申请日2011.03.15
公开(公告)日2017.11.17
IPC分类号C02F9/14; C02F11/02; C02F11/04; C02F11/12; C02F11/14; C02F11/16
摘要
本发明涉及一种在活化污泥废水处理工艺中改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;输入的废水流含有至少50mg/L的固体和100mg/L的BOD;在该处理设施中，从输入的废水流中除去固体和BOD以提供最终的排出流体;该最终的排出流体中的固体少于废水流中固体的10%，并且其BOD少于废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的二次污泥。所述的方法能够改善污泥的去除并保持排放质量。
权利要求书 [支持框选翻译]
1.一种在活化污泥废水处理工艺中改善污泥的去除并保持排放质量的方法，所述方法包括：
将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;
所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体和100mg/L的BOD;
在所述处理设施中，除去所述输入的废水流中的固体和BOD，从而提供第一最终的排出流体;
所述第一最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;
由此使得被除去的污泥的磅数下降至少约25%，而所述最终的排出流体中的固体和BOD的量没有增加;
其中所述方法包括通过添加来自生物发酵装置的处理配料来处理所述废水流;并且
其中所述处理配料在施用点具有103-104cfu/ml的最低程度的接种。
2.权利要求1所述的方法，其中，被除去的污泥的磅数下降至少约50%，而所述最终的排出流体中的固体和BOD的量没有增加。
3.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的二次污泥。
4.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物发酵装置就地放置在废水处理设施所在的场所。
5.权利要求4所述的方法，其中，将养分、水和含微生物的接种体放到所述就地系统中。
6.权利要求5所述的方法，其中，所述接种体生长至浓度大约为108-109菌落形成单位/毫升(cfu/ml)。
7.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述生物发酵装置包括主池、入水口、处理配料出口、混合装置以及温度控制装置。
8.前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将至少部分包含微生物的处理配料直接应用至被污染的废水中，使得在生长步骤和应用步骤之间所述微生物不会被分离、浓缩或冻干。
9.前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述处理配料添加到厌氧消化装置中。
10.前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述处理配料添加到均衡池中。
11.前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述处理配料添加到初级澄清装置中。
12.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述输入的废水流含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体为小于约0.25磅的二次污泥。
13.前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述输入的废水流含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体为小于约0.25磅的二次污泥。
14.权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述输入的废水流含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体为小于约0.125磅的二次污泥。
说明书 [支持框选翻译]
在活化污泥废水处理工艺中改善污泥的去除并保持排放质量的方法
本申请是申请日为2011年3月15日，发明名称为“用于减少废水处理设施产生的污泥的系统及方法”的中国专利申请No.201180015287X的分案申请。
背景技术
通过城市用水和工业用水而产生的废水在被排放到受纳水体之前，通常都被收集起来并按指定途径输送至处理设施以除去各种物理、化学和生物污染物。为了实现必要的处理，许多公共和私人处理设施都采用物理和生物处理法。物理法(包括筛选、研磨和物理沉降处理)对除去废水中的较大和较重的固体是有效的。然而，废水中较轻、较小的固体和其他可溶性污染物不能通过物理法除去。对于这些污染物，通常采用诸如活化污泥和滴滤装置这样的生物处理方法。
近年来，城市废水处理系统的污染物排放规定变得越来越严格。应对这种情况，许多城市采用了新的废水处理系统或者对现有系统进行改进以减少污染物的排放。污染物可为多种形式，其中最常见的为生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、总悬浮固体物(TSS)、氨、总氮量、硝酸盐、亚硝酸盐和含磷物这些形式。
生物处理系统(诸如传统的活化污泥系统和膜生物反应装置)是一种减少废水流入液中的污染物的方法。术语“流入液”是指流入蓄水库、水池、处理工艺、处理厂或处理设施的原始(未经过处理)或者经过部分处理的废水或其他液体。设计生物处理系统并进行操作从而保持具有足够量的活化污泥，使得经所述系统处理的水所含的污染物负荷得到充分降低。按所产生的废活化污泥的重量或质量计，其净生成量与系统的固体停留时间(SRT)有关。在各种条件下处理各种污染物所需的最小SRT是众所周知的。传统的活化污泥系统通过采用沉降或澄清装置来保留活化污泥，并且能够保持足够的SRT以处理污染物，条件是，流向沉降池或澄清装置的活化污泥浓缩物的流量和活化污泥的沉降性能处于由设计参数所设定的合理的限度内，这取决于沉降池或澄清装置的面积以及活化污泥的特性。膜生物反应装置系统通过使用膜过滤设备来保留活化污泥，与传统的活化污泥系统的典型情况相比，膜生物反应装置系统可在显著更高的活化污泥浓度下良好地运行，但是，在处理偶然出现的高流速情况时，膜生物反应装置的能力较为有限。
当污染物负荷量或水力容量(hydraulic capacity)达到极限时，处理设施将面临这样的风险：违反许可限度、联邦或州政府采取强制措施的可能性、以及在处理厂的收集系统服务区内的居民生活水平和工业的增长受到限制或阻碍。通常，可以通过物理扩张废水处理设施来满足增加的水力负荷的需求。但是，物理扩张是昂贵的，并且通常需要使用额外的土地，而在现有设施的邻近位置有可能没有可用的土地，特别是在大城市中，土地更为昂贵。
因此，需要寻找一种途径来增加污染物的体积或质量负荷量和水力容量，而不需要对工厂进行物理扩张。与现有的污泥处理方法相比，本发明的显著优点在于：通过将生物发酵装置添加到现有的物理设施中，能够显著增加污染物的体积负荷量。另外，本发明的特征和优点还在于：改进的污泥工艺能够产生具有改善的沉降特征的生物污泥。改善的沉降特征允许增加水力负荷而不需要增大活化污泥系统的物理元件的尺寸，这是因为净的污泥废物量和/或生成量较低。另一优点为：降低了运行成本，例如化学品、人力、能量和运输的成本，这是因为在所述污泥处理工艺中要运用和处置的生物污泥量较少，而生物污泥通常占废水处理设施运行成本的40-50%。出于同样的原因，可以以较小的规模构建新的废水处理工厂，其中污泥处理设施的需求大大减少，因此其资金成本比已知系统的资金成本低。对于需要升级的现有的废水处理系统，有可能可以削减资金扩充或者延迟部分或全面扩充的需要。另外，从活化污泥工序开始至需氧或厌氧消化装置，将生物污泥废弃所耗的时间可以延长25-50%，并且从该工序至脱水步骤(诸如干燥床、压滤机或离心机)所述时间可以延长25-50%。这些多出的时间表示：需要更少的人力、更少的设备、更少的电力供给和更少的化学品用量。
发明内容
本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体和100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去固体和BOD，从而提供最终的排出流体;所述最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被减少的BOD为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约50mg/L的固体和100mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的二次污泥。
在另一实施方案中，本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体和100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去固体和BOD，从而提供最终的排出流体;所述最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约50mg/L的固体和100mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的生物污泥。
在另一实施方案中，本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体和100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去固体和BOD，从而提供第一最终的排出流体;所述第一最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;通过添加来自生物发酵装置的处理配料(treatment batch)来处理所述废水流体，由此使得被除去的污泥的磅数下降至少约10%，而所述最终的排出流体中的固体和BOD的量没有增加。在该方法中，可以将处理配料添加到厌氧消化装置、均衡池和/或初级澄清装置中。在该方法中，被除去的污泥的磅数可下降至少约25%，而所述最终的排出流体中的固体和BOD的量没有增加。在该方法中，被除去的污泥的磅数可下降至少约50%，而所述最终的排出流体中的固体和BOD的量没有增加。
在另一实施方案中，本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的生物固体和100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去生物固体和BOD，从而提供最终的排出流体;所述最终的排出流体中的生物固体少于所述废水流中生物固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的生物固体。在该方法中，所述污泥可为初沉污泥、生物污泥，和/或所述污泥可包含初沉污泥和生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物固体。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物固体。在该方法中，输入的废水流可含有至少约50mg/L的固体和100mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体为小于约0.125磅的生物固体。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的生物固体。
在另外的实施方案中，本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体或100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去固体和BOD，从而提供最终的排出流体;所述最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约50mg/L的固体和100mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的二次污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的二次污泥。
在另一实施方案中，本发明涉及一种改善污泥的去除并保持排放质量的方法。该方法包括：将输入的废水流引入处理设施，所述废水流的流量为至少20,000加仑/天;所述输入的废水流含有至少50mg/L的固体或100mg/L的BOD;在所述处理设施中，从所述输入的废水流中除去固体和BOD，从而提供最终的排出流体;所述最终的排出流体中的固体少于所述废水流中固体的10%，并且BOD少于所述废水流中BOD的10%;固体和BOD的去除产生相对于每磅被除去的BOD为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和400mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.25磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约50mg/L的固体和100mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的生物污泥。在该方法中，输入的废水流可含有至少约100mg/L的固体和200mg/L的BOD，并且相对于每磅被除去的BOD，所除去的固体可为小于约0.125磅的生物污泥。
