水处理专利检索-水处理环境工程环境工程专利检索查询-专利查询网

积极推动地理标志专门立法

2022-03-10 地理标志，立法，知识产权
保护知识产权是对创新最大的激励

2022-03-10 保护知识产权，创新，激励
谢商华：加快制定知识产权基本法

2022-03-10 知识产权基本法
擦亮“双奥之城”品牌

2022-03-10 双奥，知识产权
让冰雪运动“热”力全开

2022-03-10 冰雪运动，知识产权
携手共奋进　走好强国路

2022-03-10 强国，知识产权
坚持创新引领　方能稳中求进

2022-03-10 创新，稳中求进，知识产权
答好“两张卷” 奋进新征程

2022-03-10 知识产权
专家解读政府工作报告中的创新和知识产权相关部署

2022-03-10 政府工作报告，创新，知识产权
今年政府工作报告指出：加强知识产权保护和运用

2022-03-10 政府工作报告，知识产权保护

水处理

阅读：323发布：2020-05-11

IPRDB可以提供水处理专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种水处理设备(1)，该设备(1)包括流体入口(2)、第一MBBR(4)和第二MBBR(5)以及流体出口(3)，以及控制器或控制装置(C1)，其中第一MBBR(4)和第二MBBR(5)串联连接，使得待处理的水从入口(2)通过第一MBBR(4)流至第二MBBR(5)，并且由此流至出口(3)，并且其中控制器或控制装置(C1)是可操作的以改变流动方向，使得待处理的水从入口(2)流至第二MBBR(5)，然后流至第一MBBR(4)，并且由此流至出口(3)。，下面是水处理专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水处理设备，所述设备包括流体入口、第一MBBR和第二MBBR以及流体出口，以及控制器或控制装置，其中所述第一MBBR和所述第二MBBR串联连接，使得待处理的水从所述入口通过所述第一MBBR流至所述第二MBBR，并且由此流至所述出口，并且其中所述控制器或控制装置是可操作的以改变流动方向，使得待处理的水从所述入口流至所述第二MBBR，然后流至所述第一MBBR，并且由此流至所述出口。

2.根据权利要求1所述的水处理设备，还包括传感器，例如水质传感器，以确定水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的水处理设备，还包括传感器以确定所述待处理的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。

4.根据权利要求1、2或3中任一项所述的水处理设备，还包括传感器以确定已经被处理的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。

5.根据任一前述权利要求所述的水处理设备，其中所述设备包括传感器以确定所述MBBR中的一个或另一个或两个内的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。

6.根据任一前述权利要求所述的水处理设备，其中所述控制器是可操作的以根据由传感器确定的参数或者通过由多于一个传感器确定的参数来逆转通过所述第一MBBR和所述第二MBBR的流动。

7.根据任一前述权利要求所述的水处理设备，其中所述设备包括氨传感器以确定所述设备的上游、内部和/或下游的氨水平。

8.根据权利要求7所述的水处理设备，其中根据氨浓度、负载或通量来逆转通过所述MBBR的流动。

9.根据任一前述权利要求所述的水处理设备，还包括空气鼓风机以给每个MBBR内的流体充气。

10.根据任一前述权利要求所述的水处理设备，其中每个MBBR设置有传感器以检测溶解氧浓度。

11.根据权利要求9或10所述的水处理设备，其中所述空气鼓风机根据所述设备的一个或更多个操作参数是可控制的，所述一个或更多个操作参数例如在所述MBBR中的一个或两个内的溶解氧浓度。

12.一种处理废水的方法，所述方法包括以下步骤：

a.使废水通过入口流至第一MBBR，并且由此流至第二MBBR，并且由此流至出口；

b.在一时间段之后，改变流动方向，使得废水从所述入口流至所述第二MBBR，并且由此流至所述第一MBBR，并且由此流至所述出口。

13.根据权利要求12所述的方法，其中流动的逆转周期性地发生。

14.根据权利要求13所述的方法，其中流动逆转的周期是每天，例如，每24小时。

15.根据权利要求12、13或14中任一项所述的方法，还包括根据经过的工艺时间和/或作为所述MBBR和/或所述设备的上游、内部或下游的水的特性的结果，使通过所述设备的流动逆转。

说明书全文

水处理

[0001] 本发明总体上涉及水处理，并且更特别地，涉及用于处理废水的移动床生物膜反应器(MBBR)。

[0002] 已知使用生物方法用于处理废水。这些方法被部署在各种设备中，所述设备诸如旋转生物接触器、生物转子、滴滤器和MBBR。

[0003] MBBR于20世纪80年代末被发明，并且已经在全世界被商业化。MBBR的实例被描述在US5458779中。

[0004] 典型地，MBBR包括罐或反应器，多于一个载体与待处理的废水一起被定位在该罐或反应器中。每个载体的表面为生物膜的形成和生长提供了场所。通常，载体具有接近水的密度的密度，例如载体可以由具有约0.95g cm-3的密度的高密度聚乙烯制成。载体在罐内通过机械搅拌器或者通过强制进入罐中的空气来混合或搅拌。这使得载体(以及因此附接的生物膜)与废水连续混合，并且因此接触废水的成分。废水与生物膜的接触导致从废水中除去污染物。罐在下游部分设置有筛网(sieve)或筛子(screen)，以防止载体流出，同时允许经净化的水离开罐。因此，MBBR操作以连续地净化流入的废水。随着在载体上微生物群体的增加，微生物的团块(clump)可以从载体上脱离。任何这样的固体都通过湍流保持悬浮，并且与经处理的水一起从MBBR中排放。固体将在随后的工艺步骤中沉淀出来。

[0005] MBBR可以被部署为二级处理阶段，以降低有机物含量(根据美国环境保护署标准，二级处理预期产生每月平均低于30mg/l生化需氧量(BOD)和低于30mg/l悬浮固体的流出物)。此外，MBBR可以被部署为三级处理阶段的至少一部分，其中优选地除去高达100％的BOD和悬浮固体。

[0006] 在大多数国家中，要求水在被排放之前具有一定的品质。在英格兰和威尔士，环境署根据1991年水资源法附表10中描述的程序授予从污水处理厂排放的排放许可(即允许排放的许可)。类似的程序已经到位以控制工业排放。其他国家具有为排放提供授权的类似的机构。

[0007] 在许多国家中，排放许可(或等同物)至少部分地授予降低经处理的水内氨和磷的量的能力。在MBBR中，已知在载体上部署硝化细菌，这能够氧化待处理的废水中的氨，并且将氨水平降低至在许可的排放限值内。然而，使用MBBR可能难以处理峰值需求事件，其中暂时的意外的峰值氨负载处于待处理的废水中。可以并行提供MBBR以提供冗余，但这在“正常”操作条件期间是浪费的，并且可能不提供能够应对“峰值”或意外的负载的系统。

[0008] 因此，对于提供能够应对意外的和/或高峰值需求的有效且高效的水处理设备存在需求。

[0009] 本发明的第一方面提供了水处理设备，该设备包括流体入口、第一MBBR和第二MBBR以及流体出口，以及控制器或控制装置，其中第一MBBR和第二MBBR串联连接，使得待处理的水从入口通过第一MBBR流至第二MBBR，并且由此流至出口，并且其中控制器或控制装置是可操作的以改变流动方向，使得待处理的水从入口流至第二MBBR，然后流至第一MBBR，并且由此流至出口。

[0010] 本发明的另外的方面提供了处理废水的方法，该方法包括以下步骤：

[0011] a)使废水通过入口流至第一MBBR，并且由此流至第二MBBR，并且由此流至出口。

[0012] b)在一时间段之后，改变流动方向，使得废水从入口流至第二MBBR，并且由此流至第一MBBR，并且由此流至出口。

[0013] 有利地，流动的逆转在每个MBBR内保持生物膜的均匀发展。MBBR内的生物膜将根据所施加的污染物负载而发展，并且如果污染物负载不足以支持生长，则生物膜将衰减。通过逆转流动，可以在每个串联MBBR中保持生物膜分布。实际上，通过串联操作MBBR，“滞后(lag)”MBBR可以被提供有足以保持生物膜或至少降低生物膜的衰减速率的污染物负载。因此，在流动逆转后，“滞后”MBBR(其然后变成“前置(lead)”MBBR)将具有足够的生物膜群体以开始处理流入的废水。此外，流动的逆转允许两个MBBR高效地操作。

[0014] 流动逆转可以周期性地发生。流动逆转的周期可以是每天，例如每12小时、24小时、36小时或48小时。

[0015] 该设备可以包括传感器，例如水质传感器，以确定水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。在实施方案中，该设备包括传感器以确定待处理的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。另外地或可选择地，该设备可以包括传感器以确定已经被处理的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。该设备可以包括传感器以确定MBBR中的一个或另一个或两个内的水的一种或更多种物理性质和/或化学性质。控制器可以是可操作的以根据由传感器确定的参数或通过由多于一个传感器确定的参数来逆转通过第一MBBR和第二MBBR的流动。

[0016] 该设备可以包括氨传感器以确定所述设备的上游、内部和/或下游的氨水平。根据氨浓度、负载或通量，通过MBBR的流动可以被逆转。

[0017] 有利地，如果检测到或监测到氨的峰值负载，则可以控制通过该设备的流动方向，以使得有效使用每个MBBR内的生物膜。

[0018] 该方法可以包括根据经过的工艺时间和/或作为MBBR和/或设备上游、内部或下游的水的特性的结果，使通过设备的流动逆转。

[0019] 可以部署方案，由此流动逆转可以根据经过的处理时间发生，除非MBBR中的一个或另一个或两个的上游、内部和/或下游的水的特性通过相应的阈值，由此流动被逆转。

[0020] 该设备可以包括空气鼓风机(air blower)以给每个MBBR内的流体充气。每个MBBR可以设置有传感器以检测溶解氧浓度。空气鼓风机可以是可控制的，这取决于设备的一个或更多个操作参数和/或相应的MBBR的上游、内部或下游的水的特性，例如MBBR中的一个或两个内的溶解氧浓度。

[0021] 该设备可以包括人机界面，由此可以选择该设备的操作参数。方法可以包括选择操作参数，例如使用HMI。

[0022] 为了可以更充分地理解本发明，现在将仅通过实例的方式并且参考附图来描述本发明，在附图中：

[0023] 图1示出了根据本发明的水处理设备；

[0024] 图2示出了处于第二操作配置的图1的水处理设备；

[0025] 图3是用于图1的设备的控制系统的示意图；以及

[0026] 图4A和图4B是分别处于相应的第一配置和第二配置的根据本发明的另外的水处理设备的平面图。

[0027] 参考图1，提供了水处理设备1，该水处理设备1具有用于接收待处理的废水WW的入口2和用于递送经处理的水TW的出口3。设备1还包括具有第一罐T1的第一MBBR 4和具有第二罐T2的第二MBBR 5，两个MBBR 4、5经由导管6串联连接。每个罐T1、T2都设置有筛子S以覆盖来自罐T1、T2的各个出口点，以确保载体(未示出)保持在罐T1、T2内。

[0028] 载体通常占据每个罐T1、T2的体积的高达65％，尽管这可以根据操作要求而变化。

[0029] 入口2被分支以提供两个单独的导管，延伸至第一MBBR 4的第一入口导管2a和延伸至第二MBBR 5的第二入口导管2b。每个导管2a、2b设置有相应的阀20a、20b以控制废水WW流入相应的罐T1、T2中。

[0030] 每个罐T1、T2设置有相应的出口导管3a、3b，该出口导管3a、3b在出口3处会聚。出口导管3a、3b设置有相应的阀30a、30b以控制通过其中的流体流动。

[0031] 在操作中，废水WW流入到入口2中，并且因为阀20b关闭以堵塞第二入口导管2b，所以废水WW沿着第一入口导管2a流动并且进入第一MBBR 4的罐T1中，在那里废水通过与携带生物膜的载体(未示出)接触而被处理。以通常的方式，罐T1的内容物通过转子或叶轮(未示出)来机械搅拌，或者通过空气鼓风机(未示出)被吹入或强制进入罐T1中的空气来充气。

[0032] 如图1所示，阀30a关闭，这防止流体从第一罐T1沿着第一出口导管30a流动，并且从而确保流体从第一罐T1沿着导管6流动并且进入第二MBBR 5的第二罐T2中。然后流体与第二罐T2中携带生物膜的载体(未示出)接触。同样地，以通常的方式，第二罐T2的内容物通过转子或叶轮(未示出)来机械搅拌，或者通过空气鼓风机(未示出)强制进入或吹入第二罐T2中的空气来充气和搅拌。

[0033] 经处理的水TW能够经由打开的阀30b沿着第二出口导管3b离开第二罐T2并且到达出口3。

[0034] 如将理解的，在所示出的配置中，第一MBBR 4可以被称为‘前置’反应器(‘lead’reactor)，并且第二MBBR可以被称为‘滞后’反应器(‘lag’reactor)。

[0035] 现在参考图2，设备1以第二配置示出，由此阀20a关闭，阀20b打开，阀30b关闭并且阀30a打开。如将理解的，通过改变阀的状态，沿着导管6的流动方向已经改变，并且第二MBBR 5现在是前置反应器，且第一MBBR 4现在是“滞后”反应器。因此，废水WW从入口2沿着入口导管2b流入第二MBBR 5的罐T2中，沿着导管6流入第一MBBR 4的罐T1中，并且然后沿着出口导管3a将经处理的水TW递送至出口3。

[0036] 现在参考图3，示出了水处理设备1的示意图。如可以看出的，阀20a、20b、30a、30b中的每一个可操作地连接(用虚线指示)至控制器C1。可以包括计算机处理器的控制器C1是可操作的以将阀的操作状态从关闭改变为打开，并且反之亦然，以改变通过设备1的流动方向，并且从而将流动从图1中示出的配置交替至图2中示出的配置，并且再次返回。在一个实施方案中，控制器C1可以被布置成周期性地改变流动方向，例如在设定的时间段诸如24小时之后。方便地，如果流动方向每24小时改变，则这可以在对设备1低需求的时间段完成，例如在夜间期间。可选择地，该时间段可以是任何其他时间段。

[0037] 另外地或可选择地，该设备可以设置有一个或更多个传感器以监测设备1内的水的特性。例如，该设备可以设置有传感器以监测或确定流入的废水WW的性质(指示为废水传感器200)和/或监测或确定流出的经处理的水TW的性质(指示为经处理的水传感器300)。流入的废水传感器200和/或流出的经处理的水传感器300中的每一个可以监测或确定在相应的入口2或出口3中流动的流体的一种或更多种物理特性或化学特征。如果存在，则废水传感器200和/或流出的经处理的水传感器300可以被连接至第二控制器C2(其可以是控制器C1或者可以可操作地连接至控制器C1)并且废水传感器200和/或流出的经处理的水传感器300的输出可以用于确定是否提示控制器C1以改变设备1的操作配置(即从图1中所示的配置改变为图2中所示的配置，或者反之亦然)，这取决于流入的废水WW和/或流出的经处理的水TW的监测的特性。第一MBBR 4和第二MBBR 5中的一个或两个可以设置有传感器400、500以监测相应的反应器内的一种或更多种操作特性。操作特性可以是物理特性或化学特性(例如溶解氧浓度、氮浓度以及其他特性)。该传感器400、500或每个传感器400、500可以可操作地连接至第二控制器C2，并且该传感器400、500或每个传感器400、500的输出可以用于确定是否应提示控制器C1以改变设备1的操作配置(即从图1中所示的配置改变为图2中所示的配置，或者反之亦然)。

[0038] 因此，本发明的水处理设备1可以用于根据控制原理来处理水，该控制原理规定设备内的流动方向将周期性地逆转，例如每24小时逆转。更复杂的控制原理可以规定，设备内的流动方向将周期性地逆转，例如每24小时逆转，除非传感器200、300、400、500中的一个或更多个检测到相应的流体在操作参数之外。在这些情况下，控制器C1可以被部署成一旦检测到操作参数之外的特性，或者在检测到操作参数之外的特性之后，改变通过设备1的流动方向。

[0039] 现在将通过参考以下说明性实施例来描述本发明。

[0040] 实施例1

[0041] 在本发明的特定实施方案中，每个反应器4、5部分地填充有小塑料元件或载体，小塑料元件或载体中的每一个的直径可以是约25mm(合适的载体是从现有技术中已知的)。硝化细菌将它们自身附接至塑料元件的表面。每个反应器4、5填充有废水WW。为氨氧化反应提供氧气的空气在反应器4、5的基底(base)吹入。塑料元件具有大致中性的浮力，并且由于充气的混合效果而在反应器4、5内自由循环。每个流入物端口和流出物端口上的筛网将塑料介质保留在反应器4、5中。随着微生物群体增加，微生物的团块从介质上脱离。这些固体通过反应器4、5内的湍流保持悬浮，并且与经处理的流出物一起被排放。

[0042] 在定期的基础上，使通过两个反应器4、5的流动路径逆转，使得前置反应器(例如第一MBBR 4)变成滞后反应器，并且反之亦然。这确保了滞后反应器中的硝化细菌保持活性，尽管低的残余负载。

[0043] 空气由两台鼓风机供应，通常(即除了在初始介质调节时间段期间)被布置为工作和备用。空气可以经由例如四个细气泡扩散器栅格被引入到每个MBBR反应器中。对每个栅格的空气供应可以通过致动阀隔离。仅向反应器的下游侧供应空气产生了涡流混合模式，其中流沿着表面移动远离出口筛网。这防止了介质在反应器的下游端积聚。当流动路径逆转时，致动阀允许混合模式逆转。为每个反应器提供空气流调节阀。空气喷枪(air lance)被安装在每个筛网下方，以提供补充的混合。筛网仅在通过其的流动向外引导时被充气。

[0044] 溶解氧传感器(400，500)优选地分别安装在每个MBBR 4、5中。氨传感器300优选地安装在MBBR的下游。

[0045] 控制MBBR(4或5)内的充气速率以最小化功率消耗，同时提供足够的氧和混合能量以满足工艺目标。氨传感器以定期的标称的15分钟的循环测量流出的氨浓度。氨测量值被用于调节设备(plant)的充气操作模式。

[0046] 三种操作模式是可用的：

[0047] 1.两个反应器以固定的低空气流的间歇充气。

[0048] 2.两个反应器的连续充气；在溶解氧(DO)控制下的前置反应器达到低设定点，并且滞后反应器以固定的低空气流。

[0049] 3.两个反应器的连续充气；在DO控制下的前置反应器达到高设定点，并且滞后反应器以固定的低空气流。

[0050] 另外，可经由人机界面(HMI)选择的两个选项对于间歇充气模式是可用的。

[0051] 1.组合的间歇充气

[0052] 2.独立的间歇充气

[0053] 组合的间歇充气允许鼓风机以更高的、更能量有效的流速操作，避免与调节阀相关的水头损失(head loss)，并且在充气时间段开始时使混合能量最大化。独立的间歇充气提供了更大的操作灵活性，因为在每个反应器中可以使用不同的充气循环。

[0054] 如果氨浓度小于“用于间歇充气的最大氨浓度”，并且已经选择了组合的间歇充气选项，则MBBR 4、5通过停止和启动鼓风机来间歇地充气。当“组合的间歇充气循环时间”计时器超时时，鼓风机以“组合的间歇充气鼓风机速度”操作持续“组合的最小间歇充气鼓风机开启时间段”，并且直到前置反应器中的溶解氧(DO)浓度达到“在间歇充气期间前置反应器中的最小DO”。空气调节阀被驱动至“组合的间歇充气前置反应器调节阀位置”和“组合的间歇充气滞后反应器调节阀位置”。

[0055] 如果氨浓度小于用于间歇充气的最大氨浓度，并且已经选择了独立的间歇充气选项，则反应器通过打开和关闭适当的(参见下文)充气栅格隔离阀来间歇地充气。调节阀被驱动至“独立的间歇充气前置反应器调节阀位置”和“独立的间歇充气滞后反应器调节阀位置”。当“独立的间歇充气前置反应器循环时间”计时器超时时，前置反应器空气栅格隔离阀打开持续“最小独立的间歇充气前置反应器开启时间段”，并且直到前置反应器中的DO浓度达到在间歇充气期间前置反应器中的最小DO。当“独立的间歇充气滞后反应器循环时间”计时器超时时，适当的(参见下文)滞后反应器空气栅格隔离阀打开持续“最小独立的间歇充气滞后反应器开启时间段”的持续时间。鼓风机速度响应于歧管中的压力而变化，以保持操作员可调节的“鼓风机总管压力”设定点。如果所有空气栅格隔离阀关闭，则鼓风机停止。当隔离阀打开时，鼓风机重新启动。循环计时器的当前值显示在HMI上。

[0056] 如果氨浓度大于“用于间歇充气的最大氨浓度”，则对流向前置反应器的空气流进行调节，以将前置反应器中的溶解氧浓度保持在“前置反应器低溶解氧设定点”。前置反应器调节阀在“前置反应器连续充气最小调节阀位置”和“前置反应器连续充气最大调节阀位置”之间操作。用于滞后反应器的调节阀被驱动至“滞后反应器连续充气调节阀位置”。控制鼓风机速度，以将空气总管中的压力保持在鼓风机总管压力设定点。

[0057] 如果氨浓度大于“用于连续低溶解氧充气的最大氨浓度”，则对流向前置反应器的空气流进行调节，以将前置反应器中的溶解氧浓度保持在“前置反应器高溶解氧设定点”。前置反应器调节阀在前置反应器连续充气最小调节阀位置和前置反应器连续充气最大调节阀位置之间操作。用于滞后反应器的调节阀被驱动至滞后反应器连续充气调节阀位置。
控制鼓风机速度，以将空气总管中的压力保持在鼓风机总管压力设定点。

[0058] 在前置反应器中的DO分析仪出现故障的情况下，或者如果在设备(plant)为充气模式2或充气模式3(连续充气)时选择停止运行，则前置反应器调节阀被驱动至前置反应器连续充气最大调节阀位置。如果在设备处于充气模式1(组合的间歇选项)时发生任一种情况，则每个充气时间段的持续时间被延长直到下一个循环开始。实际上，充气以固定的速率被连续地供应。类似地，如果已经选择了独立的充气选项，则充气被连续地供应至前置反应器。本质上，原理是如果DO是未知的，则它被假设是低的，这代表最坏的情况。

[0059] 充气控制原理被总结在下表中：

[0060]

[0061] 表1：充气控制原理

[0062] 随着时间的推移，跨过膜扩散器的水头损失可以增加，导致穿过处于给定位置的调节阀的空气流下降。应当使用流量计或安装的流量计周期性地(例如每年)检查对应于阀极限位置的实际空气流，并且在需要时调节设定点。

[0063] 自动控制系统可以在不没有氨传感器的情况下操作。可以经由HMI选择该选项。当氨传感器被选择停止运行或有故障或其信号超出范围时，两个反应器被连续地充气，其中对前置反应器的充气在DO控制下，以保持前置反应器高溶解氧设定点。

[0064] 每个MBBR 4、5可以在入口端口和出口端口上方的相对侧装备有四个单独的空气扩散器栅格和两对筛网S。每个充气栅格的纵向轴线以与筛网成直角地定向。对每个栅格的空气供应可以通过致动阀单独地隔离。接收空气的栅格之间的空气分配可以通过手动阀来调节。通过使充气逐渐远离出口筛网，产生了螺旋辊混合模式，这有助于将介质从出口筛网吸走。

[0065] 通过将前置反应器和滞后反应器中的每个栅格1-4选择为开启或关闭，在间歇充气期间使用的空气栅格可以经由HMI指定。栅格1是在出口筛网下方的栅格。在间歇充气期间的充气时间段开始时，空气可以仅被引导至出口筛网下方的栅格持续一时间段(“栅格1提前开始时间”)，以开始混合。如果栅格1提前开始计时器大于零，并且选择了组合的间歇充气选项，则当鼓风机停止时，供应除了出口筛网下方的栅格之外的所选栅格的致动阀关闭。当鼓风机启动时，在栅格1提前开始计时器延迟之后，供应除了栅格1之外的所选栅格的致动阀打开。类似地，如果在充气时间段开始时选择了独立的充气选项，则在栅格1提前开始计时器延迟之后，供应除了栅格1之外的所选栅格的致动阀打开。

[0066] 通过将前置反应器(例如第一MBBR 4)和滞后反应器(例如第二MBBR 5)中的每个栅格1-4选择为开启或关闭，在连续充气期间使用的空气栅格可以经由HMI指定。不同的栅格配置可以用于间歇充气和连续充气。这允许提供高混合能量的配置被用于间歇充气，并且允许最大化氧传递的配置被用于连续充气。

[0067] 在每个反应器中，栅格被物理地识别为A、B、C、D。将每个栅格分配为1、2、3、4取决于哪个MBBR是前置的和哪个MBBR是滞后的而改变。当反应器顺序被逆转时，栅格的数字标志也逆转。标志“栅格1”总是指的是流出筛网下方的栅格。

[0068] 换言之，如果第一MBBR 4是前置反应器，并且第二MBBR 5是滞后反应器，则：

[0069] ·前置反应器栅格1是MBBR 4空气栅格A

[0070] ·前置反应器栅格2是MBBR 4空气栅格B

[0071] ·前置反应器栅格3是MBBR 4空气栅格C

[0072] ·前置反应器栅格4是MBBR 4空气栅格D

[0073] ·前置反应器充气控制阀是MBBR 4阀

[0074] ·前置反应器出口筛网充气隔离阀是MBBR 4阀

[0075] ·滞后反应器栅格1是MBBR 5空气栅格D

[0076] ·滞后反应器栅格2是MBBR 5空气栅格C

[0077] ·滞后反应器栅格3是MBBR 5空气栅格B

[0078] ·滞后反应器栅格4是MBBR 5空气栅格A

[0079] ·滞后反应器充气控制阀是MBBR 5

[0080] ·滞后反应器出口筛网充气隔离阀是MBBR 5

[0081] 可选择地，如果第二MBBR 5是前置反应器，并且第一MBBR 4是滞后反应器，则：

[0082] ·前置反应器栅格1是MBBR 5空气栅格A

[0083] ·前置反应器栅格2是MBBR 5空气栅格B

[0084] ·前置反应器栅格3是MBBR 5空气栅格C

[0085] ·前置反应器栅格4是MBBR 5空气栅格D

[0086] ·前置反应器充气控制阀是MBBR 5

[0087] ·前置反应器出口筛网充气隔离阀是MBBR 5

[0088] ·滞后反应器栅格1是MBBR 4空气栅格D

[0089] ·滞后反应器栅格2是MBBR 4空气栅格C

[0090] ·滞后反应器栅格3是MBBR 4空气栅格B

[0091] ·滞后反应器栅格4是MBBR 4空气栅格A

[0092] ·滞后反应器充气控制阀是MBBR 4

[0093] ·滞后反应器出口筛网充气隔离阀是MBBR 4

[0094] 如上文所陈述的，将通过两个MBBR 4、5的流动方向定期地逆转，使得前置反应器变成滞后反应器，并且反之亦然。这确保了滞后反应器中的细菌具有足够的氨供应以保持活性。在流动已经逆转之后，先前的前置反应器中的废水立即形成最终流出物，并且因此，当流动逆转时，其氨浓度必须低于适当的许可标准。在流动逆转程序开始之前，系统评估前置反应器中可能的氨浓度。在该程序期间，在前置反应器变成滞后反应器之前，采取步骤以将前置反应器中的氨浓度最小化。

[0095] 为了估计设备1正在处理的负载并且因此评估前置反应器中的氨浓度，计算了在之前一小时内鼓风机操作时间的滚动平均值(rolling average)，即“鼓风机操作分数”。如果适当，HMI允许一天中指定多达三次何时将开始流动逆转。当一天中的时间达到“流动逆转开始时间”时，流动方向改变程序启动，条件是鼓风机操作分数小于“禁止流动逆转的鼓风机操作分数”。如果鼓风机操作分数高于该限值，则流动逆转被推迟，直到鼓风机操作分数下降至低于该限值，条件是推迟的时间段不超过“流动逆转可以推迟的最大时间段”。如果超过了流动逆转可以推迟的最大时间段，则放弃启动流动逆转程序的尝试直到下一个指定时间并且发出警报。如果没有指定流动逆转开始时间，则流动逆转被禁止，并且当前流动方向将被永久保持。

[0096] 前置反应器中的液位将略高于滞后反应器中的液位。为了在前置反应器变成滞后反应器并且直接排放时减少液压波动(hydraulic surge)，入口阀在调换成出口阀之前略微改变。该时间段(在该时间段期间不存在通过前置反应器的流动)也提供了在前置反应器开始排放最终流出物之前减少该前置反应器中的氨的机会。

[0097] 当流动逆转程序启动时，鼓风机速度被设置为“在流动逆转期间的鼓风机速度”，并且调节阀被驱动至“流动逆转调节阀位置”。两个反应器被连续地充气。当“流动逆转之前的连续充气的时间段”计时器超时时，程序继续执行下面列出的步骤

[0098] 1.标志“流动逆转”

[0099] 2.启动“最大流动逆转时间”计时器

[0100] 3.打开进入的(incoming)前置反应器入口阀，并且确认打开

[0101] 4.关闭引出的(outgoing)前置反应器入口阀，并且确认关闭

[0102] 5.启动等于“逆转流动的打开出口延迟”的计时器，并且等待到时

[0103] 6.打开所有尚未打开的空气栅格致动隔离阀，并且确认打开。在步骤6结束时，应当使用所有八个空气栅格，以避免当充气锥形逆转时没有空气阀打开的瞬态。

[0104] 7.打开引出的前置反应器出口阀，并且确认打开

[0105] 8.关闭进入的前置反应器出口阀，并且确认关闭

[0106] 9.根据进入的液压顺序重置空气栅格和筛网的数字分配，并且恢复至栅格和筛网的正常操作

[0107] 10.将用于鼓风机控制的DO信号改变至进入的前置反应器

[0108] 11.改变前置反应器/滞后反应器的指示

[0109] 12.移除标志并且重置最大流动逆转时间计时器。如果计时器在标志重置之前到时，则发出警报：“流动逆转顺序失败”

[0110] 如果未确认正确的阀位置，则发出警报。如果流动逆转顺序失败或所有空气阀没有到达适当的位置，则存在介质将积聚在筛网周围，导致水位上升的可能性。这在下文被解决。

[0111] 高液位开关可以被安装在每个MBBR 4、5中。如果任一开关操作，则向相应的出口筛网供应空气的致动阀打开持续30秒，并且然后返回至正常控制。发出警报。如果在擦洗筛网持续30秒之后，高液位开关仍被激活，则MBBR入口废水阀关闭，并且发出警报。流动逆转计时器被冻结，使得流动逆转程序不能启动。充气照常继续进行。

[0112] 如果两个入口废水阀都关闭，则流动绕过设备1。

[0113] 周期性地，更换空气扩散器膜将是必要的。这将要求每个MBBR4、5在将介质转移至剩余的反应器之后转而被排干(drain)。

[0114] 存在以下在HMI上可用的选择：

[0115] ·绕过反应器1

[0116] ·绕过反应器2

[0117] 如果反应器被绕过，则可编程逻辑控制器(PLC)打开剩余的反应器上的入口水阀和出口水阀，并且当确认这些阀打开时，关闭待绕过的反应器上的入口水阀和出口水阀。剩余的反应器的DO设定点被设置为前置反应器高溶解氧设定点。鼓风机由DO直接控制，并且反应器被连续地充气。鼓风机被阻止以低于“在单个反应器中保持混合的最小鼓风机速度”的速度操作。绕过的罐上的空气隔离阀关闭。主动式反应器上的空气调节阀被驱动完全打开。主动式反应器上的尚未打开的空气栅格致动隔离阀打开。这允许使用手动流量平衡阀来调节流向所有四个栅格的空气流，以便产生合适的混合模式。

[0118] 装备有隔离阀(未示出)的介质传输管连接两个罐T1、T2。其目的是有助于将介质从一个反应器转移至另一个反应器，以允许反应器被排干用于维护。在介质转移期间，两个反应器都被连续地充气。这可以通过如以下描述的选择手动控制模式2或3来实现。随着介质迁移，下游反应器中的需氧量将稳步地增加。为了在滞后反应器中提供比前置反应器中更多的空气，前置反应器连续充气最大调节阀位置被设置为刚好大于前置反应器连续充气最小调节阀位置的值，并且滞后反应器连续充气调节阀位置被增加，直到鼓风机接近其全输出操作。当介质已经被转移时，可以绕过待排干的反应器。

[0119] 在手动控制中，设备可以被置于上文描述的三种充气模式中的一种。

[0120] 可以经由HMI选择以下模式

[0121]

[0122]

[0123] 表2：手动可选择的模式

[0124] 这种设施(facility)允许检查特定操作模式的正确操作，而不管占优势的氨浓度如何。

[0125] 可以在每个筛网下方提供充气喷枪，以在出口端口附近提供补充的混合。每对筛网具有单独的致动阀以隔离空气供应。当反应器顺序逆转时，对入口端口上方的筛网的空气供应被隔离。

[0126] 用于两个反应器中的出口端口上方的筛网的充气模式可以选自：

[0127] 1.关闭

[0128] 2.关闭-连续

[0129] 3.关闭-同步-间歇

[0130] 4.关闭-同步-连续

[0131] 5.间歇

[0132] 6.连续

[0133] 在模式2中，当反应器未被充气时，筛网充气关闭，并且当反应器被连续地或间歇地充气时，筛网充气连续地操作。

[0134] 在模式3和模式4中，当反应器未被充气时，筛网充气关闭，并且当反应器被间歇地充气时，筛网充气同步，在这种情况下，当栅格被充气时筛网被充气。模式3中的筛网充气的间歇操作和模式4中的筛网充气的连续操作仅在反应器被连续地充气时发生。间歇筛网充气由“筛网充气开启”计时器和“筛网充气关闭”计时器来控制。

[0135] 在模式5中，间歇筛网充气由相同的筛网充气开启计时器和筛网充气关闭计时器来控制。

[0136] 在模式6中，筛网充气是连续的。

[0137] 在所有模式中，筛网充气仅针对前置反应器和滞后反应器两者的出口筛网。不可能将前置反应器和滞后反应器设置为不同的筛网充气模式。

[0138] 两个变速鼓风机在工作备用配置下操作，以便如上文所描述的在公共鼓风机空气总管中保持操作员可调节的设定点压力，或保持DO设定点。

[0139] 变速驱动(VSD)斜坡率被设置为使得从静止到全速的加速花费约20秒。

[0140] 对于鼓风机工作轮换存在以下操作员调节：

[0141] ·鼓风机A自动工作时间段

[0142] ·鼓风机B自动工作时间段

[0143] ·鼓风机工作操作：自动或手动

[0144] ·手动鼓风机工作选择：鼓风机A或鼓风机B

[0145] 另外，以下密码保护的选项是可用的

[0146] ·启用连续充气模式下的工作/辅助鼓风机操作

[0147] 工作辅助鼓风机操作设施仅意图在试运行期间使用。当介质首次被添加至罐中时，塑料是疏水性的，并且难以“润湿”。空气气泡倾向于变得附接至介质，增加其浮力。介质可以在水中和水外形成静态层部分。增加充气速率可以有助于从层的下侧夹带介质，使得介质逐渐被吸入到悬浮液中。一旦呈悬浮体，表面特性改变，并且疏水性降低。

[0148] 在以自动鼓风机工作操作时，当新的鼓风机接管工作时，PLC启动计时器。当计时器达到该鼓风机的“自动工作时间段”时，则PLC将工作切换到另一鼓风机。“鼓风机A工作时间段”和“鼓风机B工作时间段”是操作员可调节的。在以手动鼓风机工作操作时，操作员可以选择工作鼓风机。只有当MBBR处于手动控制并且已经选择了模式3时，才允许鼓风机A和鼓风机B一起操作。

[0149] 如果在以模式3时启用了工作/辅助操作，那么如果工作鼓风机以100％运行持续超过预设的时间段(“辅助鼓风机开始计时器”)，并且需要更多的空气，则工作鼓风机速度被设置为50％，辅助鼓风机以50％启动，并且鼓风机总管压力控制通过一起调节两台鼓风机的速度而继续。在以工作/辅助模式时，如果鼓风机速度指令已经低于50％持续超过预设的时间段(“辅助鼓风机停止计时器”)，则辅助鼓风机停止，工作鼓风机速度被设置为100％，并且仅使用工作鼓风机的鼓风机总管压力控制被恢复。

[0150] PLC禁止鼓风机，除非：

[0151] ·至少一个MBBR致动阀比预设的最小打开位置(“禁止鼓风机操作的最小调节阀位置”)打开得更多。

[0152] ·打开至少两个位于打开的(如上文定义的)调制空气阀下游的空气栅格隔离致动阀

[0153] 每个鼓风机都配有排放高压开关、排放低压开关和“过滤器限制”压力开关。在任一种情况下，PLC将使鼓风机失效。这被锁定，直到在HMI重置。

[0154] 如果工作鼓风机失效，则PLC将调换工作以运行另一台鼓风机。

[0155] PLC产生与“空气总管高压”和“空气总管低压”设定点相关的空气总管高压警报和空气总管低压警报。只有当鼓风机操作时，才产生低压警报。不存在随后的控制动作。

[0156] 由控制系统使用的设定点及其预期值在下文总结。这些可经由HMI调节。

[0157]

[0158]

[0159]

[0160] 表3：操作设定点

[0161] 现在参考图4A和图4B，示出了本发明的另外的实施方案，包括具有第一MBBR 4’和第二MBBR 5’的设备1’。罐T1’、T2’中的每一个设置有排水阀(drain down valve)V1、V2。存在两个将罐T1、T2相互连接的导管61’、62’，并且每个罐T1、T2设置有一对入口，以适当地接收废水WW’。设备1’的操作如上文关于第一实施方案所阐述的和/或如上文关于实施例所阐述的。

[0162] 本领域技术人员还将理解，上文提及的特征和/或附图中示出的特征的任何数量的组合提供了优于现有技术的明显优势，并且因此在本文描述的本发明的范围内。

标题	发布/更新时间	阅读量
水处理装置-专利编号CN110204008A	2020-05-11	624
水处理方法-专利编号CN102223933A	2020-05-11	721
中央水处理装置-专利编号CN107082501A	2020-05-13	684
水处理设备-专利编号CN104291466B	2020-05-12	921
一种水处理滤瓶-专利编号CN101843996B	2020-05-13	570
软化水处理系统-专利编号CN104860377A	2020-05-13	947
一种水处理系统-专利编号CN110902885A	2020-05-12	395
水处理-专利编号CN110785383A	2020-05-11	320
水处理设备-专利编号CN104291466A	2020-05-12	663
水处理装置-专利编号CN108773955A	2020-05-11	92

水处理

水处理

IPRDB

热门服务

关于我们

友情链接

联系方式