CN109311715A - 雨水的生物接触和溶解气浮选处理 - Google Patents

雨水的生物接触和溶解气浮选处理 Download PDF

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Abstract

一种废水处理***包括具有生物处理单元的第一子***和具有溶解气浮选单元的第二子***。一种处理废水的方法包括将第一废水流引导至生物处理单元，并且将溢流废水流引导至溶解气浮选单元。一种促进在生物处理***中溢流废水的处理的方法包括以并行配置将溢流处理***与生物处理***连接，溢流处理***具有溶解气浮选单元；以及将活性污泥的一部分从生物处理***引导至溢流处理***。

Description

雨水的生物接触和溶解气浮选处理
相关申请
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2016年6月14日提交的名称为“BiologicalContact and Dissolved Air Flotation Treatment of Storm Water”的美国临时申请序号62/349,924的优先权，该临时申请通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本文公开的方面和实施方案涉及处理废水的***和方法。更具体地，公开的方面和实施方案涉及通过将第一废水流引导至生物处理单元并且将溢流废水流(overflowstream of wastewater)选择性地引导至与生物处理单元并行操作的溢流处理***(overflow treatment system)来处理废水的***和方法。
概述
根据一个方面，提供了废水处理***，其包括第一子***和第二子***。第一子***和第二子***可以被布置成以并行配置操作。第一子***可以包括废水导管、生物处理单元和固液分离单元。第二子***可以包括接触罐(contact tank)和溶解气浮选单元(dissolved air flotation unit)。
在一些实施方案中，第一子***包括与废水源流体连通的废水导管。废水导管可以具有废水出口和溢流出口，该溢流出口被配置成输出溢流废水。第一子***还可以包括生物处理单元，该生物处理单元具有与废水导管的废水出口流体连通的入口。生物处理单元可以被配置成生物分解废水的有机组分以形成第一混合液。第一子***还可以包括固液分离单元，该固液分离单元具有与生物处理单元流体连通的入口。固液分离单元可以被配置成从第一混合液的一部分中分离固体并形成第一贫固体流出物(firstsolid-leaneffluent)和返回的活性污泥。固液分离单元还可以被配置成通过流出物出口输出第一贫固体流出物并通过返回的活性污泥出口输出返回的活性污泥。在一些实施方案中，固液分离单元包括澄清器。
在某些实施方案中，第二子***包括接触罐，该接触罐具有与废水导管的溢流出口选择性流体连通的第一入口。接触罐可以具有与返回的活性污泥出口选择性流体连通的第二入口。接触罐可以被配置成将溢流废水与返回的活性污泥混合以形成第二混合液。第二子***还可以包括溶解气浮选单元，该溶解气浮选单元具有与接触罐流体连通的入口。溶解气浮选单元可以被配置成从第二混合液的一部分中分离悬浮物并形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料(waste solid)。溶解气浮选单元还可以被配置成通过溶解气浮选单元的流出物出口输出第二贫固体流出物。溶解气浮选单元可以被配置成从第二混合液中去除脂肪、油和油脂。
废水处理***还可以包括位于接触罐的上游的阀。阀可以位于废水导管内。该阀可以被配置成在溢流出口和接触罐之间选择性地提供流体连通。在一些实施方案中，该***还包括位于阀的上游的流量计。流量计可以位于废水导管内。流量计可以被配置成测量废水的流量(flow rate)。在一些实施方案中，流量计与阀电连通，该阀可以被配置成响应于废水的超过阈值流量的流量而在溢流出口和接触罐之间提供流体连通。废水处理***还可以包括位于接触罐的上游的阀。该阀可以被配置成在第一子***的返回的活性污泥出口和接触罐之间选择性地提供流体连通。
根据某些实施方案，废水处理***还可以包括在溶解气浮选单元的浮选的固体出口和生物处理单元的第二入口之间延伸的流出物导管。废水处理***可以包括在溶解气浮选单元的浮选的固体出口和接触罐的第三入口之间延伸的流出物导管。
第一子***的生物处理单元可以包括充气的缺氧区(aerated anoxic region)和有氧区(aerobic region)。第一子***的生物处理单元可以包括彼此流体连接的充气的缺氧罐和有氧罐。
在一些实施方案中，废水处理***还包括初级澄清器(primary clarifier)。初级澄清器可以包括与废水源流体连通的入口、贫固体出口和富固体出口。初级澄清器的贫固体出口可以与生物处理单元和接触罐中的至少一个流体连通。废水处理***还可以包括厌氧消化器(anaerobic digester)。厌氧消化器可以具有与溶解气浮选单元流体连通的第一入口、与初级澄清器的富固体出口流体连通的第二入口以及与固液分离单元和生物处理单元中的至少一个流体连通的出口。废水处理***还可以包括增稠器单元(thickenerunit)。增稠器单元可以包括与初级澄清器的富固体出口流体连通的入口和与厌氧消化器流体连通的出口。
根据另一个方面，提供了一种处理废水的方法。该方法包括将第一废水流引导至生物处理单元，将生物处理的混合液引导至固液分离单元，将溢流废水流选择性地引导至接触罐，将活性污泥的第一部分从固液分离单元选择性地引导至接触罐，将溢流混合液引导至溶解气浮选单元，以及将来自固液分离单元的贫固体流出物和来自溶解气浮选单元的贫固体流出物引导至处理的水出口。
处理废水的方法可以包括将第一废水流引导至生物处理单元，并在生物处理单元中生物处理第一废水流以形成生物处理的混合液。该方法还可以包括将生物处理的混合液引导至固液分离单元，并在固液分离单元中分离生物处理的混合液。生物处理的混合液可以在固液分离单元中被分离，以形成第一贫固体流出物和活性污泥。
在一些实施方案中，处理废水的方法可以包括将溢流废水流选择性地引导至与生物处理单元和贫固体分离单元并行操作的接触罐。溢流废水流可以响应于第一废水流的超过阈值流量的流量而被引导至接触罐。该方法还可以包括将活性污泥的第一部分选择性地引导至接触罐，并且将溢流废水流与活性污泥在接触罐中混合以形成溢流混合液。该方法还可以包括将溢流混合液引导至溶解气浮选单元，并在溶解气浮选单元中分离溢流混合液。在一些实施方案中，溢流混合液可以被分离以形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料。在一些实施方案中，分离溢流混合液还包括从溢流混合液中去除脂肪、油和油脂。
该方法还可以包括将第一贫固体流出物和第二贫固体流出物引导至处理的水出口。
在某些实施方案中，该方法还包括将浮选的固体的第一部分引导至生物处理单元。该方法还可以包括将浮选的固体的第二部分引导至接触罐。
活性污泥的第一部分可以占活性污泥的约5％至约100％之间。在一些实施方案中，该方法可以包括将活性污泥的第二部分再循环至生物处理单元。
根据某些实施方案，该方法可以包括将废水引导至初级澄清器，并且在初级澄清器中分离废水以形成澄清化的废水和富固体流出物。该方法还可以包括将澄清化的废水的第一部分引导至第一废水流。该方法还可以包括响应于第一废水流中澄清化的废水的超过阈值流量的流量而将澄清化的废水的第二部分选择性地引导至溢流废水流。
根据另一方面，提供了促进生物处理***中溢流废水的处理的方法，该生物处理***包括与固液分离单元流体连通的生物处理单元。生物处理单元可以被配置成产生第一贫固体流出物和活性污泥。促进处理的方法可以包括将溢流处理***连接至溢流废水流，以及将返回的活性污泥导管连接在生物处理***和溢流处理***之间。
在一些实施方案中，该方法包括以并行配置将溢流处理***与生物处理***连接。溢流处理***可以响应于第一废水流的超过阈值流量的流量而与溢流废水流选择性地流体连通。在一些实施方案中，溢流处理***包括与溶解气浮选单元流体连通的接触罐。溢流处理***可以被配置成产生第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料。该方法可以包括连接溢流处理***，该溢流处理***被配置成从溢流废水流中去除脂肪、油和油脂。
促进溢流废水的处理的方法可以包括在生物处理***和溢流处理***之间连接返回的活性污泥导管。返回的活性污泥导管可以被配置成将活性污泥的一部分引导至溢流处理***。返回的活性污泥的该部分可以响应于溢流处理***与溢流废水流流体连通而被引导至溢流处理***。
在某些实施方案中，促进溢流废水的处理的方法还包括在生物处理单元的上游安装流量计，并且将阀电连接至该流量计。流量计可以被配置成测量废水流量。该阀可以被配置成将废水的第一部分引导至第一废水流，并且将废水的第二部分引导至溢流废水流。废水的第一部分和废水的第二部分可以响应于来自流量计的超过阈值流量的废水流量的测量结果而被引导。
该方法还可以包括响应于流量计测量到超过阈值流量的流量而提供将返回的活性污泥的一部分引导至溢流处理***的指令。在一些实施方案中，被引导至溢流处理***的返回的活性污泥的该部分与由流量计测量到的流量成比例地增加。该方法还可以包括提供将基本上所有的废水引导至第一废水流的指令，直到流量计测量到阈值废水流量。该方法还可以包括响应于流量计测量到超过阈值流量的流量而将溢流废水引导至溢流废水流。
在一些实施方案中，促进溢流废水的处理的方法还包括提供溢流处理***和返回的活性污泥导管中的至少一个。
附图简述
附图并不意图是按比例绘制。在附图中，在各个图中图示的每个相同的或近似相同的部件由相同的数字表示。为了清楚起见，在每个图中可以不是每个部件都被标记。在附图中：
图1是根据一个实施方案的废水处理***的方框流程图；
图2是根据另一个实施方案的废水处理***的替代的方框流程图；以及
图3是根据另一个实施方案的废水处理***的又一个替代的方框流程图。
详细描述
来自潮湿天气事件的增加的废水积聚可以在城市废水处理***中引起许多问题。某些废水***被设计成使得来自雨水排水道(storm drain)中的水可以与废水混合，在暴风雨事件中引起废水体积的大幅增加。当雨水(storm water)和废水体积超过使用常规城市废水处理***可以处理的水的体积时，过量的废水可能得不到处理。在某些情况下，未经处理的过量废水被简单地排放，导致河流、海湾和河口的污染问题。
并非所有城市废水处理***都存在基础设施问题。较新的处理场所可能已经安装了用于废水和雨水的单独的***，使得两种废水不混合。然而，在较旧的处理场所，雨水和废水两者在暴风雨事件期间是流体连通并且混合的。某些暴风雨具有产生超过这些常规城市废水场所的处理极限的水体积的能力。
雨水可以含有高浓度的污染物。当被任由未处理时，雨水可以对水质、生物资源和公共健康产生影响。排放的未经处理的雨水经常超过各种污染物的排放极限。具体地，雨水径流(storm water runoff)，即流经铺设的表面并流入最近水路的大量雨水，可能含有高浓度的污染物，包括沉积物(悬浮固体)以及脂肪、油和油脂(FOG)。例如，来自具有许多道路、停车场和工业区的城市地区的雨水径流可能含有特别高浓度的FOG。
某些常规的固液分离单元，例如澄清器、沉降池和利用重力从废水中分离悬浮固体的其它沉淀分离单元(sedimentation separation unit)，可能无法有效地从废水中去除FOG。因此，用常规固液分离单元处理的雨水径流可能不符合市政排放要求。
在废水处理行业中，存在对在潮湿天气事件期间由关于合流下水道溢流(combined sewer overflow)(CSO)的问题引起的过量废水流动问题的解决方案的需求。具体地，存在对产生符合所有市政排放要求的处理的水的有效处理***的需求。在一些实施方案中，本文公开的***和方法提供了对关于例如由潮湿天气事件引起的溢流废水的处理问题的解决方案。本文公开的***和方法可以能够产生已经生物处理的并且处理以去除FOG的处理的水。与常规废水处理***相比，本文公开的***和方法可以提供关于例如资本成本、操作成本、效率和环境友好性的优点。
在一些实施方案中，本文公开的方法和***提供了废水处理***，该废水处理***包括能够充分处理溢流废水的溢流废水处理子***。溢流废水处理子***可以响应于包括雨水径流的废水的流量增加或响应于废水中FOG的浓度增加而接收废水。溢流废水子***可以包括能够从废水中去除FOG的溶解气浮选(DAF)单元。
本文公开的***和方法可以采用废水处理***，该废水处理***包括第一子***和并行操作以处理溢流废水的第二子***。具体地，第一子***可以包括具有生物处理单元和固液分离单元的主处理***，而第二子***可以包括具有接触罐和DAF单元的溢流处理***。一种可能的溢流***包括生物接触罐，接着是DAF单元。例如，第二子***可以包括处理***(Evoqua Water Technologies LLC，沃伦代尔，PA)。
本文公开的方面和实施方案涉及用于处理废水的***和方法。如本文所用，术语“废水”包括，例如，城市废水、工业废水、农业废水、雨水和含有不希望的污染物的任何其它形式的待处理液体。本文公开的方面和实施方案可以被用于初级废水处理、二级废水处理或两者。本文公开的方面和实施方案可以从废水中去除足够的污染物，以产生可以被用于例如灌溉水、饮用水、冷却水、锅炉水箱水(boiler tank water)或用于其它目的的产品水。具体地，本文公开的方面和实施方案涉及用于处理溢流废水的***和方法。溢流废水可以包括来自潮湿天气事件的过量雨水或任何其它过量废水。
如本文所使用的术语，“上游”单元操作指的是在第二单元操作之前对正在经历处理的流体进行的第一单元操作。类似地，“上游”处理器皿(treatment vessel)、导管或其部分指的是第一处理器皿、导管或其部分，在第二处理器皿、导管或其部分中进行的第二单元操作之前，在所述第一处理器皿、导管或其部分中进行第一单元操作。“下游”单元操作指的是在第一单元操作之后对正在经历处理的流体进行的第二单元操作。类似地，“下游”处理器皿、导管或其部分指的是第二处理器皿、导管或其部分，在第一处理器皿、导管或其部分中进行的第一单元操作之后，在所述第二处理器皿、导管或其部分中进行第二单元操作。
具有与下游单元操作和/或处理器皿的入口“直接流体连通”的出口的上游单元操作和/或处理器皿将从上游单元操作和/或处理器皿的出口输出的材料引导至下游单元操作和/或处理器皿的入口，而没有对该材料进行任何干预操作。
本文公开的各种单元操作和/或处理器皿将流体和/或污泥分离成富固体部分和贫固体部分，其中贫固体部分具有比富固体部分低的固体浓度。如本文使用的术语，材料的“再循环”指的是将来自下游单元操作和/或处理器皿的出口的材料引导至在所述下游单元操作和/或处理器皿的上游的单元操作和/或处理器皿的入口。
如本文所公开的，结构可以被称为罐、单元、器皿、导管等。应当理解的是，本文描述的配置可以包括或包含任何这样的结构，包括但不限于罐、单元、器皿、导管、管道、通道、渠道、池、管子和容器。例如，接触罐可以包括或包含罐、导管、管道、池、器皿等。作为另一个实例，溶解气浮选单元可以包括或包含罐、导管、管道、池、器皿等。此外，除非明确公开，否则本文公开的任何结构可以是至少部分地开放或关闭的。
根据一个方面，提供了废水处理***，其包括第一子***和第二子***。第一子***和第二子***可以被布置成以并行配置操作。在一些实施方案中，第一子***和第二子***不串联操作。通常，第一子***可以作为主废水处理***基本上连续地操作。第二子***可以作为溢流废水处理***选择性地操作和/或根据需要操作。第二子***可以响应于待处理的废水的增加的体积而操作。在一些实施方案中，第一子***可以包括废水导管、生物处理单元和固液分离单元。第二子***可以包括接触罐和DAF单元。任一个***还可以包括一个或更多个流体导管、再循环管线、阀、控制器以及在线(in-line)测量装置或外部测量装置，以进一步改进操作。第一子***的性质和功能可以类似于共同待决的美国专利申请号15/056,348中描述的那些，该申请的名称为“Enhanced Biosorption of WastewaterOrganics using Dissolved Air Flotation with Solids Recycle”，公开为US 2016/0200609A1，该申请出于所有目的通过引用以其整体并入本文。
在一些实施方案中，第一子***包括与废水源流体连通的废水导管。废水导管可以具有废水出口和溢流出口，该溢流出口被配置成输出溢流废水。第一子***的下游部件可以与废水出口流体连通。第二子***可以与废水导管的溢流出口选择性流体连通。在一些实施方案中，废水导管可以包括一个或更多个阀，该阀有时在本文中被称为“溢流阀”，其被配置成允许废水流向下游***部件。例如，废水导管可以包括溢流阀，该溢流阀被配置成在溢流出口和第二子***之间选择性地提供流体连通。该阀可以响应于通过废水导管的增加的废水流量而打开或关闭。
在一些实施方案中，该***还包括位于溢流阀的上游的流量计。流量计可以位于废水导管内或废水导管的上游。例如，流量计可以在线位于废水导管内。流量计通常可以位于溢流出口的上游。流量计可以被配置成测量废水的流量。流量计可以与溢流阀电连通，溢流阀可以被配置成响应于从流量计接收的流量测量结果而在溢流出口和第二子***之间提供流体连通。具体地，溢流阀可以被配置成响应于废水的超过阈值流量的流量而提供与第二子***的流体连通。
通常，每个城市废水处理***可以具有不同的用于待处理废水的体积和流量的容量。每个***的阈值流量可以取决于主处理操作，第一子***的容量。在一些实施方案中，第一子***可以处理平均每天约1亿加仑的废水。废水处理***通常可以被设计成使得它们能够处理比预期需求更大的体积和流量。在这样的实施方案中，第一子***可以能够处理超过其平均每天处理体积高达约3000万或高达约4000万加仑，而没有水力或***问题。
本文公开的***和方法设想用于各种尺寸和预期体积容量的废水。例如，第一子***可以处理平均每天1000万加仑的废水、每天5000万加仑的废水、每天1亿加仑的废水、每天2亿加仑的废水，或任何预期的体积和流量的废水。第一子***可以能够处理大于其平均每天体积的另外的体积和流量的废水。在一些实施方案中，在废水被引导至第二子***之前，第一子***可以每天处理比其平均每天废水处理体积多约10％、约20％、约30％或约40％的废水。在一些实施方案中，当废水体积预计大于由第一子***处理的平均每天废水体积时，溢流第二子***接收废水。例如，在一些实施方案中，当废水体积预计大于平均每天废水体积约10％，预计大于平均每天废水体积约20％，预计大于平均每天废水体积约30％，或预计大于平均每天废水体积约40％时，溢流第二子***接收废水。
潮湿天气事件还可以导致待处理废水的流量的激增(surge)。阈值流量还可取决于废水被递送至废水处理***时废水的峰值流量。某些废水处理***可以能够处理大于该***的平均流量的约三倍或四倍的峰值流量。大于***的平均流量的三倍或四倍的峰值流量可以对第一子***造成水力和/或其它处理问题。例如，被设计成处理平均每天约1000万加仑的***可以具有处理每天约4000万加仑的峰值流量的容量，并且忽视任何超过此流量的流量。在另一个实例中，被设计成处理平均每天约1亿加仑的***可以能够处理每天约2亿加仑的峰值流量，并且忽视任何超过此流量的流量。在一些实施方案中，阈值流量是大于***的平均流量的任何流量，是***的平均流量的约两倍的流量，是***的平均流量的约三倍的流量，或者是***的平均流量的约四倍的流量。因此，在一些实施方案中，溢流阀可以被配置成响应于废水的超过***的平均流量、超过***的平均流量的约两倍、超过***的平均流量的约三倍、或超过***的平均流量的约四倍的流量而提供与第二子***的流体连通。
在某些实施方案中，该***还可以包括传感器，该传感器被配置成测量废水中污染物的浓度。传感器可以是在线的或与废水流体连通。传感器可以位于废水导管内或废水导管的上游。传感器可以与废水导管流体连通。传感器可以与溢流阀电连通，溢流阀可以被配置成响应于从传感器接收的污染物浓度测量结果而在溢流出口和第二子***之间提供流体连通。传感器可以被配置成测量废水中脂肪、油和油脂(FOG)的浓度。例如，传感器可以是红外分析仪或包括红外分析仪。在一些实施方案中，通过重量分析测量FOG。示例性传感器包括TOG/TPH(Wilks Enterprise,East Norwalk,CT)和傅立叶变换红外(FTIR)光谱仪，例如由Thermo Fisher Scientific(Waltham,MA)和EMD Millipore(MerckKGaA,Darmstadt,Germany的子公司)分销的那些。
在某些实施方案中，溢流阀可以被配置成响应于废水中FOG的超过阈值浓度的增加的浓度而提供与第二子***的流体连通。在一些实施方案中，FOG的阈值浓度是300mg/L、400mg/L或500mg/L。因此，该***可以被配置成当废水中FOG的浓度是300mg/L或更高、400mg/L或更高、或500mg/L或更高时允许废水导管和第二子***之间的流体连通。
第一子***可以包括生物处理单元。通常，生物处理单元是本领域技术人员已知的。生物处理单元可以被配置成生物分解废水的有机组分以形成第一混合液。生物处理单元可以包括有氧处理单元、厌氧处理单元或两者的组合。本文公开的生物处理单元通常采用活性污泥工艺(ASP)***。ASP***可以包括常规的ASP或循环ASP。生物处理单元还可以包括膜生物反应器、流化床生物反应器或集成的固定膜活性污泥工艺。
在一些实施方案中，生物处理单元可以被供应有足够的氧气，用于在生物处理单元中产生有氧条件。在其它实施方案中，所供应的氧气的量可以不足以满足第一混合液的全部需氧量，并且生物处理单元或其至少一部分可以保持在缺氧或厌氧条件中。第一混合液的硝化和反硝化可以发生在充气的生物处理单元的不同部分中。第一混合液在生物处理罐中的停留时间可以是从约三小时至约八小时。如果流入的待处理的废水和/或第一混合液包含高水平的可氧化生物材料，则该停留时间可以增加，或者如果废水和/或第一混合液包含低水平的可氧化生物材料，则该停留时间可以减少。
生物处理单元可以具有与废水导管的废水出口流体连通的入口。通常，生物处理单元基本上连续操作并且与废水流体连通。如前所述，第一子***以及由此的生物处理单元可以连续地处理平均每天约1亿加仑的废水(379,000m3/天)。因此，生物处理单元可以每天安全地处理高达约1.2亿、约1.3亿或约1.4亿加仑的废水(分别为454,000m3/天、492,000m3/天或530,000m3/天)。
第一子***的生物处理单元可以包括充气的缺氧区和有氧区，它们被包含在相同的处理单元中并且通过隔板或堰(weir)将它们隔开。可选择地，第一子***的生物处理单元可以包括彼此流体连接的充气的缺氧罐和有氧罐。例如，充气的缺氧罐可以具有与废水导管流体连通的入口。有氧罐可以具有与充气的缺氧罐流体连通的入口。
第一子***还可以包括固液分离单元，该固液分离单元具有与生物处理单元流体连通的入口。固液分离单元可以被配置成从第一混合液的一部分中分离固体并形成第一贫固体流出物和返回的活性污泥(RAS)。固液分离单元还可以被配置成通过流出物出口输出第一贫固体流出物并通过返回的活性污泥出口输出返回的活性污泥。在一些实施方案中，固液分离单元包括澄清器。
在一些实施方案中，固液分离单元流体连接至RAS再循环导管。RAS再循环导管可以在固液分离单元的RAS出口和生物处理单元之间延伸。RAS再循环导管可以被配置成将RAS的一部分递送至生物处理单元，用于生物处理废水。在一些实施方案中，再循环至生物处理单元的RAS的部分是在约0％和约95％之间，在约25％和约95％之间，在约50％和约95％之间，在约70％和约90％之间，或在约80％和约90％之间。例如，再循环至生物处理单元的RAS的部分可以是约0％、约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％或约95％。RAS的另一部分可以作为生物固体废料(waste biosolid)被丢弃。如下所述，RAS可以被再循环或递送至***的其它部件。
贫固体流出物可以通过流出物出口被排放。通常，固液分离单元的贫固体流出物符合政府规定的排放要求。固液分离单元的贫固体流出物可以被排放或者其可以被进一步处理。
在某些实施方案中，第二子***包括接触罐，该接触罐具有与废水导管的溢流出口选择性流体连通的第一入口。例如，响应于溢流阀允许废水流动至第二子***，第一入口可以与废水导管的溢流出口流体连通。因此，在***接收和/或识别到增加的体积的待处理的废水之后，接触罐可以接收溢流废水。
接触罐可以具有与RAS出口选择性流体连通的第二入口。接触罐可以被配置成接收来自第一子***的RAS的一部分。具体地，接触罐可以被配置成接收来自第一子***的固液分离单元的RAS。在一些实施方案中，递送至接触罐的RAS的部分是在约5％和约100％之间，在约5％和约75％之间，在约5％和约50％之间，在约10％和约30％之间，或在约10％和约20％之间。例如，递送至接触罐的RAS的部分可以是约5％、约10％、约15％、约20％、约25％、约30％、约35％、约40％、约45％、约50％、约55％、约60％、约65％、约70％、约75％、约80％、约85％、约90％、约95％或约100％。通常，递送至接触罐的RAS的部分可以取决于溢流废水的流量或溢流废水的组成。简言之，生物吸附(biosorption)取决于生物固体和流入的污染物的质量。因此，接触罐中处理废水所需的RAS的体积可以取决于溢流废水的流量。在一些实施方案中，递送至接触罐的RAS的部分和再循环至生物处理单元的RAS的部分一起构成由固液分离单元形成的RAS的约100％。
在接收溢流废水之后，接触罐可以被配置成将溢流废水与RAS混合以形成第二混合液。第二混合液可以通过与RAS混合而被生物处理，使得其符合市政生物处理排放标准。因此，第二子***通常能够产生符合城市生物处理排放标准的处理的水。
在一些实施方案中，接触罐包含水和RAS的容纳体积(holding volume)，以准备用于接收待处理的溢流废水。在这样的实施方案中，接触罐可以被启动，使得其在接收的废水进入该***中时接收RAS。在某些实施方案中，响应于溢流阀允许废水流动至第二子***，接触罐与RAS出口流体连通。因此，接触罐可以在***接收和/或识别到待处理的废水的增加的体积或待处理的废水中的一种或更多种污染物的增加的浓度之后接收RAS，如前面结合接收溢流废水的第二子***所述的。接触罐的水力保留时间(hydraulic retentiontime)(HRT)可以是至少两分钟。
废水处理***还可以包括位于接触罐的上游的RAS阀。该RAS阀可以被配置成在第一子***的RAS出口和接触罐之间选择性地提供流体连通。例如，RAS阀可以响应于溢流阀在溢流出口和接触罐之间提供流体连通而在RAS出口和接触罐之间提供流体连通。在一些实施方案中，RAS阀与流量计电连通，并且被配置成响应于废水的超过阈值流量的流量而在RAS出口和接触罐之间提供流体连通。触发RAS阀允许流体流动的阈值废水流量可以与触发溢流阀允许流体流动的阈值流量相同或稍低于触发溢流阀允许流体流动的阈值流量。因此，在一些实施方案中，RAS阀可以被配置成响应于废水的匹配***的平均流量、超过***的平均流量、超过***的平均流量的约两倍、或超过***的平均流量的约三倍的流量而提供与接触罐的流体连通。
在一些实施方案中，RAS阀可以与在线传感器电连通，并且被配置成响应于废水中的一种或更多种污染物的超过阈值浓度的浓度而在RAS出口和接触罐之间提供流体连通。例如，通过在线传感器测量到废水中FOG的阈值浓度，RAS阀可以被触发以允许流体流动。触发RAS阀允许流体流动的污染物的阈值浓度可以与触发溢流阀允许流体流动的污染物的阈值浓度相同或稍低于触发溢流阀允许流体流动的污染物的阈值浓度。
第二子***还可以包括在接触罐的下游的DAF单元，DAF单元具有与接触罐流体连通的入口。通常，DAF单元是本领域技术人员已知的简言之，DAF处理是能够去除包括悬浮固体和FOG两者的悬浮物的废水处理操作。DAF单元可以从流入的废水中去除很大一部分的悬浮固体而不需要固体的氧化。有益地，下游部件的尺寸可以被减小，这导致***的较低的资本成本。例如，可以从废水处理***中省略初级澄清器。
DAF单元可以通过在压力下将空气或另一种气体溶解在废水中并在大气压力下在浮选罐或浮选池中释放该空气或气体来实现污染物的分离。释放的空气或气体可以形成气泡，该气泡附着至污染物并使污染物漂浮至水的表面，在水的表面处，污染物可以被去除。在一些实施方案中，通过机械撇具(mechanical skimming device)去除浮选的固体。浮选的固体可以部分地再循环至***中的其它部件，如下文更详细地描述的。从溶解气浮选***中的废水中去除的材料可以被用于产生能量，例如，呈下游厌氧消化***中的生物气的形式的能量。生物气可以被用于通过燃烧或通过用于例如燃料电池来提供可出售的能量。
DAF单元可以包括被配置成执行溶解气浮选操作的器皿、罐或其它开放的或关闭的容器单元。通常，DAF单元负荷可以小于或等于约2000加仑每天每平方英尺(g/d/sf)的DAF单元(703L/d/m2)，并且小于或等于30磅每天每平方英尺(lb/d/sf)的DAF单元(1.26kg/d/m2)。DAF单元可以用作增稠器单元和澄清器两者。在一些实施方案中，DAF单元包括并行操作的两个DAF单元。在其它实施方案中，DAF单元可以包括单个DAF单元或多于两个DAF单元。如果DAF单元中的一个被停止服务以进行清洁或维护，则提供多个DAF单元使得***继续操作。
DAF单元可以被配置成从第二混合液的一部分中分离悬浮物并形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料。在一些实施方案中，在引入DAF单元中之前或之后，第二混合液被添加有凝结剂和/或絮凝剂。第二混合液可以被添加有例如氯化铁或硫酸铝。DAF单元的贫固体流出物可以符合政府规定的排放要求。在一些实施方案中，DAF单元能够去除第二混合液中约60％和约100％之间的悬浮固体。例如，DAF单元可以去除第二混合液中约60％、约70％、约80％、约90％或约100％的悬浮固体。DAF单元的贫固体流出物可以被排放或者其可以被进一步处理。在一些实施方案中，DAF单元的贫固体流出物和固液分离单元的贫固体流出物可以被共混以形成共混的排放流。
根据某些实施方案，废水处理***还可以包括在DAF单元的浮选的固体出口和第一子***中的生物处理单元的第二入口之间延伸的第一流出物导管。第一流出物导管可以被配置成将浮选的固体的一部分从DAF单元递送至第一子***中的生物处理单元的第二入口。在一些实施方案中，递送至生物处理单元的浮选的固体的该部分是在约1％和约100％之间。生物处理单元可以被配置成将浮选的固体与第一混合液合并。
废水处理***可以包括在DAF单元的浮选的固体出口和接触罐的第三入口之间延伸的第二流出物导管。DAF和接触罐之间的流出物导管可以是再循环管线，该再循环管线被配置成将来自DAF单元的浮选的固体向上游再循环至接触罐。再循环至接触罐的浮选的固体的该部分可以是在约1％和约100％之间。例如，再循环至接触罐的浮选的固体的该部分可以是大于约50％、在约50％和约95％之间或在约60％和约80％之间。接触罐可以被配置成将浮选的固体与第二混合液合并。
将DAF单元中去除的固体再循环至接触罐是与包括DAF单元的废水处理***的常规操作相反的。典型地，DAF单元被用于废水处理***中以从废水中去除固体，因此减少了对这些去除的固体的生物处理的需要，并且通过例如减少被供应至充气的生物处理器皿以氧化去除的固体所需的空气的量而减少了废水处理***的能量需求。将DAF单元中从来自接触罐的混合液中分离出的浮选的固体再引回至接触罐，是与废水处理***的常规操作相反的。通常，在将DAF单元中从来自接触罐的混合液中分离出固体之后，将分离出的固体再引入至接触罐中的混合液中并迫使固体在DAF单元中再次经历相同的分离过程，降低了***的效率。从DAF单元至DAF单元的直接上游的接触罐的这样的固体再循环将导致对更大量的接触罐容量和更大量的DAF单元容量的需求。从DAF单元至DAF单元的直接上游的接触罐的这样的固体再循环，还将需要更多的空气流至DAF单元，以除了在没有固体再循环的情况下将存在的任何固体之外还从混合液中去除再循环的固体。然而，已经发现的是，通过将DAF单元中去除的固体反直觉地再引入回废水处理***的接触罐中可以获得益处，混合液从所述接触罐被供应至DAF单元。
例如，通过将由DAF单元去除的固体再循环至接触罐，接触罐中的总悬浮固体(TSS)的量可以增加，并且可以吸附另外的可溶性可氧化生物材料，如上述共同待决的美国专利申请公开号US 2016/0200609中所述。
在一些实施方案中，废水处理***还包括初级澄清器。初级澄清器通常可以起到预处理固液分离的作用。因此，初级澄清器可以包括与废水源流体连通的入口。初级澄清器可以被配置成产生贫固体流出物和富固体流出物。贫固体流出物可以通过贫固体出口离开初级澄清器，该贫固体出口可以与生物处理单元和接触罐中的至少一个流体连通。在一些实施方案中，初级澄清器与第一子***的生物处理单元流体连通。在这样的实施方案中，初级澄清器可以位于生物处理单元的上游。在一些实施方案中，初级澄清器与第二子***的接触罐流体连通。在这样的实施方案中，初级澄清器可以位于接触罐的上游和废水导管的溢流出口的下游。富固体流出物可以通过富固体出口离开初级澄清器。初级澄清器的富固体流出物可以被递送至其它下游操作单元，例如增稠器单元或厌氧消化器，或者作为固体废料被丢弃。
废水处理***还可以包括厌氧消化器。可以被用于废水处理***的一种或更多种配置中的厌氧***的部件或部分的非限制性实例包括但不限于来自Evoqua WaterTechnologies的消化器气体保持***(digester gas holder system)、崩解***、消化器气体混合***、螺旋导向消化器气体保持器(spiral guided digester gas holder)、竖直导向消化器保持器、DUO-DECKTM浮动消化器盖(floating digester cover)以及加热器和热交换器***。
厌氧消化器可以被用于处理来自废水处理***的一个或更多个其它处理单元的混合液，该混合液可以包括悬浮固体、污泥和/或富固体流体流或贫固体流体流。在厌氧消化器中产生的厌氧处理的污泥的至少一部分可以被再循环回废水处理***的一个或更多个其它处理单元。厌氧消化器和相关的再循环流的性质和功能可以类似于美国专利第8,894,856号中描述的那些，该专利的名称为“Hybrid aerobic and anaerobic wastewaterand sludge treatment systems and methods”，该专利出于所有目的通过引用以其整体并入本文。
厌氧消化器可以具有与第二子***的DAF单元流体连通的第一入口、与初级澄清器的富固体出口流体连通的第二入口以及与第一子***中的固液分离单元和生物处理单元中的至少一个流体连通的出口。在一些实施方案中，厌氧消化器可以具有与第一子***的DAF单元流体连通的第一入口。取决于其它操作参数，在厌氧消化器中的保留时间可以是在约7天和约50天之间的保留时间，并且在一些实施方案中，在约15天和约30天之间的保留时间。
废水处理***还可以包括增稠器单元。在一些实施方案中，增稠器单元包括重力带增稠器(gravity belt thickener)。通常，操作增稠器单元以从污泥中去除水，并获得浆料的含水量的降低。所得材料可以仍然是流体。增稠器单元可以被用作经济措施来减少污泥的体积或用于后续工艺的更高效率。在一些实施方案中，DAF单元可以用作增稠器单元。增稠器单元可以包括与初级澄清器的富固体出口流体连通的入口和与厌氧消化器流体连通的出口。增稠器单元可以被配置成增稠初级澄清器的富固体流出物，并将增稠的富固体流出物递送至下游工艺，例如递送至厌氧消化器。
在某些实施方案中，第一子***还可以包括接触罐和DAF单元中的一个或两者。接触罐和/或DAF单元可以位于生物处理单元的上游。在一些实施方案中，第二子***还可以包括生物处理单元和固液分离单元中的一个或两者。任一子***的生物处理单元和/或固液分离单元可以位于接触罐和DAF单元的下游。本文公开的任何处理单元，包括第一子***或第二子***中另外的单元，可以经由导管、阀、管道或其它连接器来连接，如本文所述。
根据另一方面，提供了处理废水的方法，该方法包括将第一废水流引导至生物处理单元，并在生物处理单元中生物处理第一废水流以形成生物处理的混合液。该方法还可以包括将生物处理的混合液引导至固液分离单元，并在固液分离单元中分离生物处理的混合液。生物处理的混合液可以在固液分离单元中被分离，以形成第一贫固体流出物和活性污泥(RAS)。第一废水流可以在生物处理单元和固液分离单元中被处理，大体上如上文参考第一子***所述的。因此，来自生物处理单元和固液分离单元的贫固体流出物可以符合政府排放要求。
在一些实施方案中，该方法包括将RAS的一部分再循环至生物处理单元。再循环至生物处理单元的RAS的该部分可以在由固液分离单元形成的RAS的约80％和约90％之间。RAS可以被再循环至生物处理单元的前面。在一些实施方案中，RAS可以被再循环至生物处理单元的有氧区，例如，充气的缺氧区的下游。
在一些实施方案中，处理废水的方法可以包括将溢流废水流选择性地引导至与生物处理单元和贫固体分离单元并行操作的接触罐。因此，该方法可以包括利用以并行配置操作的两个***。每个***都可以能够产生符合政府排放要求的处理的废水。溢流废水流可以响应于第一废水流的超过阈值流量的流量而被引导至接触罐，如上文所述的。溢流废水流可以响应于废水中污染物的超过污染物阈值浓度的浓度而被引导至接触罐，如上文所述的。
该方法还可以包括将RAS的第一部分选择性地引导至接触罐，并且将溢流废水流与活性污泥在接触罐中混合以形成溢流混合液。选择性地将RAS的第一部分引导至接触罐可以包括响应于第一废水流的超过阈值流量的流量或者响应于废水中污染物的超过阈值污染物浓度的浓度而引导RAS，如上文所述的。该方法可以包括响应于与用于将溢流废水引导至接触罐的阈值相同或不同的阈值流量和/或阈值污染物浓度而将RAS引导至接触罐。在一些实施方案中，该方法可以包括响应于低于用于将溢流废水引导至接触罐的阈值的流量阈值和/或污染物浓度阈值而将RAS引导至接触罐。例如，在接收溢流废水之前，接触罐可以预先装有RAS。通常，引导至接触罐的RAS可以占由固液分离单元形成的RAS的约10％至约20％之间。
接触罐中的溢流废水和RAS可以形成溢流混合液。该方法还可以包括将溢流混合液引导至DAF单元，并在DAF单元中分离溢流混合液，如先前在上文讨论的。在一些实施方案中，溢流混合液可以在DAF单元中被分离以形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料。例如，被引入溢流混合液中的加压空气或加压气体可以在DAF单元中从废水中分离浮选的固体和固体废料，以形成第二贫固体流出物。在一些实施方案中，分离溢流混合液还包括从溢流混合液中去除FOG。在一些实施方案中，分离溢流混合液还包括从溢流混合液中去除沉淀和/或悬浮固体。因此，第二贫固体流出物可以基本上不含悬浮固体和/或FOG。在一些实施方案中，溢流混合液可以在DAF单元中被分离，以形成具有比溢流混合液少至少约60％至约100％的悬浮固体的第二贫固体流出物。
该方法还可以包括将第一贫固体流出物和第二贫固体流出物引导至处理的水出口。具体而言，该方法可以包括将来自生物处理单元的贫固体流出物引导至处理的水出口，并将来自DAF单元的贫固体流出物引导至处理的水出口。第一贫固体流出物和第二贫固体流出物可以合并以形成处理的水。处理的水可以符合政府排放标准。例如，处理的水可以被生物处理，并符合市政生物处理标准。处理的水还可以基本上不含FOG。
在某些实施方案中，该方法还包括将浮选的固体的第一部分引导至生物处理单元。该方法还可以包括将浮选的固体的第二部分再循环至接触罐。在约1％和约100％之间的浮选的固体可以被引导至生物处理单元和/或被再循环至接触罐。在一些实施方案中，约100％的浮选的固体可以被再引导和/或再循环。在其它实施方案中，该方法还可以包括将浮选的固体的一部分作为固体废料丢弃。
根据某些实施方案，该方法可以包括将废水引导至初级澄清器，并且在初级澄清器中分离废水以形成澄清化的废水和富固体流出物。通常，该方法可以包括将废水引导至初级澄清器作为废水的预处理。因此，该方法还可以包括将澄清化的废水的第一部分引导至第一废水流。然而，该方法还可以包括将澄清化的废水的第二部分选择性地引导至溢流废水流。该方法可以包括将澄清化的废水引导至废水流中的一个或两者(第一废水流和/或溢流废水流)。在一些实施方案中，澄清化的废水响应于第一废水流中澄清化的废水的超过阈值流量的流量而被引导至溢流废水流。阈值流量可以与本文先前描述的相同。
根据另一方面，提供了促进生物处理***中溢流废水的处理的方法，该生物处理***包括与固液分离单元流体连通的生物处理单元。生物处理单元可以被配置成产生第一贫固体流出物和RAS，如先前所述的。在一些实施方案中，生物处理***是如先前所述的第一子***。促进处理的方法可以包括将溢流处理***连接至溢流废水流，以及将RAS导管连接在生物处理***和溢流处理***之间。
因此，该方法可以包括用生物处理***处理废水，如先前所述的，并且连接溢流处理***，该溢流处理***能够响应于由生物处理***接收的、增加的废水流量或污染物浓度而操作。在一些实施方案中，溢流废水***能够响应于超过平均废水体积约30％或约40％的预计废水体积而操作。溢流废水流可以被连接至生物废水流，以提供对峰值废水和/或过量废水例如由潮湿天气事件产生的雨水的充分处理。
在一些实施方案中，促进溢流废水的处理的方法包括提供溢流处理***来处理溢流废水，如先前所述的。该方法可以包括以并行配置将溢流处理***与生物处理***连接。溢流处理***可以与溢流废水流选择性地流体连通，使得流体连通是响应于第一废水流的超过阈值流量的流量或在第一废水流中污染物的超过阈值浓度的浓度。溢流处理***可以包括与DAF单元流体连通的接触罐，如本文先前所述的。该方法可以包括连接溢流处理***，该溢流处理***被配置成从溢流废水流中去除脂肪、油和油脂。该方法还可以包括连接溢流处理***，该溢流处理***被配置成从溢流废水流中去除沉淀和/或悬浮固体。
促进溢流废水的处理的方法可以包括提供返回的活性污泥导管。该方法可以包括在生物处理***和溢流处理***之间连接RAS导管。RAS导管可以被配置成将RAS的一部分引导至溢流处理***。例如，RAS的该部分可以被引导至溢流处理***中的接触罐。RAS的该部分可以响应于溢流处理***与溢流废水流流体连通而被引导至溢流处理***，如先前所述的。该方法可以包括在RAS导管上安装一个或更多个阀，该阀被配置成允许RAS的流体连通。
在某些实施方案中，促进溢流废水的处理的方法还包括在生物处理单元的上游安装流量计，并且将阀(废水阀或溢流阀)电连接至该流量计。流量计可以被配置成测量废水流量。该废水阀可以被配置成将废水的第一部分引导至第一废水流，并且将废水的第二部分引导至溢流废水流。废水的第一部分和废水的第二部分可以响应于来自流量计的超过阈值流量的废水流量的测量结果而被引导。
该方法还可以包括提供将基本上所有的废水引导至第一废水流的指令，直到流量计测量到阈值废水流量。该方法还可以包括响应于流量计测量到超过阈值流量的流量而将溢流废水引导至溢流废水流。具体地，溢流废水可以包括超出能够被生物处理***处理的体积的体积的废水。
在一些实施方案中，促进溢流废水的处理的方法还包括在生物处理单元的上游安装传感器，并且将废水阀或溢流阀电连接至该传感器。传感器可以被配置成测量废水中污染物的浓度。该废水阀可以被配置成将废水的第一部分引导至第一废水流，并且将废水的第二部分引导至溢流废水流，如先前所讨论的。废水的第一部分和废水的第二部分可以响应于来自传感器的超过阈值浓度的污染物的测量结果而被引导。
该方法还可以包括提供将基本上所有的废水引导至第一废水流的指令，直到污染物传感器测量到阈值废水流量。该方法还可以包括响应于传感器测量到污染物的超过阈值浓度的浓度而将溢流废水引导至溢流废水流。
该方法还可以包括响应流量计测量到超过阈值流量的流量或传感器测量到污染物的超过阈值浓度值的浓度而提供将RAS的一部分引导至溢流处理***的指令。例如，该方法可以包括将RAS阀电连接至流量计，如先前关于废水阀所述的。在一些实施方案中，被引导至溢流处理***的RAS的该部分与由流量计测量到的流量成比例地增加。
图1中示出了总体上以100表示的一个示例性实施方案。第一子***100A与第二子***100B并行布置。来自废水源105的废水通过入口被引导至废水导管106中。废水流量由在线废水流量计122测量，并且废水中污染物的浓度由在线传感器123测量。在一些实施方案中，流量计122和传感器123电连接至控制模块(未示出)，该控制模块电连接至阀108和阀113。废水导管106包括废水出口，该废水出口将废水导管106流体连接至第一子***100A。溢流阀108选择性地允许废水通过废水导管106的溢流出口流动至溢流导管109，该溢流导管109将废水导管106流体连接至第二子***100B。第二阀113(RAS阀)位于RAS导管175内，并且选择性地允许RAS从固液分离单元140的出口通过RAS导管175流动至接触罐110的入口。在一些实施方案中，RAS导管175可以是平行布置的第一子***100A和第二子***100B之间仅有的相互连接。
来自废水导管106的废水被引导至第一子***100A中。废水通过入口进入生物处理单元130。在生物处理单元130中，废水和生物微生物组合以形成第一混合液。为此目的，可以通过用诸如空气的含氧气体充气，向生物处理单元130中的第一混合液供应氧气。生物处理单元130包括有氧区150和充气的缺氧区160。有氧区150在充气的缺氧区160的下游流体连通，并从充气的缺氧区接收生物处理的缺氧混合液。
来自生物处理单元130的生物处理的混合液通过入口被引导至固液分离单元140中。来自固液分离单元140的流出物可以通过导管145被引导至产物水出口，或者被传送用于进一步处理。从固液分离单元140中的流出物中分离的活性污泥可以被再循环回到***的废水入口的上游，废水源，通过导管175被引导至接触罐110，和/或通过导管165被再循环至生物处理单元130。活性污泥可以通过导管165被再循环至生物处理单元130的充气的缺氧区160或有氧区150。固体废料155可以通过废料出口离开固液分离单元140。再循环至接触罐110和/或生物处理单元130的活性污泥的量可以是这样的量，该量等于或大于在接触罐110或生物处理单元130中维持期望的细菌种群，以在期望的时间范围内对混合液进行生物处理和/或在处理***的操作暂时中断的情况下防止细菌种群的耗尽所需的量。
当溢流阀108打开时，来自废水导管106的溢流出口的溢流废水通过溢流导管109被引导至第二子***100B。溢流废水通过接触罐的入口进入接触罐110。在接触罐110中，废水与通过导管175从第一子***100A的固液分离单元130再循环的活性污泥混合。在一些实施方案中，接触罐110被充气以促进废水和活性污泥的混合。充气气体可以是含氧气体，例如空气。接触罐110可以被提供足够的氧气，使得在接触罐110的至少一部分中保持有氧条件。废水中的悬浮固体和溶解固体，包括可氧化生物材料(本文中被称为生物需氧量、或BOD)，被吸收至接触罐中的活性污泥中，形成第二混合液。BOD的一部分也可以在接触罐110中被氧化。废水在接触罐中的停留时间可以足以使大部分的BOD被活性污泥吸收，但不太长以至于发生BOD的大量氧化。在一些实施方案中，例如，进入接触罐110的BOD的少于约10％在接触罐中被氧化。
在接触罐110中形成的第一混合液通过DAF单元120的入口被引导至DAF单元120。DAF单元120可以包括被配置成执行如下所述的溶解气浮选操作的器皿、罐或其它开放的或关闭的容器单元。加压空气、加压气体或包含加压空气或加压气体的流体被引入DAF单元120中，以附着至第二混合液中的悬浮物、FOG和BOD并漂浮至表面。在一些实施方案中，在DAF单元120中去除的浮选的固体作为固体废料通过导管125被送出***。这些固体废料可以被处置掉，或者在一些实施方案中，可以在下游工艺中处理，例如厌氧消化工艺(未图示出)或厌氧膜生物反应器(未图示出)。在其它实施方案中，在DAF单元120中通过出口去除的浮选的固体的至少一部分通过再循环导管126被再循环至接触罐110。来自DAF单元120的流出物可以通过导管146被引导至产物水出口，或者被传送用于进一步处理。流出物的一部分可以被再循环(再循环导管未示出)以向DAF单元120供应气泡。例如，可以将气体溶解到流出物的再循环的部分中，然后将其引导回DAF单元120中并与流入的第二混合液混合。
将在DAF单元120中去除的浮选的固体再循环至接触罐110使得接触罐110用作高效率活性污泥***而DAF单元120用作固液分离器。将在DAF单元120中去除的浮选的固体再循环至接触罐110使得与其中从DAF单元120中去除的浮选的固体不被再循环至接触罐的***相比，接触罐110中BOD的氧化程度更大，因为再循环至接触罐中的固体包括能够氧化BOD的活细菌。例如，在其中在DAF单元120中去除的浮选的固体被再循环至接触罐110的***和方法中，流入接触罐110的废水中的BOD的大于约10％可以在接触罐110中被氧化。
图2中示出了总体上以200表示的第二示例性实施方案。第二示例性实施方案的废水处理***类似于图1的废水处理***，但是还包括在接触罐110和生物处理单元130之间延伸的第二混合液导管115和/或在DAF单元120和生物处理单元130之间延伸的浮选的固体导管124。第二混合液导管115可以被配置成将第二混合液从接触罐110递送至生物处理单元130。浮选的固体导管124可以被配置成将浮选的固体从DAF单元120的出口递送至生物处理单元130的入口。另外的导管、阀、传感器和控制器(未示出)可以包括在第二示例性实施方案的***中。
第二示例性实施方案可以通过减少生物处理单元130中的氧气需求来提供成本效益和占地面积的减少。生物处理单元130的尺寸可以被减小，在一些实施方案中，减小高达约30％。
图3中示出了总体上以300表示的第三示例性实施方案。废水处理***包括在本文中被称为厌氧消化器的厌氧处理单元390、初级澄清器312、增稠器单元380、生物处理单元330、固液分离单元340、接触罐310和DAF单元320。来自废水源305的废水通过初级澄清器的入口被引导至初级澄清器312中。来自澄清器的富固体流体流通过导管307被引导至增稠器单元380的入口。来自初级澄清器312的贫固体流出物被引导至废水导管306的入口。来自增稠器单元380的富固体输出流通过导管385被引导至厌氧消化器390的入口。来自增稠器单元380的贫固体流出物被引导至废水导管306的入口。溢流废水通过溢流导管309被选择性地引导至接触罐110的入口，如先前在其它示例性实施方案中所述。厌氧消化器390还通过导管327被供应有从DAF单元320中的混合液中去除的浮选的固体。在一些实施方案中，来自初级澄清器312和/或增稠器单元380的贫固体流出物可以代替地被引导至接触罐或生物处理单元(实施方案未图示出)或通过导管382被引导至废水导管306。
在一些实施方案中，废水导管306位于初级澄清器312的上游，使得来自废水导管306的废水可以被引导至初级澄清器312的入口和/或来自废水导管306的溢流废水可以被引导至接触罐110的入口，例如通过溢流导管。来自DAF单元320的流出物通过流出物导管346排放，并且来自固液分离单元240的流出物通过流出物导管345排放。通常，流出物345和流出物346可以符合政府监管要求，然而它们可以在下游被进一步处理。
来自增稠器单元380的富固体输出流和来自DAF单元320的任何浮选的固体通过入口被引入厌氧消化器390，在厌氧消化器中被合并和厌氧消化。来自厌氧消化器390的流出物可以通过导管392被引导至生物处理单元330的入口。来自厌氧消化器的流出物可以通过流出物出口356被排放。厌氧消化工艺可以在约20℃和约75℃之间的温度操作，这取决于消化期间使用的细菌的类型。例如，嗜温细菌的使用通常需要在约20℃和约45℃之间的操作温度，而嗜热细菌通常需要在约50℃和约75℃之间的操作温度。在某些实施方案中，操作温度可以在约25℃和约35℃之间，以促进嗜温活性而不是嗜热活性。
另外的导管、阀、传感器和控制器(未示出)可以包括在第三示例性实施方案的***中。例如，第三示例性实施方案还可以包括再循环导管、废料导管、控制模块、控制阀等。
另外的实施方案可以包括上述***的特征的任何组合。
本文使用的措辞和术语是为了描述的目的并且不应当被认为是限制性的。如本文使用的，术语“多个(plurality)”指的是两个或更多个项目或部件。术语“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有(carrying)”、“具有(having)”、“包含(containing)”和“包含(involving)”无论在书面描述还是权利要求及类似物中，是开放式术语，即意指“包括但不限于”。因此，这样的术语的使用意指包括在其后列出的项目和其等效物，以及另外的项目。相对于权利要求，仅过渡短语“由......组成”和“基本上由......组成”分别是封闭的或半封闭的过渡短语。在权利要求中使用序数术语例如“第一”、“第二”、“第三”及类似物来修饰权利要求要素，本身并不暗示一个权利要求要素相对于另一个权利要求要素的任何优先、在先或顺序或其中方法的动作被进行的时间顺序，而是仅仅用作标记以区分具有某个名称的一个权利要求要素与具有相同名称的另一个要素(但使用序数术语)以区分权利要求要素。
本领域的技术人员应当理解，本文所描述的参数和配置是示例性的，并且实际的参数和/或配置将取决于使用所公开的方法和材料的具体应用。本领域的技术人员还应当认识到或能够仅仅使用常规实验确定所公开的具体实施方案的等效物。例如，本领域的技术人员可以认识到，根据本公开内容的方法及其部件还可以包括用于处理废水的网络或***或是用于处理废水的***的部件。因此，应当理解，本文所描述的实施方案通过仅实施例的方式被呈现并且在随附的权利要求及其等效物的范围内；公开的实施方案可以除如具体描述的之外进行实践。本***和方法涉及本文所描述的每个单独的特征、***或方法。此外，如果这样的特征、***或方法不是相互不一致的，则两个或更多个这样的特征、***或方法的任何组合被包括在本公开内容的范围内。本文公开的方法的步骤可以按所示出的顺序或按替代的顺序来进行，并且该方法可以包括另外的或可选择的动作或可以在所示出的动作中的一个或更多个被省略的情况下来进行。
此外，应认识到，各种改变、修改和改进将容易被本领域技术人员想到。这样的改变、修改和改进意图为本公开内容的一部分，并且意图在本公开内容的精神和范围内。在其它情况下，现有的设施可以被修改，以利用或包括本文描述的方法和***的任何一个或更多个方面。因此，在一些情况下，该***可以包括废水处理***。因此，前述描述和附图仅作为示例。此外，附图中的描述不将本公开内容限制到特别说明的表述。
虽然在本文中公开了示例性实施方案，但是可以在其中作出许多修改、添加和删除，而不脱离如在随附权利要求中阐述的本发明的方面及其等效物的精神和范围。

Claims (25)

1.一种废水处理***，包括以并行配置操作的第一子***和第二子***，
所述第一子***包括：
废水导管，所述废水导管与废水源流体连通，所述废水导管具有废水出口和溢流出口，所述溢流出口被配置成输出溢流废水；
生物处理单元，所述生物处理单元具有与所述废水出口流体连通的入口，所述生物处理单元被配置成生物分解所述废水的有机组分以形成第一混合液；和
固液分离单元，所述固液分离单元具有与所述生物处理单元流体连通的入口，所述固液分离单元被配置成从所述第一混合液的一部分中分离固体并形成第一贫固体流出物和返回的活性污泥，并且被配置成通过流出物出口输出所述第一贫固体流出物并通过返回的活性污泥出口输出所述返回的活性污泥，并且
所述第二子***包括：
接触罐，所述接触罐具有与所述溢流出口选择性流体连通的第一入口、与所述返回的活性污泥出口选择性流体连通的第二入口，所述接触罐被配置成将所述溢流废水与所述返回的活性污泥混合以形成第二混合液；和
溶解气浮选单元，所述溶解气浮选单元具有与所述接触罐流体连通的入口，所述溶解气浮选单元被配置成从所述第二混合液的一部分中分离悬浮物并形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料，并且被配置成通过所述溶解气浮选单元的流出物出口输出所述第二贫固体流出物。
2.如权利要求1所述的***，其中所述固液分离单元包括澄清器。
3.如权利要求1所述的***，还包括位于所述接触罐的上游的阀，所述阀被配置成在所述溢流出口和所述接触罐之间选择性地提供流体连通。
4.如权利要求3所述的***，还包括流量计，所述流量计位于所述阀的上游并且被配置成测量所述废水的流量，所述流量计与所述阀电连通并且还被配置成响应于所述废水的超过阈值流量的流量而在所述溢流出口和所述接触罐之间提供流体连通。
5.如权利要求1所述的***，还包括位于所述接触罐的上游的阀，所述阀被配置成在所述返回的活性污泥出口和所述接触罐之间选择性地提供流体连通。
6.如权利要求1所述的***，还包括在所述溶解气浮选单元的浮选的固体出口和所述生物处理单元的第二入口之间延伸的流出物导管。
7.如权利要求1所述的***，还包括在所述溶解气浮选单元的浮选的固体出口和所述接触罐的第三入口之间延伸的流出物导管。
8.如权利要求1所述的***，其中所述生物处理单元包括充气的缺氧区和有氧区。
9.如权利要求1所述的***，还包括初级澄清器，所述初级澄清器具有与所述废水源流体连通的入口、贫固体出口和富固体出口，所述贫固体出口与所述生物处理单元和所述接触罐中的至少一个流体连通。
10.如权利要求9所述的***，还包括厌氧消化器，所述厌氧消化器具有与所述溶解气浮选单元流体连通的第一入口、与所述初级澄清器的所述富固体出口流体连通的第二入口以及与所述固液分离单元和所述生物处理单元中的至少一个流体连通的出口。
11.如权利要求10所述的***，还包括增稠器单元，所述增稠器单元具有与所述初级澄清器的所述富固体出口流体连通的入口和与所述厌氧消化器流体连通的出口。
12.如权利要求1所述的***，其中所述溶解气浮选单元被配置成从所述第二混合液中去除脂肪、油和油脂。
13.一种处理废水的方法，所述方法包括：
将第一废水流引导至生物处理单元，并在所述生物处理单元中生物处理所述第一废水流以形成生物处理的混合液；
将所述生物处理的混合液引导至固液分离单元，并在所述固液分离单元中分离所述生物处理的混合液，以形成第一贫固体流出物和活性污泥；
将溢流废水流选择性地引导至接触罐，所述接触罐与所述生物处理单元和所述固液分离单元并行操作，所述溢流废水流响应于所述第一废水流的超过阈值流量的流量而被引导至所述接触罐；
将所述活性污泥的第一部分选择性地引导至所述接触罐，并且将所述溢流废水流与所述活性污泥在所述接触罐中混合以形成溢流混合液；
将所述溢流混合液引导至溶解气浮选单元，并且在所述溶解气浮选单元中分离所述溢流混合液以形成第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料；以及
将所述第一贫固体流出物和所述第二贫固体流出物引导至处理的水出口。
14.如权利要求13所述的方法，还包括将所述浮选的固体的第一部分引导至所述生物处理单元。
15.如权利要求13所述的方法，其中所述活性污泥的所述第一部分占所述活性污泥的约5％和约100％之间。
16.如权利要求13所述的方法，还包括将所述活性污泥的第二部分再循环至所述生物处理单元。
17.如权利要求13所述的方法，还包括将所述浮选的固体的第二部分引导至所述接触罐。
18.如权利要求13所述的方法，还包括：
将废水引导至初级澄清器，并且在所述初级澄清器中分离废水以形成澄清化的废水和富固体流出物；以及
将所述澄清化的废水的第一部分引导至所述第一废水流，并且响应于所述第一废水流中澄清化的废水的超过阈值流量的流量而将所述澄清化的废水的第二部分选择性地引导至所述溢流废水流。
19.如权利要求13所述的方法，其中在所述溶解气浮选单元中分离所述溢流混合液还包括从所述溢流混合液中去除脂肪、油和油脂。
20.一种促进生物处理***中溢流废水的处理的方法，所述生物处理***包括与固液分离单元流体连通的生物处理单元，所述生物处理***与第一废水流流体连通并且所述生物处理***被配置成产生第一贫固体流出物和活性污泥，所述方法包括：
将溢流处理***以与所述生物处理***并行的配置连接至溢流废水流，所述溢流处理***响应于所述第一废水流的超过阈值流量的流量而与所述溢流废水流选择性地流体连通，所述溢流处理***包括与溶解气浮选单元流体连通的接触罐，并且所述溢流处理***被配置成产生第二贫固体流出物、浮选的固体和固体废料；以及
将返回的活性污泥导管连接在所述生物处理***和所述溢流处理***之间，所述返回的活性污泥导管被配置成响应于所述溢流处理***与所述溢流废水流流体连通而将所述活性污泥的一部分引导至所述溢流处理***。
21.如权利要求20所述的方法，还包括：
在所述生物处理单元的上游安装流量计，所述流量计被配置成测量废水流量；以及
将阀与所述流量计电连接，所述阀被配置成响应于来自所述流量计的超过阈值流量的废水流量的测量结果而将所述废水的第一部分引导至所述第一废水流并将所述废水的第二部分引导至所述溢流废水流。
22.如权利要求21所述的方法，还包括响应于流量计测量到超过所述阈值流量的流量而提供将所述返回的活性污泥的一部分引导至所述溢流处理***的指令，其中所述返回的活性污泥的所述一部分与由所述流量计测量到的所述流量成比例地增加。
23.如权利要求21所述的方法，还包括提供将基本上所有的所述废水引导至所述第一废水流的指令，直到所述流量计测量到阈值废水流量，以及响应于所述流量计测量到超过所述阈值流量的流量而将溢流废水引导至所述溢流废水流。
24.如权利要求20所述的方法，其中将所述溢流处理***连接至所述溢流废水流包括连接被配置成从所述溢流废水流中去除脂肪、油和油脂的溢流处理***。
25.如权利要求20所述的方法，还包括提供所述溢流处理***和所述返回的活性污泥导管中的至少一个。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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GR01 Patent grant
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