[发明专利]用于增加通过污水处理系统的均匀出水流动的器械和方法

说明书

与其他申请和专利的关系

本申请是2015年12月30日提交的、序列号为14/984,206的未决美国专利申请（'206申请）的部分连续案；其是2014年8月28日提交的、序列号为14/471,247的未决美国专利申请（'247申请）的部分连续案；其是2013年12月27提交的、序列号为14/142,197的未决美国专利申请的部分连续案（'197申请）。所有前述申请的全部内容在此通过引用并入本文中以用于所有目的。

技术领域

本发明涉及污水处理的领域；更具体地，涉及用于形成通过微孔筛网的均匀出水流动以最大化流动体积并最小化停机时间的器械和方法；且更具体地，涉及筛箱（SBX）组件（其在本文中也称为“筛式沉降器”且可与“筛式沉降器”互换）包括一个筛网或并行操作的多个筛网以将液体从固体分离。

背景技术

在发达和发展中国家中，从收集系统和污水处理设施排放的污水的初级处理和消毒是改善水质的第一步。通常，增加第二级和第三级污水处理过程以对初次出水提供额外处理。

初级处理经由筛分和重力沉降移除大的和密度大的固体，从而允许平衡浮力的物质传递到第二级处理过程或者受纳水体中。利用重力沉降或澄清的初级处理被认为，如以生化需氧量（BOD）计，移除了20-33%的有机负载量。通过将BOD转换成呈细菌形式的生物质和C0₂，第二级处理移除另外50+%的有机负载量。

第二级处理提供具有适当温度、体积、混合和氧气或在厌氧过程中缺乏氧气的环境，以维持消耗在初级处理之后的污水中剩余的BOD和养分所必需的细菌种群。新的有机物连续进入处理设施，因此现有的细菌种群的一部分被从过程移除以促进新的细菌的生长。初级处理的有效性直接地影响第二级过程或受纳水体（如果从收集系统排放的话）。

初级澄清器或沉降池被认为是减少污水中的BOD的最经济的装置，因为几乎没有能量要求，且没有生物质要维持。初级处理不产生生物质，且因此不要求通气能量；没有控制以监视生物质来确定生物质的健康的过程；不通过移动到侧流消化池来分离或移除细菌；不对消化池通气；且无需对过剩细菌（也称为第二级污泥）进行脱水和处理。缺乏复杂性的初级处理使其非常适用于发展中国家以促进地表水和含水层的恢复，从而导致健康问题减少。

已知的初级澄清器包括圆形或矩形罐，且就体积和几何形状方面被确定大小以提供低于固体沉降速度的水平流体速度。液体从入口到出水堰或沉降器的水平行进时间和距离必须大于悬浮固体的沉降时间和距离，以便在到达出水堰或沉降器之前固体沉降出去。这些沉降的固体包含未经处理的污水中的大部分BOD。该第一阶段的有效性是重要的，因为离开初级澄清器的固体越多，进入第二级处理过程或出水-受纳水体的BOD越低。

'197申请公开了带有超细筛网的改善的筛式沉降器（在本文中也称为筛箱或“SBX”），其具有盒子、卵圆或筒体的形式，其沿竖直方向可控地驱动以优化筛网到不同污水水平的暴露，且其能够从污水中提升以在专用的高架器械中反洗和消毒。因为筛网组件的运动仅是竖直的，所以在罐中所要求的占用空间能够相对小。空气冲洗集管提供气泡以用空气冲洗筛网表面。该申请进一步公开了对污水系统有用的低轮廓筛箱，污水系统具有高流动、用以置放筛箱的有限的表面积，和/或现有初级澄清器的浅在用罐（shallow active tank）体积，其中，多个筛箱或格栅可并行成组，从而以受控的筛网负载速率提供必要的筛网表面积。

'197申请进一步公开了一种偏转板，对于可被扰动且开始朝筛网运动的固体，其增加了到筛网表面的水平行进距离。

还在'197申请中公开了用于SBX的带挡板的提升柱和组合的短粗出水排出管。带挡板的提升柱是有狭槽或穿孔的圆管，其在堰或沉降器下方连接到出水管或软管。提升柱在带有开口的SBX中居中，以促使通过筛网的流动分布。长矩形的筛网格栅具有3个提升柱，其在筛网格栅中居中且等距地间隔开。优选地，带挡板的提升柱的开口面积在底部处最小，且随着高度增大，从而在提升柱的下部部分处产生压头损失，以平衡行进距离和压力，且因此平衡从液体接触的最低点到最高点通过筛网的流动。

通过'247申请公开了用于简单且自动地防止污染任一筛网组件的上游表面的器械和方法。