施MBR方法变得成本过高。
[0003] 曝气并非在较高MLSS含量下操作ASP的限制因素，因为在大于10, 000毫克/公 升的MLSS浓度下机械或微气泡扩散曝气仍为具成本效益的。然而，确实抑制在该些较高 MLSS浓度含量下使用ASP的因素为随着MLSS浓度接近及超过5, 000毫克/公升而非线性 增加的二级澄清器的资金成本。
[0004] 因而，认为提供W具成本效益的方式来增加使用ASP方法的现有WWTP的操作容量 的系统及方法为适用的。
【发明内容】
[0005] 描述采用活性污泥法的废水处理设备及操作所述设备的方法。将废水流入物 提供至将可溶及颗粒状有机物质转化成生物质量及/或并入至MLSS中的活性污泥生物 反应器。处理之后将MLSS自生物反应器传递至进行MLSS分离操作的流体动力分离器 Oiy化odynamic S巧arator，皿巧系统。皿S分离操作产生低MLSS浓度流及高MLSS浓度 流。低MLSS浓度流经由第一输出端自流体动力分离器系统传递至澄清器，且高MLSS浓度 流经由第二输出端传递回生物反应器。澄清器进行最终MLSS分离操作且随后排出经处理 流出物。可周期性废弃少量增稠MLSS W控制系统中的固体存量。
【附图说明】
[0006] 图1为描绘各种生物反应器及澄清成本曲线的曲线图；
[0007] 图2描绘用于仿真水流处理的模型化废水处理设备；
[0008] 图3为列举图2的模拟废水处理设备的操作结果的图表；
[000引图4为建构混合液息浮固体（MLS巧浓度值增加的废水处理设备的成本的图表；
[0010] 图5为展示MLSS含量增加所需的澄清器表面积的图表；
[0011] 图6描绘现有废水处理设备的配置；
[0012] 图7描绘根据本申请案的一个方面的为了增加容量而扩充的图6的废水处理设备 的配置；
[0013] 图8描绘扩充图6的废水处理设备的方式的配置，其中设备能够处理浓度升高的 废水；
[0014] 图9A至图9F描绘可结合本申请案的概念使用的多阶段流体动力分离器化D巧系 统的替代性配置；
[0015] 图10描绘推动型水处理系统，其中将粟说明为在皿S系统之前使用；
[0016] 图11描绘牵拉型水处理系统，其中两个独立粟供应至皿S系统的输出端W使水移 动穿过水处理过程；
[0017] 图12展示皿S系统的一部分，其中颗粒的絮凝物在皿S系统的输出分裂口处积 聚；
[0018] 图13至图15说明皿S系统的替代性信道设计；
[0019] 图16A至图1抓说明呈模块形式及经适配成较大单元的皿S配置；W及
[0020] 图17提供一个皿S信道系统的弯曲信道部分W便描述皿S操作的相互漂浮概念。
【具体实施方式】
[0021] 活性污泥法（AS巧为已知的在生物反应器中使用曝气及混合液息浮固体（MLSS) 处理废水的程序。MLSS由主要由细菌及原虫构成的生物絮凝物（"生物质量"）组成，且在 降解的各个阶段中缠住颗粒状有机物质。此MLSS为用W命名所述方法的"活性污泥"。先 前曾妨碍在较高MLSS浓度下使用ASP的因素为澄清的成本，已发现在MLSS浓度升高超过 典型的ASP操作MLSS设置点后澄清的成本非线性增加。实际上，习知的ASP设施经设计W 适应此限制。在本申请案的实施例中，掲露藉由在ASP的生物反应器与澄清器之间使用流 体动力分离器（皿巧系统来降低总生物反应器及/或澄清要求（及后续资金成本）的系统 及方法。
[0022] 在下文所描述的某些实施例中，使用皿S系统W改装现有处理设备进而增加处理 容量（增加流入废水的流量及/或浓度），其中维持现有生物反应器/澄清器配置。在其他 实施例中，皿S系统包含在新颖处理设备中W允许使用比另外所需生物反应器更小的生物 反应器及/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] 图1的曲线图100包含生物反应器曲线102及澄清成本曲线104 W及澄清成本曲 线106,其中该些曲线是基于成本（沿垂直轴线自底部至顶部增加）108及MLSS浓度（沿 水平轴线自左侧至右侧增加）110来定义。第一澄清曲线104代表现有澄清技术的成本而 第二澄清曲线106描绘藉由采用本申请案的概念可获得的澄清成本。总成本曲线112代表 使用习知ASP的水处理设备的总成本且在澄清器与生物反应器尺寸之间达成平衡。应指出 曲线图100的某些内容（亦即与现有技术（且尤其使用已知ASP方法的WWT巧相关的成本 曲线）来源于马萨诸塞州剑桥市（Cambridge, Massachusetts)的CDM史密斯（Smith)的 艾尔平金斯（A1 Pincince)博±的工作（平金斯A. B.，布雷利B. G.，桑格利K. H.及瑞尔登 R. D.，"最小化活性污泥系统的成本"，水环境研究，第69卷，第3号（1997)第326-330页 (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] 为了用固定量的活性污泥（亦即生物质量存量）处理流入废水，有可能将ASP设 计成在各种MLSS浓度下操作。在较高MLSS浓度下，生物反应器可较小且因此降低生物反 应器建构的成本。然而，随着MLSS浓度增加（因为恒定生物质量存量在较小的生物反应器 体积中），所要求的澄清器的尺寸迅速增大，因而迅速增加澄清器的资金成本。
[0025] 如图1中所展示，在使用现有技术的废水处理设备（WWT巧中，最低成本在两个曲 线（生物反应器的成本及澄清的成本）的总和达至最小114处，且出于成本观点，彼点处的 MLSS浓度为最佳的。因而使用曲线图100可理解需要使得澄清成本曲线能够不如MLSS浓 度增大般迅速升高。将该类曲线展示为皿S实现的澄清成本曲线106。随着降低的澄清成 本曲线106,新的最佳成本点116向下移动（亦即降低成本）且移动至最小点114的右