申请日2013.05.06
公开(公告)日2015.07.29
IPC分类号C02F3/10; C02F3/06
摘要
本发明是一种用于借由生物膜工艺来处理废水的处理单元(10)，其包括至少一个处理管(20)和使得废水通过所述处理管(20)再循环的至少一个驱动装置(30)，废水穿过所述至少一个处理管(20)再循环。所述处理管(20)包括构成所述处理管(20)的外表面的至少一个管(21)以及其上生长有生物膜的至少一个载体介质(22)，所述载体介质(22)补充所述管(21)的内部容积的形状并且/或者占据所述管(21)的所述内部容积的至少一部分。
权利要求书
1.一种用于借由生物膜工艺来处理废水的处理单元(10)，其特征在于，包括：
- 至少一个处理管(20)，废水穿过所述至少一个处理管(20)再循环并且借由生物膜工艺被处理，至少一个管(21)构成所述处理管(20)的外表面，并且至少一个载体介质(22)对所述管(21)的内部容积的形状进行补充并且/或者占据所述内部容积的至少一部分，生物膜生长在所述至少一个载体介质(22)上，以及
- 至少一个驱动装置(30)，所述至少一个驱动装置(30)使得废水通过所述处理管(20)再循环。
2.根据权利要求1所述的处理单元(10)，包括通过驱动装置(30)连接至所述处理管(20)的至少一个罐(40)，废水在处理之前存储在所述至少一个罐(40)中。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的处理单元(10)，包括入口(23)，废水通过所述入口(23)流入所述处理管(20)中。
4.根据前述权利要求中任一项所述的处理单元(10)，包括出口(24)，在所述处理管(20)中的废水通过所述出口(24)流出。
5.根据前述权利要求中任一项所述的处理单元(10)，包括通过所述处理管(20)使废水在所述入口(23)与出口(24)之间再循环的第二驱动装置(50)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的处理单元(10)，包括排放开口(70)，处理后的废水通过所述排放开口(70)排放。
7.根据权利要求1或权利要求5所述的处理单元(10)，包括第二罐(60)，其中，在每次循环结束时从所述处理管(20)出来的废水被转移至所述第二罐。
8.根据前述权利要求中任一项所述的处理单元(10)，包括将所述处理管(20)连接至所述罐(40)的返回管(80)，所述返回管(80)用于在从所述罐(40)转移至所述处理管(20)的废水的体积高于所述处理管(20)的容积时将任何过量的废水转移回所述罐(40)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的处理单元(10)，其中，所述处理管(20)包括使用空气来填充所述处理管(20)以便使所述载体介质(22)通气的至少一个进气开口(90)。
10.根据权利要求1所述的处理单元(10)，其中，所述载体介质(22)构造为在所述管(21)的长度(L)方向上延伸的开放网状物的形式。
11.一种用于借由生物膜工艺来处理住宅区的废水的处理单元(10)，包括载体介质(22)，生物膜生长在所述载体介质(22)上，其特征在于，所述处理单元(10)包括：
- 处理管(20)，废水通过所述处理管(20)再循环，其中，所述处理管(20)包括至少一个管(21)，所述至少一个管(21)在其中具有所述载体介质(22)，以及
- 至少一个驱动装置(30)，所述至少一个驱动装置(30)使得废水通过所述处理管(20)再循环。
12.根据权利要求11所述的处理单元(10)，其中，所述载体介质(22)具有以爬梯形式编织的开放网状物结构，所述开放网状物结构占据所述处理管(20)的内部容积的至少一部分且在所述管(21)的长度(L)方向上延伸。
13.一种用于借由生物膜工艺处理废水的废水处理方法，其中，使用了具有至少一个驱动装置(30)的至少一个处理管(20)以及载体介质(22)，生物膜生长在所述载体介质(22)上，其特征在于，所述方法包括以下处理步骤：
- 将废水收集在罐(40)中，
- 当收集的废水体积达到指定阈值时，通过所述驱动装置(30)将废水转移至所述处理管(20)，
- 借由一个或者多个驱动装置(30、50)使废水通过所述处理管(20)再循环，以及
- 通过排放开口(70)排放处理后的废水。
说明书
废水处理单元和方法
技术领域
本发明涉及借由生物膜工艺进行废水处理的废水处理单元和方法。
背景技术
随着技术进步和人口增长，耗水量每天都在增加，所以生成的废水应该在排放点处进行处理以避免环境问题。存在多种使用物理、化学和生物学处理工艺的组合来处理废水的方法。一种常规的处理组合是对废水进行物理预处理然后进行作为第二工艺阶段的生物处理。
利用生物处理的工艺，一般将废水倒入容器、罐或生物反应器中，其中，利用微生物将废水中存在的杂质转换为无害的最终产物，诸如二氧化碳或水。可以在系统内在供应空气的条件下好氧地执行处理，或者在不供应空气的条件下厌氧地执行处理。在生物处理工艺中，将废水中的杂质转换为微生物的生物质。为了确保有效的处理工艺并且因此很大程度地分解废水中的杂质，包括活性微生物的生物质的量应该较高，因此，在该工艺中应该维持生物质自身。作为其中一种通用生物处理工艺，在活性污泥法中，生物质呈悬浮的形式生长。该方法的一个显著缺陷是，生物质由于其沉淀质量降低而从系统逸出，由此应该使其返回到系统。因此，活性污泥法因为需要另外的操作，所以成本高、耗时长、功耗大。
在生物质生长在载体上的生物膜工艺中，微生物在载体的表面上生成生物膜，由此使微生物在系统中维持并且生长在载体上。与活性污泥法法和其他方法相比，生物膜法使得两个处理具有更高的性能，并且因为生物膜法不存在生物质损耗所以不需要另外的操作，所以与活性污泥法相比更加廉价。生物膜工艺使用明显更大量的生物质，并且对环境条件的变化不太敏感。
生物膜层形成在处理巨量废水的设施处的大曝气池中，诸如城市、酒店或大住宅群。以石头、沙子、砂砾或塑料为载体的这类处理系统造成大空间损耗和高安装操作成本。专利第US 6,126,829号公开了一种使用了在水中保持移动的载体的处理方法。所述载体也具有使水从其流过的多颗粒结构。所述载体构造为用于储水的大曝气池中，但是未提出能够解决上面提及的问题的实际结构。
所谓的处理少量废水的家用废水处理系统使用罐进行处理操作。在这些系统中，载体材料被放在罐中。由于载体的表面积对处理工艺的效率有显著影响，所以需要大罐，而这造成大空间和容积损耗。此外，由于罐难以运输和安装，所以更换罐或者对罐执行维护操作不太实际。而且，每当待处理废水的体积改变时，便应该更换罐。然而，罐大多数按照标准尺寸生产，不能满足更换需求。专利申请第US 5,458,759号公开了一种使用在反应器内的载体上生成的生物膜的处理方法。该专利中的载体具有多颗粒结构以便增加所形成的生物膜的表面积。在该方法中，当处理工艺厌氧地(不供应氧气)进行时，应该用叶片式搅拌器或循环泵对生物反应器中的水进行搅拌。该体积受限于所涉及的生物反应器的容积。因此，增加的生物膜表面积和水的移动不能提供充分接触。
因此，本领域仍需要消除显著空间损耗和高生产操作成本并且提供高性能处理的废水处理系统。
发明内容
本发明涉及一种废水处理单元和方法以便消除上面提及的问题并且为相关技术领域带来新的优势。
本发明的主要目的是提供一种不导致高安装维护成本或显著空间损耗并且能够容易适用于各种条件的废水处理单元。
鉴于该主要目的，本发明的另一目的是提供一种减少废水造成的对环境的伤害以及实现高性能处理的废水处理单元和方法。
为了实现上面提及的所有目的和待从以下详细说明获得的目的，本发明涉及在其中借由生物膜工艺来处理废水的处理单元。本发明的处理单元包括废水通过其再循环的至少一个处理管和使得废水通过处理管再循环的至少一个驱动装置。
所述处理管包括构成所述处理管的外表面的至少一个管和其上生长有生物膜的至少一个载体介质，所述载体介质补充所述管的内部容积的形状以及/或者占据所述内部容积的至少一部分。
为了以最好的方式理解本发明的实施例和优势，可以使用下文阐释的附图和详细说明进行评估。