[发明专利]生物槽/氧气补充系统

说明书

发明背景

[段1]本发明总体上涉及受污液体，例如废水的处理。更具体地 说，本发明涉及通过利用气体补充系统从液体中除去污染物的方法， 该气体补充系统控制该液体中溶解氧的水平。该氧包含能够将溶解固 体转化成二氧化碳和悬浮固体的物种，该二氧化碳和悬浮固体与溶解 固体相比更容易与该液体分离。如果需要，本发明还预处理该废水， 以除去大颗粒、脂肪、油脂和物理乳化油。还使用膜分离例如纳米过 滤或反渗透除去不能生物降解的有机材料和无机离子。

[段2]工业废水包含各种污染物。这样的污染物作为大颗粒(大 于一微米)、电荷稳定的胶体颗粒(油水乳液等)和溶解物种例如糖、 蛋白质或无机离子存在。调节要求废水排泄到公共处理工厂(POTW) 之前除去大多数或所有这样的污染物。

[段3]综合处理方法已经设计用来除去各种物理和化学物种。在 一种情况下，使用膜和分离方法。微过滤用来除去大颗粒，而超过滤 用来除去胶体和蛋白质，反渗透用来除去离子和小物种。但是，后续 的清洁是昂贵的并且通常是效率低的，因为该膜被存在于水中的各种 物种弄脏。从水中除去大颗粒的另一种方法是用无机物种，例如三价 铁离子、亚铁离子或铝离子凝结，以中和颗粒电荷。后续沉降可以在 澄清器中完成。但是，这种过程是缓慢的并因此要求大槽。

[段4]在较大颗粒的除去之后，必须除去胶体材料和微分子。生 物降解是除去此类材料的尤其流行的方式。在厌氧或需氧槽中生长的 许多活性微生物能够使这些可生物降解材料新陈代谢。厌氧降解通常 是有效的，但是，它可以花费数月乃至数年来破坏可生物降解的有机 污染物。需氧降解实际上更快并且可以用来在低得多的有机负荷量下 处理废水。低的有机负荷量具有不大于大约2,000百万分之一(ppm) 的化学需氧量(COD)和生物需氧量(BOD)。

[段5]生物需氧工业废水处理应该使用具有高或变负荷的有机材 料。低有机负荷量可能扰乱生物需氧废水处理过程。令人遗憾地，大 多数工业废水富含营养素并且组成持续改变。

[段6]因此，仍需要提供工业废水处理系统，该工业废水处理系 统包括需氧生物降解，同时随着时间适应该工业废水中营养素的量。 本发明满足这些需要并且提供其它相关的优点。

发明内容

[段7]本发明公开了一种用于处理受污液体，例如废水的生物槽 补充系统。该废水包含能够将溶解固体转化成二氧化碳和悬浮固体的 生物种。二氧化碳和悬浮固体与溶解固体相比更容易与水分离。废水 预处理除去大颗粒、脂肪、油脂及其它物理乳化油。还使用膜分离， 例如纳米过滤或反渗透除去不可生物降解的有机材料和无机离子。

[段8]将纯化废水转移至生物反应槽用于进一步在其中去污。在 该生物反应槽内的生物种消耗该废水中的溶解氧以进行正常的需氧自 身功能。二氧化碳和悬浮固体是此种自身功能的天然副产物。必须补 充废水中的氧浓度以致该生物种可以继续转化和除去该废水内的溶解 固体。

[段9]布置在生物反应槽废水中的氧探针测量其中的实时氧浓 度。对实时氧浓度测量值起反应的控制器经由循环泵调节废水的氧气 补充速率。该循环泵将废水从槽转移到混合器。该控制器根据生物反 应槽中的氧浓度改变循环泵的速度。该控制器还支配进入混合器的氧 合气体的速率，废水旋涡中形成的抽空区的尺寸，混合器顶部空间的 尺寸和混合器内的压力。该控制器控制调节这些变量中每一个的器件 以优化在混合器中的氧气补充期间废水内可溶解氧的量。

[段10]混合器包括接收废水流的废水入口和向废水添加氧的气 体入口。废水入口可以包括水力旋风头入口，该水力旋风头入口通常 是圆形、多圆形或具有24:1、10:1、6:1、2.6:1或1:1的长宽比。废 水中最大可溶解氧浓度对于每种水力旋风头入口和相应的混合器压力 而不同。