[发明专利]用于对水处理设备中的筛网采用空气冲刷的方法和装置

说明书

与其它申请和专利的关系

本申请为于2013年12月27日提交的待审批的美国专利申请14/142,197的部分继续申请，其相关的公开内容通过引用而并入在本文中。这个申请涉及序列号为No.14/464870(′870)，名为“用于移除水处理系统中的漂浮物和浮渣的装置和方法(APPARATUSANDMETHODFORREMOVALOFFLOATABLESANDSCUMINAWATERTREATMENTSYSTEM)”的共同待审批美国专利申请，其出于所有目的而全部并入在本文中。

技术领域

本发明一般地涉及水处理领域，更具体地涉及在水处理系统中的沉淀槽，其中，粗砂和稠密固体物质被允许从入流(influent；流入物)中进行沉淀，而浮游的固体(脂肪、油、油脂、非稠密固体物质)则被阻止进入到出流(effluent；流出物)沉降器或者固定式排出管道；最具体地涉及用于在包括竖直驱动式筛箱组件(SBX)的水处理设备中采用空气冲刷的方法和装置。有利地，冲刷空气还在初级沉淀池中的流入物中产生从筛式沉降器流走的低速表层流，其有助于驱动漂浮物进入一个或多个浮渣沟槽中进行处置。

背景技术

在发达及发展中国家中，对来自收集系统和废水处理设备的废水排放进行初级处理和消毒是改善水质的第一步。随着国家不断进步，添加第二级、第三级废水处理程序以提供初级流出物的附加处理。

初级处理经由筛选来移除较大固体物质并进行重力沉淀以移除较轻和稠密固体物质，允许悬浮物质进入第二级处理程序或接收水体。采用重力沉淀或净化的初级处理按生化需氧量(BOD)测量被认为可移除有机(污染物)负荷量的20-33%。第二级处理通过将BOD转化成生物量(细菌)和CO₂而移除有机负荷量的另外50+%。

第二级处理提供了足够的温度、体积、混合以及氧气或者在厌氧程序中为无氧的环境，以维持消耗在初级处理之后的废水中残留的BOD和营养物所必要的细菌群体。新有机物质连续不断地进入处理设备中，所以现存细菌群体的一部分从该过程中被移除以促进新细菌的生长。如果从收集系统中排放的话，那么初级处理的效率会直接地影响第二级处理或者接收水体。

初级净化器或沉降池被认为是减少BOD的最经济手段，因为几乎不需要能量并且不用维持生物量。初级处理没有生物量因此就没有曝气能量；没有监测生物量以根据细菌的类型和数量来确定生物量的健康度的过程控制；不需要通过移动到支流蒸煮器(digester)来分离和移除或者消耗细菌；不需要曝气蒸煮器；并且不需要脱水和处置被称为二次污泥的多余细菌。初级处理缺少复杂性很适合于发展中国家，并且开始有效恢复它们的地表水和蓄水层，从而致使健康问题得以减少。

现有技术的初级净化器可以为圆形或矩形槽并且在体积上和几何形状上按一定尺寸形成以提供比固体沉淀速度更低的水平流体速度。液体从入口到出流堰(effluentweir)的水平流动时间和距离必须大于悬浮固体的沉淀时间和距离，以使得固体在到达高位出流堰之前沉淀到槽的底部。这些沉淀的固体包含大部分原污水中的BOD。这是重要的第一阶段，因为脱离初级净化器的固体越多(或者如果没有初级净化器)，则进入第二级处理程序或者流出物接收的水体中的BOD越高。进入第二级处理程序的BOD越高，所需要的第二级程序装备和槽就越大，所需要、生产和处置的生物量就越多，必须耗费的过程能量就越多。进入接收水体的流出物流的BOD越高，水体的富营养化就越大，并且因缺少消毒而越有害于健康。

包括出流堰的筛式沉降器被公开在名为“初级均衡槽沉淀槽(PRIMARYEQUALIZATIONTANKSETTLINGTANK)”的美国专利7,972,505(′505)和名为“用于沉淀槽的筛式沉降器组件(SCREENEDDECANTERASSEMBLYFORASETTLINGTANK)”的美国专利8,398,864(′864)中，两者出于所有目的而全部并入。筛式沉降器的移动是绕枢轴的弧形旋转。筛式沉降器绕枢轴的竖直移动包括在运动方向上的水平和竖直移动。取决于槽的深度，枢轴臂的长度要求沉降器组件在槽中占据相对大的足迹。

2013年12月27日提交的序列号No.14/142,197的母申请公开了一种呈箱形、椭圆形或者圆筒形的改进筛网组件，其可以在竖直方向上可控地得以驱动以使筛网对污水的暴露量最优化以改变污水平面，并且其可以从污水中提升以便在专用架空装置中进行反冲和杀菌。因为筛网组件的运动仅仅是竖直的，因此所需要的足迹可以相对小。