[发明专利]用于在真空压力下使用生化工艺处理流体的方法和系统

说明书

描述了用于处理包括颗粒部分和可溶部分的流体的方法和系统，例如包括生物固体的废水流体。该处理包括对生物工艺中流体的颗粒部分中的固体进行生化转化，同时使流体经受真空压力，并蒸发掉流体的至少一部分可溶部分，从而使流体的剩余部分增稠。例如，颗粒部分的停留时间可以控制为比可溶部分的停留时间长至少25％。例如，颗粒部分的固体含量可以控制在4％至99％的范围内。

技术领域

本公开总体上涉及通过在真空下使用生化工艺处理流体，并且更具体地涉及在真空下用微生物处理具有生物固体的废水流以产生改进的废物流。

背景技术

真空蒸发器是一种既存技术，其工作原理是加快从受污染的混合物中蒸发水所需的时间并优化所需的能量。图1所示的系统说明了真空蒸发器的基本组件(即配备热源的蒸发室、用作真空源的真空泵和用于收集馏出物的冷凝器)。真空蒸发器还具有入口(受污染的混合物从该入口引入蒸发室)和出口，浓缩物处理后从该出口提取。

为了提高能量效率，真空蒸发器可以集成用于传热和回收的辅助单元，例如图2中示意性表示的那个。

在图2所示的示例中，蒸发和冷凝步骤在同一处理室中进行，因此在相同的操作条件(压力、pH等)下进行。因此，蒸发和冷凝主要受温度变化的控制。因此，需要集成在处理室中的初级加热/冷却回路。二次冷却回路也可以存在于真空蒸发器中，以从冷凝物中回收热量。该步骤对于优化工艺经济学特别重要，因为它允许回收蒸发潜热，对于水来说这是相当大的(2257kJ/kg)，如表1所示。

表1-各种分子的汽化(或蒸发)潜热

	汽化潜热(kJ/kg)	沸点(℃)
氧气	214	-183
汞	286	357
乙醇	857	79
水	2,257	100

真空蒸发器可以通过多种方式进行配置，取决于工艺目标以及CAPEX和OPEX之间的权衡。例如，在工艺中包括，则可以在热回收机制中获得更高OPEX效率的配置，如图3所示。商购真空蒸发器的替代实施方案由多级(或多效)系统表示，例如图4中示意性说明的那个。