申请日2010.12.14
公开(公告)日2015.04.29
IPC分类号C02F1/44
摘要
一种用于处理废水的系统，其包括：至少一个水处理路径，具有至少一个废水入口、用于将路径的内部与外部空气隔开的至少一个氧气可透过且水不可透过的壁部、以及至少一个已处理废水出口，并且水处理路径被布置为用于当废水从至少一个废水入口流至至少一个已处理废水出口时至少对废水进行需氧处理;至少一个废水供应管道，将废水供应至水处理路径的至少一个废水入口，以及至少一个已处理废水管道，从至少一个水处理路径的至少一个已处理废水出口供应已处理废水。
权利要求书
1.一种用于处理废水的系统，包括：
至少一个水处理路径，具有至少一个废水入口、用于将所述水 处理路径的内部与外部空气隔开的至少一个氧气可透过且水不可透 过的壁部以及至少一个已处理废水出口，并且所述水处理路径被布 置为用于当所述废水从所述至少一个废水入口流至所述至少一个已 处理废水出口时至少对所述废水进行需氧处理;
所述至少一个水处理路径的所述至少一个氧气可透过且水不 可透过的壁部布置成在其内表面上支撑生物薄膜;
至少一个废水供应管道，将所述废水供应至所述水处理路径的 所述至少一个废水入口，以及
至少一个已处理废水管道，从所述至少一个水处理路径的所述 至少一个已处理废水出口供应已处理废水。
2.根据权利要求1所述的用于处理废水的系统，其中，所述氧气可透 过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的流限制横截面 面积的比例是至少200:1。
3.根据前述权利要求中任一项所述的用于处理废水的系统，其中，所 述氧气可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的流 限制横截面面积的比例是至少1000:1。
4.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述水处 理路径的水压直径是5至20mm。
5.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述氧气 可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积的 比例是至少100:1。
6.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述氧气 可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积的 比例是至少150:1。
7.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述氧气 可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积的 比例是至少200:1。
8.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中：
所述至少一个水处理路径构造成促进通过其中的大体活塞型 的废水流;并且
所述水处理路径的流动路径长度、流动路径宽度和流动路径深 度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少4个理论级，其中， 利用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
9.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中：
所述至少一个水处理路径构造成促进通过其中的大体活塞型 的废水流;并且
所述水处理路径的流动路径长度、流动路径宽度和流动路径深 度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少8个理论级，其中， 用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
10.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述至少 一个氧气可透过且水不可透过的壁部布置成螺旋形，以限定所述至 少一个水处理路径。
11.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，将所述至 少一个水处理路径布置为限定具有螺旋形横截面的大体竖直气流通 道。
12.根据权利要求11所述的用于处理废水的系统，其中：
所述至少一个水处理路径包括多个堆叠的路径，所述多个堆叠 的路径中的每个均布置为限定具有螺旋形横截面的大体竖直气流通 道;并且
所述大体竖直气流通道相互对准。
13.根据权利要求11所述的用于处理废水的系统，还包括用于提供通过 所述大体竖直气流通道的竖直气流的至少一个风扇。
14.根据权利要求11所述的用于处理废水的系统，其中，所述大体竖直 气流通道具有4至20mm之间的横向厚度。
15.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述至少 一个氧气可透过且水不可透过的壁部包含微孔聚烯烃。
16.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述至少 一个氧气可透过且水不可透过的壁部包含微孔聚丙烯。
17.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的系统，其中，所述至少 一个氧气可透过且水不可透过的壁部包括至少一个织物层。
18.一种用于处理废水的方法，包括：
提供至少一个水处理路径，所述水处理路径具有至少一个废水 入口、用于将所述水处理路径的内部与外部空气隔开的至少一个氧 气可透过且水不可透过的壁部以及至少一个已处理废水出口，并且 所述水处理路径被布置为用于当废水从所述至少一个废水入口流至 所述至少一个已处理废水出口时至少对所述废水进行需氧处理;
将所述至少一个水处理路径的所述至少一个氧气可透过且水 不可透过的壁部布置成在其内表面上支撑生物薄膜;
将所述废水供应至所述水处理路径的所述至少一个废水入口; 以及
从所述至少一个水处理路径的所述至少一个已处理废水出口 供应已处理废水。
19.根据权利要求18所述的用于处理废水的方法，其中，所述氧气可透 过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的流限制横截面 面积的比例是至少200:1。
20.根据权利要求18-19中任一项所述的用于处理废水的方法，其中， 所述氧气可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的 流限制横截面面积的比例是至少1000:1。
21.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述水 处理路径的水压直径是5至20mm。
22.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述氧 气可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积 的比例是至少100:1。
23.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述氧 气可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积 的比例是至少150:1。
24.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述氧 气可透过且水不可透过的壁部的表面积与所述水处理路径的总体积 的比例是至少200:1。
25.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，包括：
将所述至少一个水处理路径构造为促进通过其中的大体活塞 型的废水流;以及
将所述水处理路径的流动路径长度、流动路径宽度和流动路径 深度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少4个理论级，其 中，利用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
26.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，还包括：
将所述至少一个水处理路径构造成促进通过其中的大体活塞 型的废水流;以及
将所述水处理路径的流动路径长度、流动路径宽度和流动路径 深度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少8个理论级，其 中，利用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
27.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，还包括将所述 至少一个氧气可透过且水不可透过的壁部布置成螺旋形，以限定所 述至少一个水处理路径。
28.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，还包括将所述 至少一个水处理路径布置为限定具有螺旋形横截面的大体竖直气流 通道。
29.根据权利要求28所述的用于处理废水的方法，还包括：
提供多个堆叠的水处理路径;
将所述多个堆叠的水处理路径中的每个均布置为限定具有螺 旋形横截面的大体竖直气流通道;以及
将所述大体竖直气流通道相互对准。
30.根据权利要求28所述的用于处理废水的方法，还包括提供通过所述 大体竖直气流通道的竖直气流。
31.根据权利要求28所述的用于处理废水的方法，其中，所述大体竖直 气流通道具有4至20mm之间的横向厚度。
32.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述至 少一个氧气可透过且水不可透过的壁部包含微孔聚烯烃。
33.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述至 少一个氧气可透过且水不可透过的壁部包含微孔聚丙烯。
34.根据权利要求18或19所述的用于处理废水的方法，其中，所述至 少一个氧气可透过且水不可透过的壁部包括至少一个织物层。
说明书
用于水的扩散曝气和废水处理
相关申请的引用
本申请引用2009年12月14日提交的名称为“Diffusion Aeration for Water and Wastewater Treatment(用于水的扩散曝气和废水处理)”的美国 临时专利申请第61/286,055号，该专利的公开内容通过引用结合于此，并 且按照37CFR 1.78(a)(4)和(5)(i)，本申请要求该美国临时专利申请的优先 权。
技术领域
本发明总体上涉及废水处理，更特别地，涉及生物废水处理。
背景技术
认为以下美国专利可代表本领域的现状：
7,303,677;7,300,571;6,908,547;6,645,374;5,486,475和5,482,859。
发明内容
本发明寻求提供改进的废水处理系统和方法。
因此，根据本发明的一个优选实施方式，提供一种用于处理废水的系 统，其包括：至少一个水处理路径，具有至少一个废水入口、用于将路径 的内部与外部空气隔开的至少一个氧气可透过且水不可透过的壁部、以及 至少一个已处理废水出口，并且水处理路径被布置为用于当废水从至少一 个废水入口流至至少一个已处理废水出口时至少对废水进行需氧处理;至 少一个废水供应管道，将废水供应至水处理路径的至少一个废水入口，以 及至少一个已处理废水管道，从至少一个水处理路径的至少一个已处理废 水出口供应已处理废水。
根据本发明的优选实施方式，还提供一种用于处理废水的方法，其包 括：提供至少一个水处理路径，水处理路径具有至少一个废水入口、用于 将路径的内部与外部空气隔开的至少一个氧气可透过且水不可透过的壁 部、以及至少一个已处理废水出口，并且水处理路径被布置为用于当废水 从所述至少一个废水入口流至所述至少一个已处理废水出口时至少对废 水进行需氧处理;将废水供应至水处理路径的所述至少一个废水入口;以 及从所述至少一个水处理路径的所述至少一个已处理废水出口供应已处 理废水。
优选地，将所述至少一个水处理路径的所述至少一个氧气可透过且水 不可透过的壁部布置成在其内表面上支撑生物薄膜。
根据本发明的优选实施方式，氧气可透过且水不可透过的壁部的表面 积与路径的流限制横截面面积的比例是至少200∶1。更优选地，氧气可透 过且水不可透过的壁部的表面积与路径的流限制横截面面积的比例是至 少1000∶1。附加地或可替换地，路径的水压直径是5至20mm。
优选地，氧气可透过且水不可透过的壁部的表面积与路径的总体积的 比例是至少100∶1。更优选地，氧气可透过且水不可透过的壁部的表面积 与路径的总体积的比例是至少150∶1。更优选地，氧气可透过且水不可透 过的壁部的表面积与路径的总体积的比例是至少200∶1。
根据本发明的优选实施方式，将所述至少一个水处理路径构造为促进 通过其中的大体活塞型的废水流，并将路径的长度、宽度和流动路径深度 选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少4个理论级，其中，利用以 下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
根据本发明的优选实施方式，将所述至少一个水处理路径构造为促进 通过其中的大体活塞型的废水流，并将路径的长度、宽度和流动路径深度 选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少8个理论级，其中，利用以 下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
优选地，将所述至少一个氧气可透过且水不可透过的壁部布置成螺旋 形布置，以限定所述至少一个水处理路径。
根据本发明的优选实施方式，将所述至少一个水处理路径布置为限定 具有螺旋形横截面的大体竖直的气流通道。另外，所述至少一个水处理路 径包括多个堆叠的路径，将所述多个堆叠的路径中的每一个均布置为限定 具有螺旋形横截面的大体竖直的气流通道，并且，竖直气流通道相互对准。 附加地或可替换地，用于处理废水的系统还包括用于提供通过竖直气流通 道的竖直气流的至少一个风扇。
优选地，竖直气流通道具有4至20mm之间的横向厚度。
根据本发明的优选实施方式，所述至少一个氧气可透过且水不可透过 的壁部包含微孔聚丙烯和微孔聚烯烃中的至少一种。附加地或可替换地， 所述至少一个氧气可透过且水不可透过的壁部包括至少一个织物层。
根据本发明的优选实施方式，该方法还包括，将所述至少一个水处理 路径构造为促进通过其中的大体活塞型的废水流，并将路径的长度、宽度 和流动路径深度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少4个理论 级，其中，利用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
根据本发明的优选实施方式，该方法还包括，将所述至少一个水处理 路径构造为促进通过其中的大体活塞型的废水流，并将路径的长度、宽度 和流动路径深度选择成在由此构造的活塞流反应器中提供至少8个理论 级，其中，利用以下等式计算活塞流反应器中的理论级的数量N：
N=7.4*Q*L/(W*D)
其中：
N：理论级的数量;
Q：单位流量，单位为m3/s;
L：流动路径长度，单位为米;
W：流动路径宽度，单位为米;以及
D：流动路径深度或间隔，单位为米。
根据本发明的优选实施方式，该方法还包括，将所述至少一个氧气可 透过且水不可透过的壁部布置成螺旋形布置，以限定至少一个水处理路 径。
根据本发明的优选实施方式，该方法还包括，将所述至少一个水处理 路径布置为限定具有螺旋形横截面的大体竖直的气流通道。附加地或可替 换地，该方法还包括，提供多个堆叠的水处理路径，所述多个堆叠的水处 理路径中的每个布置为限定具有螺旋形横截面的大体竖直的气流通道;并 将竖直气流通道相互对准。附加地或可替换地，该方法还包括，提供通过 竖直气流通道的竖直气流。
