申請日2014.02.28
公開(公告)日2015.12.16
IPC分類號C02F3/12; C02F3/02; C02F11/02
摘要
描述了一種用于處理廢水的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明降解廢水處理所產(chǎn)生的污泥，來降低或者消除對于污泥脫水和處置的需要。本發(fā)明還降低了維持好氧廢水處理方法所需的營養(yǎng)添加劑的量。在一種實施方案中，本發(fā)明包括以下步驟：(a)提供厭氧處理系統(tǒng)，其接收廢水供料;(b)處理污泥供料，來破裂其中所存在的微生物細(xì)胞，來生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥具有與未處理的污泥相比增加的液體：固體比和增加的降解潛力;(c)將該經(jīng)處理的污泥供料傳送到該好氧處理系統(tǒng);和(d)在該好氧處理系統(tǒng)中充分降解經(jīng)處理的污泥供料。該方法可以配置來處理好氧處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的活化污泥和/或從好氧處理系統(tǒng)上游的廢水中除去的初沉污泥。該經(jīng)處理的污泥可以任選地在傳遞到好氧處理系統(tǒng)之前，進(jìn)行厭氧消化。污泥的處理可以在與好氧處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元中進(jìn)行。在具體的實施方案中，該污泥處理單元可以由高壓噴嘴或者其他設(shè)備或者方法組成，來使得污泥中存在的細(xì)胞物質(zhì)溶解和液化。
權(quán)利要求書
1.一種降解廢水處理所產(chǎn)生的污泥的方法，其包括：
(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水的供料;
(b)在與所述好氧處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元中通過破裂所述 污泥中存在的微生物細(xì)胞來處理所述污泥的供料以生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，所 述經(jīng)處理的污泥與未處理的污泥相比具有增加的液體：固體比和增加的降 解潛力;
(c)將所述經(jīng)處理的污泥供料從所述污泥處理單元傳送到所述好氧處 理系統(tǒng)，用于與所述廢水共消化，其中所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧 處理系統(tǒng)而沒有在所述污泥處理單元下游脫水或除去固體;和
(d)通過與所述廢水共消化，來在所述好氧處理系統(tǒng)中充分降解所述 經(jīng)處理的污泥的所述供料，由此避免對于與所述好氧處理系統(tǒng)分離的、用 于降解所述污泥的專用反應(yīng)器的需要，
其中在所述好氧處理系統(tǒng)中降解的所述經(jīng)處理的污泥中存在的微粒 固體的凈質(zhì)量近似于在所述好氧處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的好氧污泥中存在的微 粒固體的凈質(zhì)量，由此基本上避免在所述方法運行過程中微粒固體在所述 好氧處理系統(tǒng)中的凈積聚。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述污泥基本上包含在所述方法運行 過程中由所述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生的好氧污泥，其中基本上全部所述好氧污 泥經(jīng)歷了所述處理，傳送和降解，由此基本上避免了對于脫水或者處置所 述好氧污泥的需求。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)連續(xù)或者半連 續(xù)地接收所述廢水的所述供料和所述經(jīng)處理的污泥的所述供料。
4.權(quán)利要求1-3任一項所述的方法，其包括在所述處理之前，除去所 述污泥中存在的任何非生物可降解的碎片。
5.權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其中所述廢水在所述系統(tǒng)中的水 力駐留時間對應(yīng)于所述廢水供料的流入速率，其中所述經(jīng)處理的污泥在所 述好氧處理系統(tǒng)中的降解在所述方法運行過程中發(fā)生且基本上不改變所 述駐留時間。
6.權(quán)利要求1-5任一項所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所 述好氧處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于36小時。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧處 理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于24小時。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧處 理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于12小時。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧處 理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于8小時。
10.權(quán)利要求1-9任一項所述的方法，其中所述污泥包含從所述廢水 中除去的初沉污泥。
11.權(quán)利要求1-10任一項所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述傳送到所 述好氧處理系統(tǒng)之前，厭氧處理所述經(jīng)處理的污泥的所述供料。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中在厭氧處理之后，所述經(jīng)處理的污 泥直接傳送到所述好氧處理系統(tǒng)。
13.權(quán)利要求2所述的方法，其中所述好氧污泥包含返回活化污泥(RAS) 和廢活化污泥(WAS)，和其中主要比例的所述WAS在所述污泥處理單元中 處理，并且作為所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中基本上全部的所述WAS在所述污泥 處理單元中處理，并且作為所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)， 由此基本上避免了脫水或者處置所述WAS的需要。
15.權(quán)利要求1-13任一項所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)包括好 氧處理設(shè)備和液體/固體分離設(shè)備，和其中所述污泥處理單元與所述分離 設(shè)備流體連通用于從其中連續(xù)地接收好氧污泥。
16.權(quán)利要求1-15任一項所述的方法，其中所述污泥中存在的主要比 例的微生物細(xì)胞在所述污泥處理單元中溶解。
17.權(quán)利要求1-16任一項所述的方法，其中所述污泥在所述污泥處理 單元中基本上液化。
18.權(quán)利要求16或17所述的方法，其中將所述污泥送過所述污泥處 理單元中的高壓噴嘴來基本上溶解所述污泥中存在的細(xì)胞。
19.權(quán)利要求11所述的方法，其包括提供厭氧消化器，其與所述好氧 處理系統(tǒng)和所述污泥處理單元流體連通，其中所述污泥中存在的物質(zhì)多次 循環(huán)穿過所述污泥處理單元、所述厭氧消化器和所述好氧處理設(shè)備。
20.權(quán)利要求1-19任一項所述的方法，其包括在所述處理所述污泥供 料之前，增稠所述污泥。
21.權(quán)利要求1-20任一項所述的方法，其中所述好氧處理設(shè)備選自活 化污泥反應(yīng)器、廢水處理系統(tǒng)、滴流過濾器、曝氣池、氧化溝、旋轉(zhuǎn) 生物接觸器、順序批次反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和懸浮介質(zhì)系統(tǒng)，和其中所 述液體/固體分離設(shè)備選自澄清器、膜和過濾器。
22.權(quán)利要求10所述的方法，其包括在位于所述好氧處理系統(tǒng)上游的 液體/固體分離設(shè)備中，從所述廢水中除去所述初沉污泥。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其包括從所述初沉污泥中除去不可消化 的微粒物質(zhì)。
24.權(quán)利要求23所述的方法，其包括增稠所述初沉污泥。
25.權(quán)利要求1-24任一項所述的方法，其包括在將所述經(jīng)處理的污泥 的所述供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所述經(jīng)處理的污泥中除去選 自營養(yǎng)物和重金屬的化合物。
26.權(quán)利要求25所述的方法，其中所述營養(yǎng)物包含具有高氮或者磷含 量的化合物。
27.權(quán)利要求1-26任一項所述的方法，其中所述處理所述污泥的所述 供料包括將所述污泥進(jìn)行選自如下的處理：升高的壓力、升高的溫度、加 入化學(xué)品、加入生物化學(xué)品、電穿孔、微波、空化、超聲波或者剪切力。
28.權(quán)利要求1-27任一項所述的方法，其中傳送到所述好氧處理系統(tǒng) 的基本上全部的所述經(jīng)處理的污泥的供料在所述好氧處理系統(tǒng)中降解且 不明顯降低其中存在的微生物的比耗氧速率(SOUR)。
29.權(quán)利要求1-28任一項所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生好 氧污泥和經(jīng)處理的流出物，和其中所述方法包括調(diào)節(jié)好氧污泥從所述好氧 處理系統(tǒng)到所述污泥處理單元的流動來在所述經(jīng)處理的污泥中提供營養(yǎng) 物供料用于所述好氧處理系統(tǒng)中存在的微生物，同時將所述經(jīng)處理的流出 物的總懸浮固體(TSS)濃度保持在低于閾值量。
30.權(quán)利要求15所述的方法，其包括調(diào)節(jié)所述好氧污泥從所述好氧處 理系統(tǒng)傳送到所述污泥處理單元的流動以在所述經(jīng)處理的污泥中提供營 養(yǎng)物供料用于所述好氧處理系統(tǒng)中存在的微生物，同時將所述液體/固體 分離設(shè)備的污泥體積指數(shù)(SVI)保持在低于閾值量。
31.一種廢水處理系統(tǒng)，用于處理來源于流出物供料的廢水，其包括：
(a)好氧處理系統(tǒng)，用于接收來自于所述流出物供料的廢水，其中所 述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生經(jīng)處理的流出物和好氧污泥;
(b)與所述好氧處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元，其中所述污泥處 理單元破裂所述污泥的所述供料中存在的微生物細(xì)胞，由此產(chǎn)生了經(jīng)處理 的污泥，所述經(jīng)處理的污泥與未處理的污泥相比具有增加的液體：固體比 和增加的降解潛力;
(c)碎片除去系統(tǒng)，用于在所述污泥傳遞到所述污泥處理單元之前， 從所述廢水或者所述污泥中除去非生物可降解的微粒物質(zhì);和
(d)污泥流路，用于將所述經(jīng)處理的污泥從所述污泥處理單元傳送到 所述好氧處理系統(tǒng)來用于與所述廢水以足以基本上避免固體在所述好氧 處理系統(tǒng)中凈積聚的速率共消化，其中所述流路將所述經(jīng)處理的污泥傳送 到所述好氧處理且無需在所述污泥處理單元下游脫水或者除去固體。
32.權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其包括位于所述污泥處理單元下游的厭 氧消化器，用于在所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，厭氧 消化所述經(jīng)處理的污泥。
33.權(quán)利要求31或32所述的系統(tǒng)，其中所述好氧處理系統(tǒng)包括好氧 處理設(shè)備和液體/固體分離設(shè)備。
34.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中所述好氧處理設(shè)備選自活化污泥反 應(yīng)器、廢水處理系統(tǒng)、滴流過濾器、曝氣池、氧化溝、旋轉(zhuǎn)生物接觸 器、順序批次反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和懸浮介質(zhì)系統(tǒng)，和其中所述液體/ 固體分離設(shè)備選自澄清器、膜和過濾器。
35.權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，其中所述厭氧消化器的出口直接連接到 所述好氧處理系統(tǒng)的入口，其中所述經(jīng)處理的污泥沒有在所述厭氧消化器 和所述好氧處理系統(tǒng)之間的所述污泥流路中進(jìn)行脫水或者除去固體。
36.權(quán)利要求31-35任一項所述的系統(tǒng)，其包括初級液體/固體分離設(shè) 備，用于在所述廢水傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所述廢水中除去初 沉污泥。
37.權(quán)利要求31-36任一項所述的系統(tǒng)，其中所述碎片除去系統(tǒng)包括 第一碎片除去設(shè)備，用于在所述廢水傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所 述廢水中除去至少一些不可消化的微粒物質(zhì)。
38.權(quán)利要求37所述的系統(tǒng)，其包括第二碎片除去系統(tǒng)，用于在所述 污泥傳遞到所述污泥處理單元之前，除去所述污泥中存在的不可消化的微 粒物質(zhì)。
39.權(quán)利要求31-38任一項所述的系統(tǒng)，其包括增稠器，用于增稠所 述污泥處理單元上游的所述污泥。
40.權(quán)利要求36所述的系統(tǒng)，其包括：
(a)初沉污泥處理單元，用于接收來自于所述初級液體/固體分離設(shè)備 的至少一些所述初沉污泥和破裂所述至少一些所述初沉污泥中存在的微 生物細(xì)胞，由此產(chǎn)生經(jīng)處理的初沉污泥，所述經(jīng)處理的初沉污泥與未處理 的初沉污泥相比具有增加的液體：固體比和增加的降解潛力;和
(b)初沉污泥流路，用于將所述經(jīng)處理的初沉污泥從所述初沉污泥處 理單元傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)。
41.權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其包括增稠器，用于增稠所述初沉污泥 處理單元上游的所述初沉污泥。
42.權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其包括厭氧消化器，用于在所述經(jīng)處理 的初沉污泥傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，厭氧處理所述經(jīng)處理的初沉污 泥。
43.權(quán)利要求31-41任一項所述的系統(tǒng)，其中所述污泥處理單元包括 高壓噴嘴，用于充分液化所述污泥。
44.權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述初沉污泥處理單元包括高壓噴 嘴，用于充分液化所述至少一些所述初沉污泥。
45.權(quán)利要求31-44任一項所述的系統(tǒng)，其包括化合物回收裝置，用 于在所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所述經(jīng)處理的污 泥中回收選自營養(yǎng)物和重金屬的化合物。
46.權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其包括可調(diào)節(jié)的控制，用于改變從所述 好氧處理系統(tǒng)傳遞到所述污泥處理單元的所述污泥的所述供料的體積，以 響應(yīng)選自下面的測量參數(shù)：所述經(jīng)處理的流出物的總懸浮固體(TSS)濃度 和所述液體/固體分離設(shè)備的污泥體積指數(shù)(SVI)。
47.權(quán)利要求40所述的系統(tǒng)，其中所述污泥處理單元包括所述初沉污 泥處理單元，和其中所述初沉污泥與所述好氧污泥的供料混合。
48.一種處理接收自流出物供料的廢水的方法，其包括：
(a)在好氧處理系統(tǒng)中，好氧處理所述廢水來生產(chǎn)經(jīng)處理的流出物和 好氧污泥;
(b)將所述污泥供料從所述好氧處理系統(tǒng)傳送到污泥處理單元;
(c)在所述污泥處理單元中，破裂所述污泥的所述供料中存在的微生 物細(xì)胞來生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有 增加的液體：固體比和增加的降解潛力;
(d)將所述經(jīng)處理的污泥供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng);和
(e)在所述好氧處理系統(tǒng)中，充分降解所述經(jīng)處理的污泥供料中存在 的固體，
其中在所述好氧處理系統(tǒng)中降解的所述經(jīng)處理的污泥供料中存在的 固體的凈質(zhì)量近似于所述好氧污泥中存在的通過所述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生 的固體的凈質(zhì)量，由此基本上避免在所述方法運行過程中所述好氧處理系 統(tǒng)中固體的凈積聚。
49.權(quán)利要求48所述的方法，其中所述好氧污泥包含廢活化污泥 (WAS)，和其中將通過所述好氧處理系統(tǒng)生產(chǎn)的至少主要部分的所述WAS 傳送到所述污泥處理單元，和其后作為經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理 系統(tǒng)。
50.權(quán)利要求49所述的方法，其中將通過所述好氧處理系統(tǒng)生產(chǎn)的基 本上全部的所述WAS傳送到所述污泥處理單元，和其后作為所述經(jīng)處理的 污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)。
51.權(quán)利要求48所述的方法，其中所述方法連續(xù)或者半連續(xù)運行，其 中所述經(jīng)處理的污泥在所述好氧處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于12小時。
52.權(quán)利要求48所述的方法，其中全部所述經(jīng)處理的污泥供料在所述 好氧處理系統(tǒng)中降解。
53.一種處理接收自流出物供料的廢水的方法，其包括：
(a)在好氧處理系統(tǒng)中，好氧處理所述廢水來生產(chǎn)經(jīng)處理的流出物和 污泥;
(b)通過破裂其中所存在的微生物細(xì)胞處理所述污泥供料來生產(chǎn)經(jīng)處 理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體：固體 比和增加的降解潛力;和
(c)在所述好氧處理系統(tǒng)中降解所述經(jīng)處理的污泥，
其中將通過所述好氧處理系統(tǒng)生產(chǎn)的所述污泥的總體積的至少主要 部分轉(zhuǎn)化成所述經(jīng)處理的污泥，和其中所述經(jīng)處理的污泥其后在所述好氧 處理系統(tǒng)中充分降解。
54.權(quán)利要求53所述的方法，其中在所述好氧處理單元中降解所述經(jīng) 處理的污泥之前，將所述污泥的所述供料中存在的主要比例的所述微生物 細(xì)胞進(jìn)行破裂。
55.權(quán)利要求53所述的方法，其中基本上全部的所述經(jīng)處理的污泥在 所述好氧處理系統(tǒng)中降解，由此所述方法是連續(xù)可運行的，而無固體在所 述好氧處理系統(tǒng)中的明顯積聚。
56.權(quán)利要求53所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)包括液體/固體 分離設(shè)備，其中所述方法是可運行的，同時將所述經(jīng)處理的流出物的總懸 浮固體(TSS)濃度和所述分離設(shè)備的污泥體積指數(shù)(SVI)保持低于預(yù)定的 閾值量。
57.一種處理接收自流出物供料的廢水的方法，其包括：
(a)在好氧處理系統(tǒng)中，好氧處理所述廢水來生產(chǎn)經(jīng)處理的流出物和 好氧污泥;
(b)在污泥處理單元中，處理來自于所述好氧處理系統(tǒng)的所述好氧污 泥供料，來破裂所述好氧污泥的所述供料中存在的微生物細(xì)胞，由此生產(chǎn) 經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體： 固體比和增加的降解潛力;
(c)將所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)，其中至少主要部 分的廢活化污泥(WAS)作為所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng); 和
(d)在所述好氧處理系統(tǒng)中降解基本上全部所述經(jīng)處理的污泥。
58.權(quán)利要求57所述的方法，其包括在所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述 好氧處理系統(tǒng)之前，厭氧處理所述經(jīng)處理的污泥。
59.權(quán)利要求57所述的方法，其包括在所述污泥處理單元中處理所述 好氧污泥之前，厭氧處理所述好氧污泥。
60.一種降解處理廢水所產(chǎn)生的污泥的方法，其包括：
(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水供料，所述廢水在所述系統(tǒng) 中的水力駐留時間對應(yīng)于所述供料的流入速率;
(b)從所述污泥中除去存在于其中的基本上全部的任何非生物可降解 的碎片;
(c)在除去所述碎片之后，通過破裂其中存在的微生物細(xì)胞來處理所 述污泥供料，來生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污 泥具有增加的液體：固體比和增加的降解潛力;
(d)將所述經(jīng)處理的污泥供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng)，用于與所述 廢水共消化;和
(d)在所述好氧處理系統(tǒng)中通過與所述廢水以足以基本上避免在所述 方法運行過程中固體在所述好氧處理系統(tǒng)中凈積聚和基本上不改變所述 水力駐留時間的速率共消化，來充分降解所述經(jīng)處理的污泥的所述供料，
其中通過所述方法降解的所述經(jīng)處理的污泥中存在的固體的凈質(zhì)量 近似于通過處理所述廢水產(chǎn)生的固體的凈質(zhì)量。
61.一種降解處理廢水所產(chǎn)生的污泥的方法，其包括：
(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水供料，其中所述污泥包含通 過所述好氧處理系統(tǒng)所產(chǎn)生的好氧污泥;
(b)通過破裂其中所存在的微生物細(xì)胞來處理所述污泥供料，來生產(chǎn) 經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體： 固體比和增加的降解潛力;
(c)將所述經(jīng)處理的污泥供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng);和
(d)在所述好氧處理系統(tǒng)中充分降解所述經(jīng)處理的污泥的所述供料;
其中所述好氧處理系統(tǒng)接收所述廢水的所述供料和所述經(jīng)處理的污 泥的所述供料，
和其中在所述好氧處理系統(tǒng)中降解的所述經(jīng)處理的污泥中存在的固 體的凈質(zhì)量近似于通過所述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生的所述好氧污泥中存在的 固體的凈質(zhì)量，由此基本上避免在所述方法運行過程中固體在所述好氧處 理系統(tǒng)中的凈積聚。
62.一種降解處理廢水所產(chǎn)生的污泥的方法，其包括：
(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水供料;
(b)在與所述好氧處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元中通過破裂其中 存在的微生物細(xì)胞來處理所述污泥供料以生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，所述經(jīng)處理 的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體：固體比和增加的降解潛力;
(c)將所述經(jīng)處理的污泥供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng);和
(d)在所述好氧處理系統(tǒng)中充分降解所述經(jīng)處理的污泥的所述供料，
其中將所述經(jīng)處理的污泥的所述供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng)，而無 需在所述污泥處理單元下游脫水或者除去固體。
63.一種降解處理廢水所產(chǎn)生的污泥的方法，其包括：
(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水供料;
(b)通過破裂其中存在的微生物細(xì)胞來處理所述污泥供料來生產(chǎn)經(jīng)處 理的污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體：固體 比和增加的降解潛力;
(c)將所述經(jīng)處理的污泥供料傳送到所述好氧處理系統(tǒng);和
(d)在所述好氧處理系統(tǒng)中充分降解所述經(jīng)處理的污泥的所述供料。
64.權(quán)利要求63所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)接收：
(a)所述廢水的所述供料;和
(b)所述經(jīng)處理的污泥的所述供料，
其中所述經(jīng)處理的污泥的降解限制了在所述方法運行過程中污泥來 源的固體在所述好氧處理系統(tǒng)中的積聚速率。
65.權(quán)利要求64所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)連續(xù)或者半連續(xù) 地接收所述廢水的所述供料和所述經(jīng)處理的污泥的所述供料。
66.權(quán)利要求65所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧 處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于36小時。
67.權(quán)利要求66所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧 處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于24小時。
68.權(quán)利要求67所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧 處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于12小時。
69.權(quán)利要求68所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧 處理系統(tǒng)中的水力駐留時間小于8小時。
70.權(quán)利要求64所述的方法，其中所述污泥包含通過所述好氧處理系 統(tǒng)生產(chǎn)的好氧污泥。
71.權(quán)利要求70所述的方法，其中在所述好氧處理系統(tǒng)中降解的所述 經(jīng)處理的污泥中存在的固體的凈質(zhì)量近似于通過所述好氧處理系統(tǒng)生產(chǎn) 的所述好氧污泥中存在的固體的凈質(zhì)量，由此基本上避免在所述方法運行 過程中固體在所述好氧處理系統(tǒng)中的凈積聚。
72.權(quán)利要求63所述的方法，其中所述污泥包含從所述廢水中除去的 初沉污泥。
73.權(quán)利要求63所述的方法，其中所述污泥的所述供料在與所述好氧 處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元中處理。
74.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥在所述方法運行 過程中從所述污泥處理單元連續(xù)或者半連續(xù)地傳送到所述好氧處理系統(tǒng)。
75.權(quán)利要求63所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述傳送到所述好氧處 理系統(tǒng)之前，厭氧處理所述經(jīng)處理的污泥的所述供料。
76.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述污泥選自通過處理所述廢水產(chǎn) 生的初沉污泥和好氧污泥。
77.權(quán)利要求76所述的方法，其中所述好氧污泥包含返回活化污泥 (RAS)和廢活化污泥(WAS)，和其中主要比例的所述WAS和任選的一些RAS 在所述污泥處理單元中處理，并且作為所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧 處理系統(tǒng)。
78.權(quán)利要求77所述的方法，其中基本上全部的所述WAS在所述污泥 處理單元中處理，并且作為所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)， 由此基本上避免了對于脫水或者處置所述WAS的需要。
79.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)包括好氧處理設(shè) 備和液體/固體分離設(shè)備，和其中所述污泥處理單元與所述分離設(shè)備流通 量連通，用于連續(xù)地接收來自于其的好氧污泥。
80.權(quán)利要求75所述的方法，其中在厭氧處理之后，所述經(jīng)處理的污 泥直接傳送到所述好氧處理系統(tǒng)。
81.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥的所述供料傳送 到所述好氧處理系統(tǒng)，而不在所述污泥處理單元下游脫水或者除去固體。
82.權(quán)利要求73所述的方法，其中存在于所述污泥中的主要比例的微 生物細(xì)胞在所述污泥處理單元中溶解。
83.權(quán)利要求82所述的方法，其中所述污泥在所述污泥處理單元中充 分液化。
84.權(quán)利要求83所述的方法，其中所述污泥送過所述污泥處理單元中 的高壓噴嘴來充分溶解所述污泥中存在的細(xì)胞。
85.權(quán)利要求73所述的方法，其包括提供與所述好氧處理系統(tǒng)和所述 污泥處理單元流體連通的厭氧消化器，其中將所述污泥中存在的物質(zhì)多次 循環(huán)通過所述污泥處理單元、所述厭氧消化器和所述好氧處理設(shè)備。
86.權(quán)利要求63所述的方法，其包括在所述處理所述污泥供料之前， 增稠所述污泥。
87.權(quán)利要求63所述的方法，其包括在所述處理所述污泥供料之前， 從所述污泥中除去不可消化的微粒物質(zhì)。
88.權(quán)利要求79所述的方法，其中所述好氧處理設(shè)備選自活化污泥反 應(yīng)器、UNOX污泥處理系統(tǒng)、滴流過濾器、曝氣池、氧化溝、旋轉(zhuǎn)生物接觸 器、順序批次反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和懸浮介質(zhì)系統(tǒng)，和其中所述液體/ 固體分離設(shè)備選自澄清器、膜和過濾器。
89.權(quán)利要求72所述的方法，其包括在位于所述好氧處理系統(tǒng)上游的 液體/固體分離設(shè)備中，從所述廢水中除去所述初沉污泥。
90.權(quán)利要求89所述的方法，其包括從所述初沉污泥中除去不可消化 的微粒物質(zhì)。
91.權(quán)利要求89所述的方法，其包括增稠所述初沉污泥。
92.權(quán)利要求76所述的方法，其中處理所述污泥的所述供料包括處理 所述初沉污泥的第一供料和處理所述好氧污泥的第二供料，其中傳送到所 述好氧處理系統(tǒng)的所述經(jīng)處理的污泥的所述供料來源于所述第一和所述 第二供料。
93.權(quán)利要求63所述的方法，其包括在所述經(jīng)處理的污泥的所述供料 傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所述經(jīng)處理的污泥中除去化合物。
94.權(quán)利要求93所述的方法，其中所述化合物選自營養(yǎng)物和重金屬。
95.權(quán)利要求63所述的方法，其中所述處理所述污泥的所述供料包括 使得所述污泥經(jīng)歷選自如下的處理：升高的壓力、升高的溫度、加入化學(xué) 品、加入生物化學(xué)品、電穿孔、微波、空化、超聲波或者剪切力。
96.權(quán)利要求63所述的方法，其中傳送到所述好氧處理系統(tǒng)的基本上 全部的所述經(jīng)處理的污泥供料在所述好氧處理系統(tǒng)中降解且沒有明顯降 低存在于其中的微生物的比耗氧速率(SOUR)。
97.權(quán)利要求73所述的方法，其中所述好氧處理系統(tǒng)生產(chǎn)好氧污泥和 經(jīng)處理的流出物，和其中所述方法包括調(diào)節(jié)好氧污泥從所述好氧處理系統(tǒng) 到所述污泥處理單元的流動來在所述經(jīng)處理的污泥中提供營養(yǎng)物供料用 于所述好氧處理系統(tǒng)中存在的微生物，同時將所述經(jīng)處理的流出物的總懸 浮固體(TSS)濃度保持低于閾值量。
98.權(quán)利要求79所述的方法，其包括調(diào)節(jié)所述好氧污泥從所述好氧處 理系統(tǒng)傳送到所述污泥處理單元的所述流動來在所述經(jīng)處理的污泥中提 供營養(yǎng)物供料用于所述好氧處理系統(tǒng)中存在的微生物，同時將所述液體/ 固體分離設(shè)備的污泥體積指數(shù)(SVI)保持低于閾值量。
99.權(quán)利要求79所述的方法，其中所述經(jīng)處理的污泥的所述供料在所 述好氧處理設(shè)備中的水力駐留時間小于12小時。
100.一種廢水處理系統(tǒng)，用于處理來源于流出物供料的廢水，其包括：
(a)好氧處理系統(tǒng)，用于接收來自于所述流出物供料的廢水，其中所 述好氧處理系統(tǒng)產(chǎn)生經(jīng)處理的流出物和好氧污泥;
(b)與所述好氧處理系統(tǒng)流體連通的污泥處理單元，其中所述污泥處 理單元破裂所述污泥的所述供料中存在的微生物細(xì)胞，由此產(chǎn)生經(jīng)處理的 污泥，所述經(jīng)處理的污泥相比于未處理的污泥具有增加的液體：固體比和 增加的降解潛力;和
(c)污泥流路，用于將所述經(jīng)處理的污泥從所述污泥處理單元傳送到 所述好氧處理系統(tǒng)。
101.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其包括位于所述污泥處理單元下游的 厭氧消化器，用于在所述經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，厭 氧消化所述經(jīng)處理的污泥。
102.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其中所述好氧處理系統(tǒng)包括好氧處理 設(shè)備和液體/固體分離設(shè)備。
103.權(quán)利要求102所述的系統(tǒng)，其中所述好氧處理設(shè)備選自活化污泥 反應(yīng)器、UNOX污泥處理系統(tǒng)、滴流過濾器、曝氣池、氧化溝、旋轉(zhuǎn)生物接 觸器、順序批次反應(yīng)器、膜生物反應(yīng)器和懸浮介質(zhì)系統(tǒng)，和其中所述液體 /固體分離設(shè)備選自澄清器、膜和過濾器。
104.權(quán)利要求101所述的系統(tǒng)，其中所述厭氧消化器的出口直接連接 到所述好氧處理系統(tǒng)的入口，其中所述經(jīng)處理的污泥沒有在所述厭氧消化 器和所述好氧處理系統(tǒng)之間的所述污泥流路中經(jīng)歷脫水或者除去固體。
105.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其包括初級液體/固體分離設(shè)備，用 于在所述廢水傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，除去來自于所述廢水的初沉 污泥。
106.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其包括第一碎片除去設(shè)備，用于在所 述廢水傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，從所述廢水中除去至少一些不可消 化的微粒物質(zhì)。
107.權(quán)利要求106所述的系統(tǒng)，其包括第二碎片除去設(shè)備，用于在所 述污泥傳遞到所述污泥處理單元之前，除去所述污泥中存在的不可消化的 微粒物質(zhì)。
108.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其包括增稠器，用于增稠所述污泥處 理單元上游的所述污泥。
109.權(quán)利要求105所述的系統(tǒng)，其包括：
(a)初沉污泥處理單元，用于接收來自于所述初級液體/固體分離設(shè)備 的至少一些所述初沉污泥，和破裂所述至少一些所述初沉污泥中存在的微 生物細(xì)胞，由此生產(chǎn)經(jīng)處理的初沉污泥，所述經(jīng)處理的初沉污泥相比于未 處理的初沉污泥具有增加的液體：固體比和增加的降解潛力;和
(b)初沉污泥流路，用于將所述經(jīng)處理的初沉污泥從所述初沉污泥處 理單元傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)。
110.權(quán)利要求109所述的系統(tǒng)，其包括厭氧消化器，用于在所述經(jīng)處 理的初沉污泥傳遞到所述好氧處理系統(tǒng)之前，厭氧處理所述經(jīng)處理的初沉 污泥。
111.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其中所述污泥處理單元包括高壓噴嘴 用于充分液化所述污泥。
112.權(quán)利要求109所述的系統(tǒng)，其中所述初沉污泥處理單元包括高壓 噴嘴用于充分液化所述至少一些所述初沉污泥。
113.權(quán)利要求109所述的系統(tǒng)，其包括增稠器，用于增稠所述初沉污 泥處理單元上游的所述初沉污泥。
114.權(quán)利要求100所述的系統(tǒng)，其包括化合物回收裝置，用于在所述 經(jīng)處理的污泥傳送到所述好氧處理系統(tǒng)之前，回收來自于所述經(jīng)處理的污 泥的化合物。
115.權(quán)利要求102所述的系統(tǒng)，其包括可調(diào)節(jié)的控制，用于改變從所 述好氧處理系統(tǒng)傳遞到所述污泥處理單元的所述污泥的所述供料的體積， 以響應(yīng)選自如下的測量參數(shù)：所述經(jīng)處理的流出物的總懸浮固體(TSS)濃 度和所述液體/固體分離設(shè)備的污泥體積指數(shù)(SVI)。
116.權(quán)利要求109所述的系統(tǒng)，其中所述污泥處理單元包括所述初沉 污泥處理單元，和其中所述初沉污泥與所述好氧污泥的供料混合。
117.一種用于降低處理污染廢水所產(chǎn)生的污泥體積的方法，其包括：
(a)提供厭氧處理系統(tǒng)，其接收所述廢水供料，其中存在于所述厭氧 處理系統(tǒng)中的微生物優(yōu)選在所述微生物的細(xì)胞膜和/或細(xì)胞壁中結(jié)合所述 廢水中存在的至少一種污染物;
(b)通過破裂所述微生物來處理所述污泥供料，以生產(chǎn)含有所述細(xì)胞 膜和/或細(xì)胞壁的經(jīng)處理的污泥，和來源于所述微生物的細(xì)胞質(zhì)的、基本 上不含所述污染物的液體部分;
(c)將所述液體部分傳送到所述厭氧處理系統(tǒng);和
(d)處置所述經(jīng)處理的污泥。
118.權(quán)利要求117所述的方法，其中所述污染物是硒。
說明書
廢水處理方法和系統(tǒng)
參考的相關(guān)申請
本申請是2013年3月1日提交的美國專利申請系列No.13/783126 的部分繼續(xù)，并且要求其優(yōu)先權(quán)，其在此以它全部引入作為參考。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請涉及處理廢水的方法和系統(tǒng)。
發(fā)明背景
處理廢水的許多方法和系統(tǒng)是現(xiàn)有技術(shù)已知的。常規(guī)的二級處理使 用微生物來好氧消化廢水中存在的有機物質(zhì)。這導(dǎo)致大量微生物作為污 泥沉降在與廢水通氣槽連接的澄清器中。通常一部分該污泥(被稱作返回 活化污泥)再循環(huán)到通氣槽來維持該好氧處理方法。多余的污泥(稱作廢 活化污泥)通常脫水和處置掉。與廢活化污泥處理相關(guān)的成本可是主要 的，包括化學(xué)聚合物，脫水裝置和物質(zhì)運輸?shù)某杀尽?/P>
在現(xiàn)有技術(shù)中已知有許多系統(tǒng)用于通過生物，化學(xué)和/或機械手段來 調(diào)節(jié)污泥。這樣的系統(tǒng)通常需要專用反應(yīng)器，大量通氣和長的駐留時間 來實現(xiàn)廢活化污泥體積的明顯降低。因此，許多現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)不適于連 續(xù)或者半連續(xù)污泥加工。污泥處理經(jīng)常還受限于非生物可降解的碎片的 存在。此外，一些現(xiàn)有技術(shù)污泥調(diào)節(jié)使得該污泥不適于下游厭氧處理或 者使得脫水方法復(fù)雜化。因此需要提出改進(jìn)的處理污泥的方法和系統(tǒng)， 其基本上或者完全避免了對于專用反應(yīng)器，延長的駐留時間，污泥脫水 和好氧處理設(shè)備的營養(yǎng)補充的需要。
前述相關(guān)領(lǐng)域的例子和與之相關(guān)的局限目的是說明性的，并非排他 的。通過閱讀說明書和研究附圖，相關(guān)領(lǐng)域的其他局限對本領(lǐng)域技術(shù)人 員將變得顯而易見的。
發(fā)明內(nèi)容
下面的實施方案及其方面是與系統(tǒng)、工具和方法相結(jié)合來描述和說 明的，其表示示例性和說明性的，并非限制范圍。在不同的實施方案中， 已經(jīng)減少或消除了一種或多種上述問題，而其他實施方案涉及其他改進(jìn)。
在本發(fā)明的一個實施方案中，提供一種用于降解處理廢水所產(chǎn)生的 污泥的方法。該方法包含以下步驟：(a)提供好氧處理系統(tǒng)，其接收所述 廢水的供料;(b)處理所述污泥的供料，來破裂其中所存在的微生物細(xì)胞， 來生產(chǎn)經(jīng)處理的污泥，其具有與未處理的污泥相比增加的液體：固體比 和增加的降解潛力;(c)將該經(jīng)處理的污泥供料傳送到該好氧處理系統(tǒng); 和(d)在該好氧處理系統(tǒng)中充分降解該經(jīng)處理的污泥供料。
本發(fā)明還包括一種處理來源于流出物供料的廢水的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包 括(a)好氧處理系統(tǒng)，用于接收來自于流出物供料的廢水，其中該好氧處 理系統(tǒng)生產(chǎn)了經(jīng)處理的流出物和好氧污泥;(b)污泥處理單元，其接收來 自于該好氧處理系統(tǒng)的污泥供料，其中該污泥處理單元破裂了污泥供料 中存在的微生物細(xì)胞，由此產(chǎn)生經(jīng)處理的污泥，其具有與未處理的污泥 相比增加的液體：固體比和增加的降解潛力;和(c)污泥流路，用于將該 經(jīng)處理的污泥從污泥處理單元傳送到該好氧處理系統(tǒng)。
