用于對(duì)水處理設(shè)備中的篩網(wǎng)采用空氣沖刷的方法和裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于對(duì)水處理設(shè)備中的篩網(wǎng)采用空氣沖刷的方法和裝置
[0001]與其它串請(qǐng)和專利的關(guān)系
本申請(qǐng)為于2013年12月27日提交的待審批的美國(guó)專利申請(qǐng)14/142，197的部分繼續(xù)申請(qǐng)，其相關(guān)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用而并入在本文中。這個(gè)申請(qǐng)涉及序列號(hào)為N0.14/464870 (r 870)，名為“用于移除水處理系統(tǒng)中的漂浮物和浮渣的裝置和方法(APPARATUS AND METHOD FOR REMOVAL OF FL0ATABLES AND SCUM IN A WATER TREATMENTSYSTEM) ”的共同待審批美國(guó)專利申請(qǐng)，其出于所有目的而全部并入在本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般地涉及水處理領(lǐng)域，更具體地涉及在水處理系統(tǒng)中的沉淀槽，其中，粗砂和稠密固體物質(zhì)被允許從入流(influent;流入物)中進(jìn)行沉淀，而浮游的固體(脂肪、油、油脂、非稠密固體物質(zhì))則被阻止進(jìn)入到出流(effluent ;流出物)沉降器或者固定式排出管道；最具體地涉及用于在包括豎直驅(qū)動(dòng)式篩箱組件(SBX)的水處理設(shè)備中采用空氣沖刷的方法和裝置。有利地，沖刷空氣還在初級(jí)沉淀池中的流入物中產(chǎn)生從篩式沉降器流走的低速表層流，其有助于驅(qū)動(dòng)漂浮物進(jìn)入一個(gè)或多個(gè)浮渣溝槽中進(jìn)行處置。
【背景技術(shù)】
[0003]在發(fā)達(dá)及發(fā)展中國(guó)家中，對(duì)來(lái)自收集系統(tǒng)和廢水處理設(shè)備的廢水排放進(jìn)行初級(jí)處理和消毒是改善水質(zhì)的第一步。隨著國(guó)家不斷進(jìn)步，添加第二級(jí)、第三級(jí)廢水處理程序以提供初級(jí)流出物的附加處理。
[0004]初級(jí)處理經(jīng)由篩選來(lái)移除較大固體物質(zhì)并進(jìn)行重力沉淀以移除較輕和稠密固體物質(zhì)，允許懸浮物質(zhì)進(jìn)入第二級(jí)處理程序或接收水體。采用重力沉淀或凈化的初級(jí)處理按生化需氧量(B0D)測(cè)量被認(rèn)為可移除有機(jī)(污染物)負(fù)荷量的20-33%。第二級(jí)處理通過(guò)將B0D轉(zhuǎn)化成生物量(細(xì)菌)和C02而移除有機(jī)負(fù)荷量的另外50+%。
[0005]第二級(jí)處理提供了足夠的溫度、體積、混合以及氧氣或者在厭氧程序中為無(wú)氧的環(huán)境，以維持消耗在初級(jí)處理之后的廢水中殘留的B0D和營(yíng)養(yǎng)物所必要的細(xì)菌群體。新有機(jī)物質(zhì)連續(xù)不斷地進(jìn)入處理設(shè)備中，所以現(xiàn)存細(xì)菌群體的一部分從該過(guò)程中被移除以促進(jìn)新細(xì)菌的生長(zhǎng)。如果從收集系統(tǒng)中排放的話，那么初級(jí)處理的效率會(huì)直接地影響第二級(jí)處理或者接收水體。
[0006]初級(jí)凈化器或沉降池被認(rèn)為是減少B0D的最經(jīng)濟(jì)手段，因?yàn)閹缀醪恍枰芰坎⑶也挥镁S持生物量。初級(jí)處理沒(méi)有生物量因此就沒(méi)有曝氣能量；沒(méi)有監(jiān)測(cè)生物量以根據(jù)細(xì)菌的類型和數(shù)量來(lái)確定生物量的健康度的過(guò)程控制；不需要通過(guò)移動(dòng)到支流蒸煮器(digester)來(lái)分離和移除或者消耗細(xì)菌；不需要曝氣蒸煮器；并且不需要脫水和處置被稱為二次污泥的多余細(xì)菌。初級(jí)處理缺少?gòu)?fù)雜性很適合于發(fā)展中國(guó)家，并且開(kāi)始有效恢復(fù)它們的地表水和蓄水層，從而致使健康問(wèn)題得以減少。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)的初級(jí)凈化器可以為圓形或矩形槽并且在體積上和幾何形狀上按一定尺寸形成以提供比固體沉淀速度更低的水平流體速度。液體從入口到出流堰(effluentweir)的水平流動(dòng)時(shí)間和距離必須大于懸浮固體的沉淀時(shí)間和距離，以使得固體在到達(dá)高位出流堰之前沉淀到槽的底部。這些沉淀的固體包含大部分原污水中的BOD。這是重要的第一階段，因?yàn)槊撾x初級(jí)凈化器的固體越多(或者如果沒(méi)有初級(jí)凈化器)，則進(jìn)入第二級(jí)處理程序或者流出物接收的水體中的BOD越高。進(jìn)入第二級(jí)處理程序的BOD越高，所需要的第二級(jí)程序裝備和槽就越大，所需要、生產(chǎn)和處置的生物量就越多，必須耗費(fèi)的過(guò)程能量就越多。進(jìn)入接收水體的流出物流的BOD越高，水體的富營(yíng)養(yǎng)化就越大，并且因缺少消毒而越有害于健康。
[0008]包括出流堰的篩式沉降器被公開(kāi)在名為“初級(jí)均衡槽沉淀槽(PRIMARYEQUALIZAT1N TANK SETTLING TANK) ” 的美國(guó)專利 7，972，505 (' 505)和名為“用于沉淀槽的篩式沉降器組件(SCREENED DECANTER ASSEMBLY FOR A SETTLING TANK) ”的美國(guó)專利8, 398, 864 (r 864)中，兩者出于所有目的而全部并入。篩式沉降器的移動(dòng)是繞樞軸的弧形旋轉(zhuǎn)。篩式沉降器繞樞軸的豎直移動(dòng)包括在運(yùn)動(dòng)方向上的水平和豎直移動(dòng)。取決于槽的深度，樞軸臂的長(zhǎng)度要求沉降器組件在槽中占據(jù)相對(duì)大的足跡。
[0009]2013年12月27日提交的序列號(hào)N0.14/142，197的母申請(qǐng)公開(kāi)了一種呈箱形、橢圓形或者圓筒形的改進(jìn)篩網(wǎng)組件，其可以在豎直方向上可控地得以驅(qū)動(dòng)以使篩網(wǎng)對(duì)污水的暴露量最優(yōu)化以改變污水平面，并且其可以從污水中提升以便在專用架空裝置中進(jìn)行反沖和殺菌。因?yàn)楹Y網(wǎng)組件的運(yùn)動(dòng)僅僅是豎直的，因此所需要的足跡可以相對(duì)小。
[0010]在連續(xù)使用廢水處理中的篩網(wǎng)裝置時(shí)，篩網(wǎng)的污垢和堵塞是一個(gè)重要的操作性問(wèn)題。需要一種用于簡(jiǎn)單地且自動(dòng)地防止任何篩網(wǎng)組件的上游表面的污垢的裝置和方法。
[0011]本發(fā)明的主要目的是維持流入物貫穿任何篩網(wǎng)組件的合適流動(dòng)。
[0012]本發(fā)明的另一目的是有助于在初級(jí)沉淀槽中清洗來(lái)自進(jìn)水貯液器(influentreservoir)的表面的可漂浮物質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]簡(jiǎn)單地來(lái)講，本發(fā)明提供可一種用于簡(jiǎn)單地且自動(dòng)地防止篩網(wǎng)表面的上游表面的污垢的空氣沖刷方法和裝置，該篩網(wǎng)表面被用于篩選從沉淀槽中進(jìn)行沉降的流體。在本申請(qǐng)的一個(gè)方面，呈矩形箱、橢圓形或者圓筒形的篩箱(SBX)組件在豎直方向上可控地得以驅(qū)動(dòng)，以使篩網(wǎng)對(duì)廢水的暴露量最優(yōu)化。如本文中所用，術(shù)語(yǔ)“SBX”應(yīng)該被認(rèn)為意味著用于從液體中過(guò)濾固體的所有形式的篩箱，包括在序列號(hào)為N0.14/142，197的專利申請(qǐng)中公開(kāi)的低姿態(tài)SBX(LPSBX)。在本發(fā)明的另一方面，如美國(guó)專利7，972，505 Γ 505)中所公開(kāi)那樣將篩網(wǎng)表面粘貼到或者放置在靜態(tài)排放管的上游。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的SBX組件包括特細(xì)篩網(wǎng)；三維篩網(wǎng)框架，其支承篩網(wǎng)并且沿篩網(wǎng)邊緣密封，以防止液體和固體旁通篩網(wǎng)；以及附裝到框架的空氣室，其在篩網(wǎng)的最低高度處提供空氣沖刷。
[0015]空氣室傳統(tǒng)地附裝到SBX組件的下部區(qū)域并且大致平行于初級(jí)沉淀槽中的液體表面而安裝。氣室從壓縮空氣源提供氣體，優(yōu)選是空氣，并且設(shè)置有多個(gè)出口孔，使得離開(kāi)氣室的空氣大致朝著低于初級(jí)沉淀槽中的液體平面的SBX篩網(wǎng)的上游表面進(jìn)行引導(dǎo)。優(yōu)選地，SBX篩網(wǎng)從底部到頂部向外傾斜，使得隨著來(lái)自氣室的氣泡沿篩網(wǎng)表面向上移動(dòng)而到達(dá)液體表面，它們就靠重力而被強(qiáng)制與篩網(wǎng)保持接觸，由此，從篩網(wǎng)表面沖刷所積聚的濾渣。當(dāng)?shù)竭_(dá)液體表面時(shí)，氣泡遠(yuǎn)離SBX組件水平地進(jìn)行移動(dòng)并且朝向初級(jí)沉淀槽中的一個(gè)或多個(gè)浮渣溝槽附近。從而來(lái)自氣室的氣流首先沖刷篩網(wǎng)然后其次將液體表面上的浮渣和漂浮物朝向浮渣溝槽進(jìn)行引導(dǎo)。
【附圖說(shuō)明】
[0016]通過(guò)結(jié)合附圖閱讀以下說(shuō)明，本發(fā)明的前述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)及其當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例將會(huì)變得更加顯而易見(jiàn)，其中:
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的單槽廢水處理機(jī)構(gòu)的局部切剖透視圖；
圖2為具有空氣沖刷裝置的第一實(shí)施例的SBX的正面剖視圖；
圖3為具有空氣沖刷裝置的第二實(shí)施例的SBX的正面剖視圖；
圖4為具有空氣沖刷裝置的第三實(shí)施例的SBX的正面剖視圖；
圖5為根據(jù)'505專利公開(kāi)的現(xiàn)有技術(shù)的單槽廢水處理機(jī)構(gòu)的示意性正面剖視圖；
圖6為包括被布置在篩網(wǎng)和固定式排出管道上游的空氣沖刷裝置的第一實(shí)施例的圖5所示裝置的正面剖視圖；
圖7為包括被布置在篩網(wǎng)和固定式排出管道上游的空氣沖刷裝置的第二實(shí)施例的圖5所示機(jī)構(gòu)的正面剖視圖；
圖8為包括被布置在篩網(wǎng)和固定式排出管道上游的空氣沖刷裝置的第三實(shí)施例的圖5所示機(jī)構(gòu)的正面剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]在整個(gè)下列說(shuō)明中闡述具體細(xì)節(jié)以供本發(fā)明更加完整的理解。然而，本發(fā)明可以不具有這些細(xì)節(jié)來(lái)進(jìn)行實(shí)施。在其它示例中，未詳細(xì)地示出或者描述熟知元件以避免使本公開(kāi)不必要地晦澀。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖被認(rèn)為是示例性而并非限制性。還要注意的是附圖未按規(guī)定比例繪制。
[0018]圖1至4示出關(guān)于流體處理系統(tǒng)中的SBX的本發(fā)明第一實(shí)施例。圖5至8示出關(guān)于流體處理系統(tǒng)中的固定式排出管道的本發(fā)明實(shí)施例。本發(fā)明是用于從初級(jí)廢水處理系統(tǒng)中的SBX或者靜態(tài)排出管道上的篩網(wǎng)上游側(cè)空氣沖刷物質(zhì)的系統(tǒng)(方法和設(shè)備)。
[0019]圖1示出了在“用于廢水處理系統(tǒng)的漂浮物和浮渣移除設(shè)備(FLOATABLES ANDSCUM REMOVAL APPARATUS FOR A WASTE WATER TREATMENT SYSTEM) ” 這一共同待審批美國(guó)專利申請(qǐng)14/142,099中所公開(kāi)的矩形初級(jí)沉淀槽，其出于所有目的而全部并入。圖1的初級(jí)沉淀槽10通過(guò)由控制閥(未示出)所控制的進(jìn)水管(influent pipe) 12從廢水收集系統(tǒng)接收廢水。廢水處理系統(tǒng)還可以被用在受益于均衡地流入到廢水處理過(guò)程的其它應(yīng)用中，諸如的工業(yè)批量排放、雨水以及在廢水處理廠的腐敗物接收。因重力、栗操作或者兩者的結(jié)果，廢水到達(dá)廢水處理系統(tǒng)。初級(jí)沉淀槽具有外壁14。格柵16在外壁14和初級(jí)沉淀槽10的內(nèi)部18之間位于初級(jí)沉淀槽10中。格柵16阻止較大的無(wú)機(jī)物固體和漂浮物進(jìn)入廢水處理系統(tǒng)中。
[0020]初級(jí)沉淀槽10根據(jù)用于收集系統(tǒng)的日常流動(dòng)模式采用普遍公知的工程慣例按一定尺寸構(gòu)建。初級(jí)沉淀槽10的尺寸相比于進(jìn)水管12的直徑要大，以致當(dāng)水進(jìn)入到初級(jí)沉淀槽10時(shí)來(lái)流速度顯著地降低。優(yōu)選地，通過(guò)將該水流分開(kāi)使來(lái)水速度進(jìn)一步得以減小，因此在槽10的相對(duì)端有兩個(gè)進(jìn)水管12 (第二進(jìn)水管12在切剖圖1中不可見(jiàn))。流入供給溝槽20接收進(jìn)來(lái)的廢水并且沿箭頭22的方向引導(dǎo)該水流。當(dāng)水平面上升至格篩16的平面時(shí)，浮渣和淤泥(未示出)穿過(guò)格篩16，越過(guò)固定堰24進(jìn)入到槽10的內(nèi)部26。大型漂浮物(未示出)諸如塑料固體被阻止穿過(guò)格篩16。淤泥靠重力收集在淤泥漏斗28中，并可以通過(guò)出口 30而從淤泥漏斗28中得以移除。設(shè)置浮渣和漂浮物溝槽32以收集穿過(guò)格篩16的浮