[发明专利]用于水处理系统中的竖直升降倾析器系统的方法和设备

说明书

技术领域

本发明大体而言涉及水处理领域；更特定而言涉及在水处理系统中的沉淀罐，其中允许砂砾和致密固体从流入物沉淀，并且防止漂浮固体（脂肪、油、油脂、非致密固体）进入到流出物倾析器内；以及，最特定地涉及一种竖直驱动的筛箱组件（SBX），其包括用于分离液体与固体的筛。

背景技术

在发达和发展中国家中，对从收集系统和废水处理设施排放的废水进行一级处理和消毒是改进水质的第一步。随着国家不断发展，增加了二级和三级废水处理工艺来对一级流出物提供额外处理。

一级处理经由筛分和重力沉淀移除轻的和致密固体从而移除较大固体，允许中性浮力物质进入到二级处理工艺或者接收水体。利用重力沉淀或澄清/净化的一级处理被认为移除了20-33%的有机负荷，如在生化需氧量（BOD）中测量。二级处理通过将BOD转变为生物质（biomass）（细菌）和CO₂而移除了另外的50+%的有机负荷。

二级处理在厌氧工艺中提供适当温度、体积、混合、和氧气或无氧的环境以维持用以消在一级处理之后的废水中残留的BOD和营养物所必需的细菌种群。新有机物持续地进入处理设施，因此从该工艺移除现有细菌种群的一部分来促进新细菌生长。一级处理的效果直接影响到二级处理或者若在从收集系统排放的情况下接收水体。

一级澄清器或沉淀池被认为是减少BOD的最经济手段，因为需要很少能量并且不用维持生物质。一级处理不具有生物质，因此无曝气能量（aeration energy）；没有用于监视生物质以根据细菌类型和量来确定生物质健康状况的工艺控件；无需通过移动到测流消化器（digester）来分离并移除细菌或消耗细菌；无需对消化器进行曝气；以及无需对剩余细菌（也被称作二级污泥）进行脱水和处置。一级处理的不复杂性特别适合于发展中国家并且开始有效回收它们的地表水和含水层，导致减轻的健康问题。

现有技术一级澄清器可以是圆形或者矩形罐并且体积和几何大小适于提供低于固体沉淀速度的水平流体速度。液体从入口到出流堰的水平行进时间和距离必须大于悬浮固体的沉淀时间和距离使得固体在到达高的出流堰之前沉淀到罐底部。这些沉淀的固体包含了在原污水（raw sewage）中的大部分BOD。这是重要的第一阶段，因为离开一级澄清器的固体越多（或者如果不存在一级澄清器），则进入二级处理工艺或者流出物接收水体的BOD就越高。进入二级处理工艺的BOD越高，所需的二级工艺器械和罐就越大，所需要、生成和处置的生物质就越多，必须花费的工艺能量就越多。进入接收水体的流出物流的BOD越高，水体的超营养作用就越大并且由于消毒效果差，对健康的危害就越大。

基于标准设计参数来实现33%BOD减少的示例被示出如下：

最小深度 = 10'；表明溢流率 = 1,000加仑/天(GPD)/平方英尺（设计）和1,500 GPD/SF (峰值)；堰加载@高峰小时 = 20,000 GPD/线性英尺；

使用设计流量 = 1,000,000 GPD (1.55 CFS)；高峰小时 = 2,500,000GPD (3.87 CFS)；

设计 = 1,000,000 GPD/1,000 GPD/SF. = 1,000 SF；峰值 = 2,500,000/1,500=1,667 SF

典型设计设法实现长度为宽度的约3倍，因此，1,667 SF = 24'宽×70'长×10’深；前进速度 = 3.87 CFS /(10'×24') = 0.016 Ft/s(FPS)。

EPA研究提供了来自多个废水厂的沉淀数据的概要。下表是支持与BOD减少相关的设计参数的有关发现的平均值：