[发明专利]过滤系统中进行固体调理的系统和方法

说明书

一种用于调理废水过滤池底部中的沉淀固体以降低污泥酸化并防止不良生物过度生长的方法和装置。

技术领域

本发明涉及布介质(cloth media)过滤在废水处理的初级过滤阶段中的使用。更具体地，本发明涉及用于初级或潮湿天气废水处理的布介质过滤装置中固体的调理(conditioning)系统和方法。

背景技术

图1A中示出典型的废水处理过程的流程图。该过程中包括初级处理、二级处理和可选的三级处理。初级处理包括对废水流入物进行筛选或预处理，然后将其送入初级澄清器。初级澄清器通过沉淀去除废水中的大块固体，并撇去浮在上面的油脂。

来自初级澄清器的流出物被输送到二级处理过程，二级处理过程包括使用生物手段和二级澄清器进行的进一步处理。在一些系统中，水经过消毒后排出。在另一些系统中，在消毒和排出之前增加三级处理步骤。三级过滤中使用的一种流行装置是布介质过滤。优选的布介质过滤系统的一个示例是已知的系统，该系统由本专利的受让方(伊利诺斯州的罗克福德市的阿卡-艾尔洛比克系统公司)制造和销售。多种典型的初级、二级和三级废水处理系统是本领域技术人员所熟知的。

由于其操作的性质，澄清器需要非常大的池或盆，这些池或盆在废水处理设施中占据相对较大的空间。此外，特别是在老旧的车间中，在风暴或其它高流量或潮湿的天气条件下，初级澄清器能够过载。在这种情况下，老旧车间会绕过初级澄清器，简单地将未经处理的溢流排出至河流等。这在图1A中称为潮湿天气旁路。出于明显的原因，这是不可接受的。

为了解决空间和溢流问题，阿卡-艾尔洛比克系统公司率先将通常用于三级处理应用中的布介质过滤用于废水处理的初级处理阶段。如图1B中示意性所示，布介质过滤装置用于代替标准的初级澄清器(参见图1A)。用于初级处理中代替初级澄清器的布介质过滤系统的一个优选示例是已知的系统，该系统由本专利的受让方(伊利诺斯州的罗克福德市的阿卡-艾尔洛比克系统公司)制造和销售。该系统在初级过滤中使用时，可节省车间的空间，并且比典型的初级澄清器具有更高、更快的固体去除率。事实上，已经确定用于初级过滤的布介质过滤装置只需要传统初级澄清器所需空间的10％至15％。此外，由于其高的固体去除率，通过使用布介质过滤对废水进行初级处理，可节省大量的能源和操作费用。

此外，如图1C中示意性地列出的那样，优选的系统也可用作三级过滤系统(代替例如系统)，并且用作潮湿天气的备用初级处理系统。在那些情况下，三级处理的优选布介质过滤系统是系统。在高流量和/或暴风雨条件下，流入物可以被全部或部分转移到布介质过滤系统，然后再回到初级澄清器。

采用布介质过滤进行初级和潮湿天气废水处理时，发现了某些特有的问题。例如，由于污泥在布介质过滤池底部的污泥斗中滞留时间过长而堆积，污泥会变得厌氧。这能够导致污泥的酸化(发酵)，从而会降低过滤池下部或污泥斗中的pH值。这反过来又会导致不良细菌和其它生物体(如真菌)的发展。如果不加以控制，不良生物的生长会干扰布过滤介质的正常操作和系统的整体性能。这些生物体一旦积聚，就很难去除。此外，含有砂砾、碎屑和其它有机物的固体容易压实(compaction)，并可能使用于其它过程的去除和/或收集变得困难。而且，虽然可以借助固体收集歧管从污泥斗中去除多余的污泥，但必须中断过滤才能进行。这是不期望的。

此外，微生物引起的腐蚀是过滤系统中长期厌氧活动引起的不良生物生长的另一示例。硫酸盐还原菌可以产生局部的强酸，使混凝土和钢池结构退化。这也是不期望的。

本发明解决了这些问题和其它与在废水的初级处理以及潮湿天气条件中使用布介质过滤有关的问题。例如，本发明提供混合(或调理)过滤池底部的污泥(固体)的装置和方法，其通常使用可以中和污泥和整个池的pH值(即增加pH值)的散装液体和/或进流，以防止真菌和不良细菌的生长和/或积聚。本发明还可将氧分布在整个池中，以防止长时间的厌氧活动腐蚀池的表面或混凝土。此外，对池的底部处的固体的调理可以防止过度压实，并且改善固体收集歧管对固体的去除。本发明还可减少污泥去除频率并且在废水处理厂占用较小的面积。

发明内容