申请日2011.01.31
公开(公告)日2013.01.09
IPC分类号C02F3/00
摘要
用于处理废水的压载厌氧系统，其包括至少一个厌氧处理反应器。加重剂浸渍子系统，其被配置成混合加重剂和生物絮体来形成已加重的生物絮体以在至少一个厌氧处理反应器中产生已加重的厌氧污泥层。加重剂回收子系统，其被配置成从过量的污泥回收加重剂并且将该加重剂再引入到所述的加重剂浸渍子系统。
权利要求书
1.用于处理废水的压载厌氧系统，其包括：
至少一个厌氧处理反应器;
加重剂浸渍子系统，其被配置成混合加重剂和生物絮体来形成已加重的 生物絮体以在至少一个厌氧处理反应器中产生已加重的厌氧污泥层;和
加重剂回收子系统，其被配置成从过量的污泥回收加重剂并且将该加重 剂再引入到所述的加重剂浸渍子系统。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述已加重的厌氧污泥层被配置 成处理废水并提供已处理的流出物。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述加重剂浸渍子系统包括浸渍 罐和至少一个混合器。
4.如权利要求3所述的系统，其中，所述加重剂浸渍子系统包括用于 贮存初始加重剂并将初始加重剂分配到浸渍罐中的贮存子系统。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述加重剂浸渍子系统包括文氏 混合器/喷射器。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述加重剂回收子系统包括用于 将加重剂从所述生物絮体分离的分离器子系统。
7.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括剪切磨机。
8.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括离心分离 器。
9.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括超声分离 器。
10.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括剪切磨机 和湿式圆筒磁选分离器。
11.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括剪切磨机 和离心分离器。
12.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括超声分离 器和湿式圆筒磁选分离器。
13.如权利要求6所述的系统，其中，所述分离器子系统包括超声分离 器和离心分离器。
14.如权利要求7所述的系统，其中，所述剪切磨机包括转子和定子， 其中转子和/或定子包括具有可以最优化加重剂从已加重的生物絮体分离的 尺寸的缝。
15.如权利要求1所述的系统，其中，大部分加重剂的粒径小于约 100μm。
16.如权利要求1所述的系统，其中，大部分加重剂的粒径小于约40μm。
17.如权利要求1所述的系统，其中，大部分加重剂的粒径小于约20μm。
18.如权利要求1所述的系统，其中，所述加重剂包含磁铁矿。
19.如权利要求2所述的系统，其中，所述已加重的生物絮体通过减少 其中悬浮固体和相关污染物来提高已处理的流出物的质量。
20.如权利要求1所述的系统，其中，该系统进一步包括用于排放过量 的污泥以控制微生物群体的排放子系统。
21.如权利要求18所述的系统，其中，通过排放子系统减少被排放污 泥的量，从而增加厌氧处理反应器中的微生物固体的浓度来增加该系统的容 量。
22.用于处理废水的压载厌氧方法，该方法包括：
a)在至少一个厌氧处理反应器中接收流入的废水;
b)在至少一个厌氧处理反应器中形成生物絮体;
c)将加重剂浸渍到生物絮体中以形成已加重的生物絮体来生产已加重 的厌氧污泥层;和
d)从已加重的生物絮体中回收加重剂以将该加重剂再引入到步骤c)。
23.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括引废水流过 已加重的厌氧污泥层以提供已处理流出物的步骤。
24.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括从已加重的 生物絮体分离加重剂的步骤。
25.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括收集加重剂 并且将加重剂循环到步骤c)的步骤。
26.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括提供加重剂 的步骤，其中大部分的加重剂的粒径小于约100μm。
27.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括提供加重剂 的步骤，其中大部分的加重剂的粒径小于约40μm。
28.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括提供加重剂 的步骤，其中大部分的加重剂的粒径小于约20μm。
29.如权利要求22所述的方法，其中，该方法进一步包括通过减少其 中的悬浮固体和相关污染物来提高已处理的流出物的质量的步骤。
说明书 [支持框选翻译]
用于处理废水的压载厌氧系统和方法
相关申请
根据35U.S.C.§§119,120,363,365,和37C.F.R.§1.55和§1.78，本申请 特此要求2010年4月27日递交的序列号为12/799,582的美国专利申请的权 益和优先权，通过引证的方式将该美国专利申请的内容并入本PCT申请。
技术领域
本发明涉及用于处理废水的压载厌氧系统和方法。
背景技术
采用厌氧处理反应器(anaerobic treatment reactor)来处理废水的方法，所 述废水，诸如来自乙醇厂、酿酒厂、制药厂、食品处理厂、纸浆和纸设备等 等的废水。厌氧处理反应器通常被接种一定量的微生物，所述微生物吸收流 入的废水中的污染物以形成生物絮体(biological flocs)或颗粒(下文皆称生物 絮体)。废水通常被注入到厌氧处理反应器的底部，并且微生物在那里消耗 废物且形成生物絮体。在充足的启动期间之后，生物絮体在靠近厌氧处理反 应器的底部形成厌氧污泥层(anaerobic sludge blanket)。
在操作中，废水被注入到厌氧处理反应器的底部，向上流动并穿过厌氧 污泥层，使得废水与在那里消耗废物的微生物接触。然后，已处理的废水作 为清的流出物向上流过厌氧处理反应器的挡流坝(weir)。
传统的厌氧处理反应器系统，厌氧污泥层与流入的废水的比重(specific gravity)差别有限。因此，如果流入的废水的流速过高，有限的比重差别能导 致厌氧污泥层散开(diffuse)。这个结果可能会加大微生物从挡流坝的流失， 从而可能导致降低处理效率和系统容量。
发明内容
本发明描述了用于处理废水的压载厌氧系统，其包括至少一个厌氧处理 反应器。加重剂浸渍子系统(weighting agent impregnation subsystem)，其被配 置成混合加重剂(weighting agent)和生物絮体来形成已加重的生物絮体 (weighted biological flocs)以在至少一个厌氧处理反应器中产生已加重的厌 氧污泥层(weighted anaerobic sludge blanket)。加重剂回收子系统(weighting agent recovery subsystem)，其被配置成从过量的污泥回收加重剂并且将该加 重剂再引入到所述的加重剂浸渍子系统。
在一个实施方式中，已加重的厌氧污泥层可以被配置成处理废水并提供 已处理的流出物(treated effluent)。加重剂浸渍子系统可以包括浸渍罐 (impregnation tank)和至少一个混合器(mixer)。加重剂浸渍子系统可以包括用 于贮存初始加重剂并将初始加重剂分配到浸渍罐中的贮存子系统(storage subsystem)。加重剂浸渍子系统可以包括文氏混合器/喷射器(venturi mixer/eductor)。加重剂回收子系统可以包括用于将加重剂从生物絮体分离的 分离器子系统(separator subsystem)。所述分离器子系统可以包括剪切磨机 (shear mill)。所述分离器子系统可以包括离心分离器(centrifugal separator)。 所述分离器子系统可以包括超声分离器(ultrasonic separator)。所述分离器子 系统可以包括剪切磨机和湿式圆筒磁选分离器(wet drum magnetic separator)。所述分离器子系统可以包括剪切磨机和离心分离器。所述分离器 子系统可以包括超声分离器和湿式圆筒磁选分离器。所述分离器子系统可以 包括超声分离器和离心分离器。所述剪切磨机可以包括转子(rotor)和定子 (stator)，其中转子和/或定子包括具有可以最优化加重剂从已加重的生物絮体 分离的尺寸的缝(slots)。大部分加重剂的粒径可以小于约100μm。大部分加 重剂的粒径可以小于约40μm。大部分加重剂的粒径可以小于约20μm。所 述加重剂可以包含磁铁矿(magnetite)。该系统可以包括用于排放(wasting)过 量的污泥以控制微生物群体(population of microorganism)的排放子系统 (wasting subsystem)。该系统的容量可以通过排放子系统减少被排放污泥的量 从而增加厌氧处理反应器中的微生物固体的浓度来增加。所述已加重的生物絮体可以通过减少其中悬浮固体和相关污染物来提高已处理的流出物(treated effluent)的质量(quality)。
本发明还描述了用于处理废水的压载厌氧方法，该方法包括以下步骤： a)在至少一个生物反应器中接收流入的废水;b)在至少一个厌氧处理反应器 中形成生物絮体;c)将加重剂浸渍到生物絮体中以形成已加重的生物絮体来 生产已加重的厌氧污泥层;和d)从已加重的生物絮体中回收加重剂以将该加 重剂再引入到步骤c)。
在一个实施方案中，该方法可以包括引废水流过已加重的厌氧污泥层以 提供已处理流出物的步骤。该方法可以包括从已加重的生物絮体分离加重剂 的步骤。该方法可以包括收集加重剂并且将加重剂循环到步骤c)的步骤。该 方法可以另外包括提供加重剂的步骤，其中大部分的加重剂的粒径小于约 100μm。该方法可以另外包括提供加重剂的步骤，其中大部分的加重剂的粒 径小于约40μm。该方法可以另外包括提供加重剂的步骤，其中大部分的加 重剂的粒径小于约20μm。该方法可以进一步包括通过减少其中悬浮固体和 相关污染物来提高已处理的流出物的质量的步骤。
本发明，然而，在其他实施方式中，不需要达到所有这些目标，并且其 权利要求不应当被限制于可以实现这些目标的结构或方法。
