專利名稱：生物過濾器的自動脫氣方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用一個(gè)回沖系統(tǒng)使生物過濾器脫氣的自動方法。尤其是，本發(fā)明直接涉及使生物過濾器脫氣的方法，其中在過濾器中的或者是介質(zhì)水的水位或壓降是被自動測量的，而且如果這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都過高，通過人工或自動步驟進(jìn)行預(yù)防而糾正這個(gè)問題。本發(fā)明的方法也減少了打開和關(guān)閉閥門步驟的次數(shù)，使通過過濾器的水流的阻斷最小化。
由于滯留在過濾器介質(zhì)中或填充床中的氣體數(shù)量的積累，通過受影響的過濾器的水流日益受到限制，最終不利地影響整個(gè)廢水處理系統(tǒng)的操作和效率。因此，對在處理系統(tǒng)的過濾器的介質(zhì)或填充床進(jìn)行周期地脫氣程序是必要，這樣可以除去在過濾器中的被陷氣泡和固體，恢復(fù)系統(tǒng)的功能和效率。盡可能快地完成這個(gè)任務(wù)而且對廢水處理系統(tǒng)的正常操作的擾亂降低到最小程度是所希望的。
廢水系統(tǒng)過濾器的脫氣在這個(gè)領(lǐng)域是熟知的。一個(gè)通常的脫氣技術(shù)是用回沖水回沖或回洗過濾器介質(zhì)或填充床，排出或帶走被夾帶氣體。
盡管以前所知的技術(shù)對于除去被夾帶氣體及恢復(fù)全部系統(tǒng)的流動和過濾器的容量在不同程度上可能是有效的，但是在脫氣過程中，它們至少需要使廢水系統(tǒng)包含有被脫氣的過濾器的部分以某種方式與處理系統(tǒng)的其余部分分離?，F(xiàn)有方法也要求操作員人工確定一個(gè)過濾器是否需要脫氣。通常，脫氣過程是被不連續(xù)地完成的，這意味著，一個(gè)單個(gè)的過濾器，當(dāng)被操作員選定而從處理系統(tǒng)中被分離，脫氣過程開始，而且在下一個(gè)過濾器開始進(jìn)入這個(gè)過程前被完成。而且，當(dāng)一個(gè)特定的過濾器從系統(tǒng)中移走后留在系統(tǒng)中的過濾器不得不處理被分離的部件的額外工作負(fù)荷。
我們希望有這樣的一個(gè)脫氣方法，它可以完成一個(gè)全自動的過濾器脫氣，同時(shí)具有以下優(yōu)點(diǎn)減少過濾器或填充床元件脫氣的時(shí)間，增加在一個(gè)脫氣過程中被脫氣過濾器的數(shù)量，減少了系統(tǒng)閥門和設(shè)備的磨損，當(dāng)一個(gè)選定的過濾器被脫氣時(shí)，并不會增加處理系統(tǒng)其它工作過濾器的負(fù)載。
在使上升流脫氣的自動方法中，生物的水處理的過濾器具有不同的水位，該過濾器包含有一個(gè)進(jìn)入過濾器底部的入流，一個(gè)從過濾器頂部的出流及一個(gè)回沖洗系統(tǒng)，這個(gè)方法包括以下步驟(a)停止入流流進(jìn)過濾器的底部；引入回沖洗水流進(jìn)入過濾器的底部去沖洗來自于過濾器中夾帶氣體；(b)自動檢查過濾器壓降以確定過濾器是否必需脫氣；(c)如果壓降范圍在50％到90％之間，將過濾器脫氣；(d)繼續(xù)過濾器的沖洗以釋放過濾器中的夾帶氣體；(e)停止回沖洗水流；(f)使入流重新開始返回過濾器進(jìn)行使用；并(g)在步驟(a)到(f)的步驟中，維持過濾器頂部的出流流出。
在以前述的方法中，脫氣的操作可以被自動化。壓降點(diǎn)可以被自動設(shè)定，當(dāng)達(dá)到時(shí)，自動啟動脫氣過程。優(yōu)選地，壓降點(diǎn)被設(shè)定在過濾器容量的大約50％到95％的范圍內(nèi)?？蛇x地，壓降點(diǎn)被設(shè)定在過濾器容量的75％處。
在另一個(gè)較佳的方法中，在一個(gè)水處理系統(tǒng)中的多個(gè)下水生物過濾器，該過濾器有變化的水位，入流進(jìn)入過濾器上部的，出流離開過濾器底部，進(jìn)行自動化脫氣，該脫氣的方法包括下列步驟(a)在所有的所選的過濾器的脫氣過程中，維持入流進(jìn)入過濾器的每個(gè)入口；(b)停止從選定被脫氣的過濾器的出流，防止被選定的過濾器被排放，所述的過濾器包括一個(gè)回沖系統(tǒng)；(c)引入一個(gè)回沖水流進(jìn)入在步驟(b)中被選定的過濾器的底部，從過濾器中沖洗帶走的氣體；(d)檢查過濾器的水位以確定所選的過濾器是否有溢流；(e)如果所選的過濾器的水位處于溢流水位，排放污水的回沖水；(f)繼續(xù)沖洗在步驟(b)中被選定的過濾器，直到夾帶氣體從過濾器中被釋放出來；(g)停止出流從下一個(gè)被選定的過濾器中流出，并且引入回沖流進(jìn)入下一個(gè)選定的過濾器；(g)(h)如需要，在選定的過濾器中，停止回沖流和污水回沖流，并重新使步驟(b)中的過濾器出流開始返到回步驟(b)中的過濾器去應(yīng)用；和，(i)當(dāng)繼續(xù)步驟(a)時(shí)，連續(xù)地重復(fù)步驟(b)到(h)除去其它選定的過濾器的氣體；(j)沖洗依次最后被選定的過濾器；(k)停止回沖流進(jìn)入依次最后選定的過濾器；和，(l)重新使從依次最后選定的過濾器流出的出流返回到依次最后選定的過濾器中使用。
本方法的一個(gè)方面，回沖泵的操作直到所有的被選定的過濾器都被沖洗完后停止。另一個(gè)方面，多個(gè)下流生物過濾器是氮化作用過濾器?？蛇x地，多個(gè)下流生物過濾器可能是脫氮化作用的過濾器，脫除生物需氧量(BOD)的過濾器或脫除化學(xué)需量的過濾器(COD)。本方法自動脫氣過濾器的另一個(gè)方面，其中如果水位過高而需要脫氣時(shí)，自動被檢查處理系統(tǒng)中每個(gè)過濾器的水位，通過比較以前設(shè)定的高水位點(diǎn)自動開動脫氣過程。一個(gè)高水位的點(diǎn)設(shè)定的范圍大約是過濾器容量的50％到95％。最好，高水位點(diǎn)設(shè)定在過濾器容量的75％。
在另一種自動化的脫去在水處理系統(tǒng)的多個(gè)上流生物過濾器氣體的最佳實(shí)施例方法中，其中的水處理系統(tǒng)包括進(jìn)入過濾器的入流，從過濾器流出的出流及一個(gè)回沖系統(tǒng)，這個(gè)方法包括
(a)在除去所有選定的過濾器的脫氣過程中，維持來自于每個(gè)過濾器上部的出流流出；(b)停止入流進(jìn)入被選定脫氣的過濾器的底部，防止回沖回流進(jìn)入其它的過濾器；(c)引入一個(gè)回沖水流進(jìn)入在步驟(b)中被選定的過濾器的底部，沖洗過濾器中夾帶氣體；(d)檢查過濾器的壓降水平，確定過濾器是否需要脫氣；(e)如果必要進(jìn)行脫氣；(f)繼續(xù)沖洗在步驟(b)中被選定的過濾器，直到夾帶氣體從過濾器中被釋放出來；(g)停止入流流入下一個(gè)被選定脫氣的過濾器的底部，防止回沖回流進(jìn)入其它的過濾器；(h)引入回沖水流進(jìn)入下一個(gè)被選定的過濾器的底部，沖洗過濾器中的夾帶氣體；(i)在步驟(b)中在選定的過濾器中，停止回沖流，而且重新使入流流入步驟(b)中的過濾器的底部，返回步驟(b)中的過濾器應(yīng)用；(j)當(dāng)繼續(xù)步驟(a)時(shí)，連續(xù)地重復(fù)步驟(b)到(i)除去其它選定的過濾器的氣體；(k)沖洗最后一個(gè)依次被選定的過濾器；(l)如果有，停止最后一個(gè)依次選定的過濾器的回沖水流；和，(m)重新使入流進(jìn)入最后依次選定的過濾器的底部，返回到最后依次選定的過濾器中使脫氣。
在一系列生物過濾器脫氣的方法的一個(gè)方面中，回流泵的操作被維持以沖洗每個(gè)過濾器。在本發(fā)方法的另一個(gè)方面，多個(gè)上流生物過濾器包括但不限定于在氮化作用過濾器，脫氮化作用過濾器，脫除化學(xué)需氧量(COD)的過濾器，脫除生物需氧量(BOD)的過濾器。
在另一種自動化除去多個(gè)下流生物水處理過濾器的可選方法中，每個(gè)過濾器有一可變的水位，一個(gè)進(jìn)入過濾器上部的入流，一個(gè)從過濾器底部流出的出流，該方法包括(a)關(guān)閉第一個(gè)選定脫氣的過濾器的排水閥門，防止過濾器排水；(b)打開第一個(gè)選定的過濾器的一個(gè)清水回沖水閥門；(c)啟動一個(gè)回沖水泵；(d)自動檢查過濾器水位，確定過濾器是否將要溢出；
(e)如果過濾器的水位在溢流水位，排放臟水回沖水；(f)沖洗第一個(gè)選定的過濾器，以釋放過濾器中的夾帶氣體；(g)關(guān)閉下一個(gè)選定的過濾器的排水閥門，并打開接下來選定過濾器的清水回沖水閥門；(h)如果必要，關(guān)閉第一個(gè)選定過濾器的清水回沖閥門和臟水回沖閥門；(I)打開第一個(gè)選定的過濾器的排水閥門；(j)對于每個(gè)其它的過濾器，連續(xù)地重復(fù)步驟(d)到(i)，其中在步驟(d)到(i)中一個(gè)先前的順序中的下一個(gè)相繼的過濾器變成了后繼步驟(d)到(i)的下一個(gè)順序中第一個(gè)選定的過濾器；(k)沖洗一個(gè)最后依次選定的過濾器；(l)關(guān)閉回沖水泵；(m)打開最后依次選定過濾器的排水閥門；(n)如果必要，關(guān)閉最后依次選定的過濾器的清水回沖閥門和臟水回沖洗閥門；和(o)在步驟(a)到(n)過程中，維持進(jìn)水閥門在一個(gè)打開的位置。
一種除去大量的上流的生物水處理過濾器的自動化的方法的較佳實(shí)施例，每個(gè)過濾器有一可變的水位，一個(gè)進(jìn)入過濾器底部的入流，一個(gè)從過濾器上部的流出出流，該方法包括(a)自動檢查每個(gè)過濾器的壓力下降水平，確定壓力水平是否處于需要脫氣的點(diǎn)上；(b)如果對于選定的過濾器，壓降點(diǎn)表明脫氣是必要的，關(guān)閉第一個(gè)選定脫氣的過濾器的的進(jìn)水閥門，防止過濾器排放；(c)打開第一個(gè)選定的過濾器的清水回沖閥門；(d)啟動回沖泵；(e)沖洗在步驟(b)中選定的過濾器，直到夾帶氣體從過濾器中釋放出來；(f)關(guān)閉下一個(gè)選定過濾器的的進(jìn)水閥門，打開接下來選定的過濾器的清水回沖閥門；(g)關(guān)閉第一個(gè)選定的過濾器的清水回沖閥門；(h)打開第一個(gè)選定過濾器的進(jìn)水閥門；(i)對于每一個(gè)其它的過濾器，重復(fù)步驟(d)到(h)；(j)沖洗最后依次選定的過濾器；(k)關(guān)閉回沖水泵；
(l)打開最后依次選定的過濾器的進(jìn)水閥門；(m)關(guān)閉最后依次選定過濾器的清水回沖閥門；和(n)在步驟(a)到(m)過程中，維持排水閥門在一個(gè)打開的位置。
在上述的方法中，脫氣的操作可以自動化。壓降點(diǎn)可以被自動設(shè)定在某一點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定點(diǎn)時(shí)，自動開啟脫氣過程。優(yōu)選地，壓力下降點(diǎn)被設(shè)定的范圍從過濾器容量的大約50％到95％。最佳的，壓力下降點(diǎn)被設(shè)定在過濾器容量的75％處。說明書附圖簡要說明

圖1是典型的水處理系統(tǒng)的下流生物過濾器的截面圖。圖2是典型的水處理系統(tǒng)的上流生物過濾器的截面圖。本發(fā)明的詳細(xì)說明一個(gè)生物過濾的脫氣裝置包含一系列的按次序的步驟，這些步驟產(chǎn)生回流以清洗氣體的過濾介質(zhì)。使用微生物去除廢水中包含的污染物質(zhì)。在如呼吸和脫氮的過濾介質(zhì)內(nèi)，微生物活動的結(jié)果生成氣體。生成的氣體如果不定期清洗的話會限制水流并影響處理的效果。有益的是，此發(fā)明的方法能夠在一個(gè)水處理系統(tǒng)內(nèi)自動檢查過濾器，并且，如果在下流的過濾器中，水的高度達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的高點(diǎn)的話，下流的過濾器自動地脫氣。在上流過濾器中，如果過濾器壓力下降到不高于設(shè)定點(diǎn)的選定的百分率，脫氣過程自動進(jìn)行?；蛘?，當(dāng)下流過濾器中脫氣由操作員進(jìn)行的話，若水高達(dá)到足以導(dǎo)致過濾器中水外流，污水回流水被自動地放出。
此方法的一個(gè)好處是過濾器不被沖下去并且在脫氣過程中進(jìn)水閥不關(guān)閉，消除過濾器中的水向下流，可減少脫氣程序的整體時(shí)間，并提高過濾器運(yùn)作的效率，對系統(tǒng)中其它過濾器無任何擾亂。正在被脫氣的過濾器在較短的時(shí)期內(nèi)下線(off-line)，泵和閥的磨損較少。
在一個(gè)可選的生物脫氣過濾器的實(shí)施例中，過濾器中水向上流。水流的排放在整個(gè)脫氣過程中持續(xù)，因此沒有水回流到上流中重處理，因而改善過濾器的效能。
請參看附圖。圖1描述下流生物過濾器100。水處理系統(tǒng)可能會有二到十個(gè)并聯(lián)的過濾器100。最好是使這些過濾器100具有共用的隔板120。在過濾的過程中，流入的廢水被排到在過濾器墻122的頂部形成的低壓槽114，并從溢流板116溢出到過濾介質(zhì)130。水槽114被連接到一個(gè)污水箱(圖中沒表示)上。在過濾過程中，污水是通過由沙子和和礫石組成的過濾器介質(zhì)130進(jìn)行過濾。推薦的過濾裝置是，將大約六英尺深的砂層132鋪在大約18英寸深的礫石層134上，而礫石層是由聚水板來支撐的。還有一種方法，那就是礫石層可用多孔板來代替。經(jīng)過過濾的污水集中到泵池142中，然后流到清水井(圖中沒表示)中去。清水井起蓄水池的作用，這些清水用作過濾器100的回沖洗水，多余的水直接排到排水站。
在生物過濾器中，由于向過濾器100中添入補(bǔ)加的碳元素，例如添入甲醇常使微生物的活性增強(qiáng)。在污水通過過濾介質(zhì)130過濾的同時(shí)，由于微生物的生物活性而產(chǎn)生氣體，而這種氣體必須被除掉。去處在過濾過程中產(chǎn)生的氣體的過程稱為脫氣。從生物過濾器中釋放氣體非常迅速，足以避免活性生物體的損失。這種生物體會懸浮在過濾介質(zhì)130之上的水中，這有助于在脫氣過程中懸浮在過濾介質(zhì)和甲醇之上的水中的生物質(zhì)不至和排出的污水一起流失。
這種新發(fā)明的脫氣方法的另一優(yōu)點(diǎn)是，減少了在過濾器中的流量波動。在過濾器中生物質(zhì)的生長會影響過濾過程中流經(jīng)過濾器的流量。如果一旦流量增加，過濾效率就會降低。同樣地，流量突然增加，過濾效率也會受到不利的影響。在低流量時(shí)可能發(fā)生的沉積于過濾介質(zhì)之上固體會由于流量突增被沖刷掉。例如，假定系統(tǒng)中有三個(gè)過濾器，他們分別處理相同量的水，而其中一個(gè)過濾器不工作了，把它處理的水量轉(zhuǎn)給另二個(gè)正在工作的過濾器，那么，另二個(gè)過濾器中的流量就馬上增加50％。這種轉(zhuǎn)換需較長時(shí)間，才能疏干這個(gè)增量。同時(shí)，中斷了生物的活性和增加了全系統(tǒng)的停工時(shí)間。接著本發(fā)明推薦的脫氣方法，脫氣過濾器不必疏干，因?yàn)樗倪M(jìn)水閥是開啟的而排水閥是關(guān)閉的。因此，其余不處于脫氣狀態(tài)的過濾器的流量是比較均勻的并且不會中斷生物活性過程和過濾過程。
用下流式過濾器的脫氣方法，要隨時(shí)選定一個(gè)過濾器脫氣。在自動脫氣的下流式過濾器系統(tǒng)中，每個(gè)過濾器中的液位都要隨時(shí)檢查，看其是否達(dá)到了事先設(shè)定的高液位點(diǎn)，以確定哪一臺過濾器應(yīng)進(jìn)入脫氣狀態(tài)。在多過濾器系統(tǒng)中，每一臺過濾器中的液位都自動地進(jìn)行檢查，并且一旦有某個(gè)過濾器中的液位達(dá)到了預(yù)設(shè)點(diǎn)，便自動選該過濾器進(jìn)入脫氣狀態(tài)。這種自動選定的方法可通過將高液位設(shè)定點(diǎn)輸入系統(tǒng)計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。這樣任何一臺過濾器中的液位一旦達(dá)到設(shè)定點(diǎn)，變自動進(jìn)入脫氣工作狀態(tài)。我們推薦高液位點(diǎn)設(shè)在過濾器容量的50％到95％之間?；蛘吒纱嗑驮O(shè)在過濾器容量的75％處。在脫氣過程中，有時(shí)過濾器中會充滿，甚至?xí)霈F(xiàn)危險(xiǎn)的溢流現(xiàn)象。過濾器中的高液位點(diǎn)也可自動地設(shè)在污物反沖水排放之時(shí)，污物反沖水的排放也可實(shí)現(xiàn)自動操作。
將上述脫氣方法用于上升流式過濾器，脫氣過程也可實(shí)現(xiàn)自動化。壓力下降值也可自動設(shè)定，那就是達(dá)到設(shè)定值時(shí)，自動啟動脫氣工作過程。推薦將壓力下降值設(shè)定在過濾器允許工作壓力的50％到95％，或者就設(shè)定在75％。
選定的過濾器中沒有超高位警戒136，它位于水面之上，推薦高于水面6-8英尺。出水閥是關(guān)閉的，因此過濾器不會疏干。在整個(gè)脫氣過程中，進(jìn)水閥是開啟的，水經(jīng)管道進(jìn)入設(shè)在過濾器壁120頂部的水槽114中，然后再流入過濾器100中。反沖水泵將沖洗水泵至水渠或泵池142中，泵池一直延伸到過濾器底114，建議采用經(jīng)過過濾的不含甲醇的蓄存于清水井中的水做反沖水。關(guān)閉排水閥還可防止反沖水短路流到清水井中去，因?yàn)樵谇逅瓦^濾器間反沖水與排出水使用同一管理。
在過濾過程中，底流濾液收集在水渠142中并流入清水井。在反沖過程中，反沖水是從清水井泵入水渠142中并均勻地向上流經(jīng)過濾介質(zhì)130。反沖水將駐留在砂粒和礫石間的氣體排除到水面137，138之上的空氣中去。最好不要達(dá)到超高警戒136(在低水面137之上)。以使匯集一處的入流和反沖水不溢過堰口116。推薦超過警戒高于水面6-8英尺。采用上述推薦的反沖方法，在氣體釋放過程中懸浮的所有的生物體都象甲醇一樣，作為濾液的添加物留存于過濾器100中。如果反沖水使高液位138上升到分布堰口之上，過量的水會流入進(jìn)水管并進(jìn)而流入其它過濾器，而不會造成從系統(tǒng)中流失。
把推薦的生物過濾器脫氣方法用于一個(gè)水處理系統(tǒng)時(shí)，選用許多個(gè)下降流式過濾器100做順序脫氣。采用這種推薦的方法，在脫氣的過程中，入流一直注向每一個(gè)過濾器的入口。進(jìn)水閥一直處于開啟狀態(tài)，而第一個(gè)被選做脫氣的過濾器的排水閥處于關(guān)閉狀態(tài)，排水中斷。從而防止該過濾器疏干和反沖短路到排水中去。反沖水閥開啟并且啟動反沖水泵，則反沖水泵至第一個(gè)選定的過濾器的水渠中。反沖水將駐留在過濾介質(zhì)間氣體排出并釋放到水面上的空氣中去。過濾器中的液位可由操作人員檢查或由系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)根據(jù)事先輸入的高水位設(shè)定值自動進(jìn)行檢查。如果達(dá)到了設(shè)定值，污物反沖水閥門開啟注入反沖水。
選做第二個(gè)進(jìn)行脫氣的過濾器的排水閥關(guān)閉并且排水中斷，將該過濾器反沖閥打開，則該過濾器恢復(fù)排水，第一個(gè)過濾器的反沖水停止而第二個(gè)過濾器開始反沖洗。對于所有的過濾都重復(fù)上述的過程直至所有的過濾器脫過氣并進(jìn)行了反沖洗為止。到所有的過濾都完成脫氣反沖水泵一直保持運(yùn)轉(zhuǎn)。由于精心的操作閥門并且免去了疏干過程，脫氣所需時(shí)間減少了，閥門的動作次數(shù)也減少了。并且對存于過濾介質(zhì)中的生物體的沖擊減至最小。因此增大了過濾器的整體工作效率。下述的例子給出一個(gè)對以前的脫氣方法和本發(fā)明脫氣方法的比較，比較他們的典型步驟和每步驟的同時(shí)，下水過濾器脫氣的實(shí)例現(xiàn)有技術(shù)的脫氣方法步驟 時(shí)間(分)1.關(guān)閉進(jìn)水閥門 0.52.過濾器排水 5.03.關(guān)閉排水閥 0.54.開啟清水回沖水閥，如果過濾器中液位高，開啟污水回沖排水閥 0.55.啟動回沖水泵 0.56.繼續(xù)沖洗 1.07.停止回沖洗水泵，關(guān)閉回沖洗閥門及污物回沖洗水閥(如果已開啟) 0.58.開啟排水閥門 2.09.開啟進(jìn)水閥門 0.5總計(jì)時(shí)間 11.0對于每一個(gè)要脫氣的過濾器，我們都必須重復(fù)現(xiàn)有技術(shù)的生物過濾器脫氣的上述過程如果在一個(gè)脫氣處理過程或程序中，使五臺過濾器脫氣，總的脫氣過程需時(shí)55分。
上述的現(xiàn)有技術(shù)是采用快動式氣動閥的過濾器系統(tǒng)中進(jìn)行的，如采用慢速電動閥還要多耗時(shí)幾分鐘。所有的操作在所選擇的過濾器上完成之后再對下一個(gè)過濾器脫氣。新的脫氣方法分1.關(guān)閉排水閥，開啟第一臺選擇的過濾器的清水沖水閥門 0.52.啟動回沖水泵 0.53.檢查高設(shè)定水位并開啟污水回沖水閥 0.54.繼續(xù)沖洗 1.05.關(guān)閉排水閥并開啟下一臺選擇的過濾器的清水回沖水閥 0.56.打開流出閥門，關(guān)閉第一個(gè)選定的過濾器的清水回沖水閥門 0.57.沖洗下一個(gè)選定的過濾器1.08.對于每個(gè)其它的選定的過濾器重復(fù)步驟4，5，6和7 2.09.關(guān)上回沖水泵，打開排水閥，關(guān)閉最后選定的過濾器的清水回沖水閥門0.5一個(gè)過濾器的脫氣的總共時(shí)間大約是2.5分鐘，實(shí)際上是步驟4，5，6和7所花費(fèi)的時(shí)間。另外需要1分鐘的時(shí)間打開和關(guān)閉回沖水泵。如果有5個(gè)過濾器在一個(gè)脫氣順序期間脫氣，總的脫氣時(shí)間是11分鐘。
在本發(fā)明的脫氣方法中，回沖水泵一直保持著打開的狀態(tài)，直到所有的濾器都被脫氣，因此減少了操作和裝拆設(shè)備的總的時(shí)間。這個(gè)步驟的時(shí)間可能隨著用于閥門系統(tǒng)設(shè)備類型而變化。
本發(fā)明的方法和現(xiàn)有技術(shù)脫氣的方法主要不同在于在本發(fā)明方法中1)進(jìn)水閥門沒有關(guān)閉；2)過濾器沒有被排干，脫氣之前降低過濾器水位也不是必需的和所希望的；3)直到所有的濾器脫氣完畢，回沖水泵才被關(guān)閉；4)除非在系統(tǒng)中所有的其它的過濾器也有高水位，否則因?yàn)楦咚?，不會有過濾器的污水回沖水閥門(如果存在)被打開。在本發(fā)明的脫氣方法中有一個(gè)無縫的轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素是準(zhǔn)備脫氣的過濾器的步驟，也就是，在前一個(gè)選定過濾器脫氣的最后一步前，即打開排水閥門，關(guān)閉清水回沖水閥門前開始關(guān)閉排水閥門，打開清水回沖水閥門。
這種新的脫氣方法使得在系統(tǒng)中通過系統(tǒng)中的不脫氣的過濾器的水的流量保持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)，這樣生物平衡就不會被干擾。因?yàn)橐幌盗羞^濾器的脫氣的時(shí)間被減少了，這樣在一個(gè)單一的脫氣過程中更多的過濾器能被脫氣。
對于一個(gè)單一的上水過濾器的脫氣方法中，如圖2所示，入流在過濾器的底部被引入，這樣向上的空氣流不能抵制向下的入流。在一個(gè)上水過濾器脫氣的優(yōu)選方法中，入流閥被關(guān)閉，同時(shí)進(jìn)入過濾器底部的入流被停止?；貨_水流被引入過濾器的底部沖洗夾帶氣體，而且直到氣體被釋放到大氣中，沖洗才停止?；貨_水流然后停下來，而且入流重新開始返回到過濾器進(jìn)行工作。出流繼續(xù)流出過濾器的上部。當(dāng)對大量上水的過濾器脫氣時(shí)，直到所有的被選定的脫氣的過濾器被處理過，回沖水泵才被關(guān)閉。排水閥門從不關(guān)閉，而且污水回沖水閥門不打開。從一個(gè)過濾器到另一個(gè)過濾器的脫氣的轉(zhuǎn)換是密封的。
上水過濾器脫氣的實(shí)施例下面是一個(gè)對于完成現(xiàn)有技術(shù)一個(gè)脫氣上流過濾器的方法的每個(gè)步驟所需要的通常的步驟和時(shí)間同本發(fā)明的脫氣上流過濾器的優(yōu)選的方法的所需要的通常的步驟和時(shí)間的比較?，F(xiàn)有技術(shù)脫氣方法步驟 時(shí)間(分鐘)1.關(guān)閉進(jìn)水閥門，關(guān)閉排水閥門 0.52.打開清水回沖水閥門，打開污水回沖水排出閥門 0.53啟動回沖水泵0.54.繼續(xù)沖洗 1.05.關(guān)閉回沖水泵，關(guān)閉清水的回沖水閥門 0.56.關(guān)閉污水回沖水閥門，打開排水閥門 0.57.打開進(jìn)水閥門 0.5總的時(shí)間 4.0新的脫氣方法分鐘1.關(guān)閉進(jìn)水閥門，打開第一個(gè)選定的過濾器的清水回沖水閥門 0.52.啟動回沖水水泵 0.53.檢查壓力降低設(shè)定點(diǎn)的水平 0.54.繼續(xù)沖洗 1.05.關(guān)閉進(jìn)水閥門，打開下一個(gè)選定的過濾器的清水回沖水閥門0.56.打開進(jìn)水閥門，關(guān)閉最初選定的過濾器的清水回沖水閥門0.57.沖洗下一個(gè)選定的過濾器1.08.對于每個(gè)其它的選定的過濾器重復(fù)步驟4，5，6和79.關(guān)上回沖水泵，打開排水閥門，關(guān)閉最后選定的過濾器的清水回沖水閥門。
0.5對于每一個(gè)選定的脫氣的上水的過濾器重復(fù)步驟4、5、6和7。通過在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸入一個(gè)壓力降低水平設(shè)定值，選定過濾器脫氣的步驟可以自動化，這樣任何一個(gè)過濾器達(dá)到設(shè)定的點(diǎn)就可以被自動的脫氣。對于每個(gè)過濾器脫氣的總的時(shí)間大約是2.5分鐘。
在脫氣方法中有一個(gè)密封的轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵因素是準(zhǔn)備脫氣的過濾器的步驟，也就是，在前一個(gè)選定的過濾器脫氣的最后一步，即打開進(jìn)水閥，關(guān)閉清水的回沖水閥門前開始關(guān)閉進(jìn)水閥，打開清水回沖水閥門。
另外需要1分鐘打開和關(guān)閉回沖水泵。同用現(xiàn)有技術(shù)方法的20分鐘比較，5個(gè)過濾器脫氣的總的時(shí)間是大約11分鐘。
就象在一個(gè)下水的過濾器中，直到所有的選定的脫氣的過濾器都被脫氣，回沖水泵才會被關(guān)閉，這樣就減少了操作和裝拆設(shè)備的總的時(shí)間。這個(gè)步驟的時(shí)間可能隨著用于閥門系統(tǒng)的設(shè)備的類型而變化。在一個(gè)上水過濾器中，入流和清水的回沖水被在同一點(diǎn)引入。因此，當(dāng)啟動清水的回沖水流時(shí)，停止入流是必要的。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)中的一個(gè)過濾器是離線脫氣的，其它的過濾器必須接替多余的水流。
在上水過濾器系統(tǒng)中的出流通常比所要求的回沖水流低。出流可以被儲存在一個(gè)凈水井的儲水槽中，這樣它可以用于用回沖水泵進(jìn)行回沖水和脫氣。多余的水溢流出清潔井，在那里它流入下一個(gè)處理過程?，F(xiàn)有技術(shù)的上水過濾器脫氣包括打開污水回沖水閥門，這樣在脫氣期間被處理的水將溢流出到一個(gè)泥墻(mudwall)，然后回到上水系統(tǒng)進(jìn)行再處理。這需要一個(gè)再次使用水泵和再處理的花費(fèi)。而且由于一部分液流一直在系統(tǒng)中再循環(huán)而減少了處理系統(tǒng)的最大處理能力。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的脫氣的方法中，排水閥門沒有關(guān)閉，而且在脫氣期間流出的水立刻重新返回到清潔的井中。不需要再處理及再次使用水泵的過程。
因?yàn)樵谝粋€(gè)上水過濾器中的生物反應(yīng)有時(shí)間的限制，而且調(diào)整到一個(gè)平均的水流狀態(tài)，水流的暫時(shí)的升高會減少處理活性。減少水流被分流到其它沒有被處理的過濾器的時(shí)間期間減少了對生物過程和過濾過程的破壞。上水過濾器的優(yōu)選的脫氣的方法最低程度地減少了閥門的活動，這樣脫氣的過程被進(jìn)行的比較快。生物過濾器通常要求被脫氣每天4到8次。閥門活動的精心的排序減少了循環(huán)流。在過濾器流中變化的減少增加了處理的能力和效率。
本發(fā)明的脫氣的生物過濾器的方法可以應(yīng)用在各種各樣的產(chǎn)生大量氣體的過濾器處理中，其包括但不限定于，氮化作用過濾器，脫氮作用過濾器，脫除化學(xué)需氧量(COD)的過濾器和脫除生物需氧量(BOD)的過濾器。
權(quán)利要求
1.一種下水生物處理過濾器的脫氣的自動化方法，該過濾器具有變化的水位、進(jìn)入過濾器上部的入流和從過濾器底部流出的出流，這個(gè)方法包括(a)停止出流以防止過濾器排干；其中過濾器包括一個(gè)回沖系統(tǒng)；(b)引入一個(gè)回沖水流進(jìn)入過濾器的底部沖洗來自于過濾器的夾帶的氣體；(c)自動檢查過濾器的水位，確定是否過濾器有溢流；(d)如果過濾器水位在溢流水位，排出污水回沖水；(e)繼續(xù)沖洗過濾器以利于釋放來自于過濾器的夾帶的氣體；(f)如果存在回沖水流和污水回沖水流，停止它們，而且使出流重新開始返回過濾器進(jìn)行使用；(g)通過步驟(a)到(f)維持入流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中過濾器水位的檢查是通過一個(gè)過濾器的操作人員進(jìn)行的，而排放污水回沖水的操作是自動的。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一個(gè)方法，其中設(shè)定一個(gè)高水位的點(diǎn)，在此水位污水回沖水被自動排放。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一個(gè)方法，其中設(shè)定一個(gè)高水位的點(diǎn)，在此水位脫氣過程被自動啟動。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求的任意一個(gè)方法，其中一個(gè)高水位的點(diǎn)設(shè)定的范圍大約是過濾器容量的50％到95％。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中高水位點(diǎn)是設(shè)定在過濾器容量的75％處。
7.一種上水生物水處理過濾器脫氣的自動方法，此過濾器有變化的水位，過濾器包括一個(gè)進(jìn)入過濾器底部的入流，一個(gè)從過濾器上部的出流及一個(gè)回沖系統(tǒng)，這個(gè)方法包括(a)自動檢查壓力下降的程度以確定是否過濾器需要脫氣；(b)如果需要脫氣，停止入流流入過濾器的底部；(c)引入一個(gè)回沖水流進(jìn)入過濾器的底部以沖洗來自于過濾器的夾帶的氣體；(d)繼續(xù)沖洗過濾器以釋放來自于過濾器的夾帶的氣體；(e)如果存在回沖水流和污水回沖水流，停止它們，而且使入流重新開始返回過濾器進(jìn)行使用；(f)通過步驟(a)到(e)維持來自于過濾器頂部的出流。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中一個(gè)過濾器壓力下降點(diǎn)設(shè)置在脫氣過程被自動啟動處。
9.一種對多個(gè)下水的水處理生物過濾器自動脫氣的方法，此過濾器有變化的水位，進(jìn)入過濾器上部的入流，從過濾器底部的流出的出流，這個(gè)方法包括(a)在對所有的選定的脫氣的過濾器脫氣的整個(gè)過程中，維持入流進(jìn)入過濾器的每個(gè)入口；(b)停止來自于被選定過濾器的出流被脫氣，防止被選定的過濾器被排干，所述的過濾器包括一個(gè)回沖水系統(tǒng)；(c)將回沖水流引入在步驟(b)中被選定的過濾器的底部以從過濾器中沖洗被夾帶的氣體；(d)檢查過濾器的水位確定是否選定的過濾器有溢流；(e)如果選定的過濾器的水位是在溢流水位，排放污水回沖水；(f)繼續(xù)沖洗在步驟(b)中被選定的過濾器，直到夾帶的氣體從過濾器中被釋放出來；(g)停止出流從下一個(gè)被選定的過濾器中流出，而且引入回沖流進(jìn)入下一個(gè)選定的過濾器；(h)在選定的過濾器中，如果有回沖流和污水沖洗流，停止它們，而且重新使出流流出步驟(b)中的過濾器返回步驟(b)中的過濾器去應(yīng)用；而且，(i)當(dāng)繼續(xù)步驟(a)時(shí)，連續(xù)地重復(fù)步驟(b)到(h)脫去其它選定的過濾器的氣體；(j)沖洗最后一個(gè)依次被選定的過濾器；(k)停止回沖流進(jìn)入最后一個(gè)依次選定的過濾器；并(l)重新使從最后依次選定的過濾器流出的出流返回到最后依次選定的過濾器中使用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中在處理系統(tǒng)中的每個(gè)過濾器的水位被自動地檢查是否達(dá)到先前設(shè)定的高水位點(diǎn)從而如果當(dāng)水位高到需要脫氣時(shí)自動啟動脫氣過程。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中一個(gè)高水位的點(diǎn)設(shè)定的范圍大約是過濾器容量的50％到95％。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中高水位點(diǎn)是在過濾器容量的75％處被設(shè)定的。
13.一種對水處理系統(tǒng)中的多個(gè)上水生物過濾器脫氣的自動化方法，其中包括進(jìn)入過濾器的入流，來自于過濾器的出流及一個(gè)回沖系統(tǒng)，此方法包括以下步驟(a)在對所有的選定的過濾器的脫氣的過程中，維持來自于每個(gè)過濾器的上部流出的出流；(b)停止入流進(jìn)入被選定脫氣的過濾器的底部，防止回沖回流進(jìn)入其它的過濾器；(c)引入一個(gè)回沖水流進(jìn)入在步驟(b)中被選定的過濾器的底部，沖洗夾帶在過濾器中的氣體；(d)檢查過濾器的水位確定是否選定的過濾器有溢流；(e)如果選定的過濾器的水位是在溢流水位，排放污水回沖水；(f)繼續(xù)沖洗在步驟(b)中被選定的過濾器，直到夾帶的氣體從過濾器中被釋放出來；(g)停止入流流入下一個(gè)被選定脫氣的過濾器的底部，防止回沖水回流進(jìn)入其它的過濾器；(h)引入回沖水流進(jìn)入下一個(gè)被選定的過濾器的底部，沖洗夾帶過濾器中的氣體；(i)在步驟(b)中在選定的過濾器中，如果有回沖流和污水回沖流，停止它們，而且重新使入流流入步驟(b)中的過濾器的底部，返回步驟(b)中的過濾器應(yīng)用；(j)當(dāng)繼續(xù)步驟(a)時(shí)，連續(xù)地重復(fù)步驟(b)到(i)脫去其它選定的過濾器的氣體；(k)沖洗最后一個(gè)依次被選定的過濾器；(l)如果有回沖流和污水回沖流，停止它們進(jìn)入最后一個(gè)依次選定的過濾器；而且(m)重新使入流進(jìn)入最后依次選定的過濾器的底部，返回到最后依次選定的過濾器中使用。
14.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的方法，其中回沖泵的操作被維護(hù)以沖洗每個(gè)過濾器。
15.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的方法，其中多個(gè)生物過濾器是氮化作用過濾器。
16.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的方法，其中多個(gè)生物過濾器是脫氮化作用過濾器。
17.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的方法，其中多個(gè)生物過濾器是脫除化學(xué)需氧量(COD)的過濾器。
18.根據(jù)權(quán)利要求8和9所述的方法，其中大量的生物過濾器是脫除生物需氧量(BOD)的過濾器。
19.一種對多個(gè)下水生物水處理過濾器的自動化方法，每個(gè)過濾器有一可變的水位，一個(gè)進(jìn)入過濾器上部的入流，一個(gè)從過濾器底部的出流，這個(gè)方法包括(a)關(guān)閉來自于第一個(gè)選定脫氣的過濾器的排水閥門，防止過濾器排水；(b)打開第一個(gè)選定的過濾器的一個(gè)清水回沖水閥門；(c)啟動一個(gè)回沖泵；(d)自動檢查過濾器水位，確定是否過濾器將要溢出；(e)如果過濾器的水位在溢流水位，排出污水回沖水；(f)沖洗第一個(gè)選定的過濾器，以釋放過濾器中的夾帶氣體；(g)關(guān)閉下一個(gè)選定的過濾器的排水閥門，而且打開下一個(gè)選定過濾器的清水回沖水閥門；(h)如果必要，關(guān)閉第一個(gè)選定過濾器的清水回沖水閥門和污水回沖水閥門；(i)打開第一個(gè)選定的過濾器的排水閥門；(j)對于每個(gè)其它的過濾器，連續(xù)地重復(fù)步驟(d)到(i)，其中在步驟(d)到(g)中一個(gè)先前的順序中的下一個(gè)相繼的過濾器變成了后繼步驟(d)到(i)的下一個(gè)順序中第一個(gè)選定的過濾器；(k)沖洗一個(gè)最后依次選定的過濾器；(l)關(guān)閉回沖水泵；(m)打開最后依次選定過濾器的排水閥門；(n)如果必要，關(guān)閉最后依次選定的過濾器的清水回沖水閥門和污水回沖水閥門；而且(o)通過步驟(a)到(n)維持流入閥門在一個(gè)打開的位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法中，其中一個(gè)高水位點(diǎn)設(shè)定在污水回沖水被自動排放處。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法中，其中在水處理系統(tǒng)中任何一個(gè)達(dá)到高水位的設(shè)定點(diǎn)的過濾器，被自動選定脫氣。
22.一種對多個(gè)上水生物水處理過濾器脫氣的自動化方法，每個(gè)過濾器有一不同的水位，一個(gè)進(jìn)入過濾器底部的入流，一個(gè)從過濾器上部的出流，這個(gè)方法包括(a)自動檢查每個(gè)過濾器的水位，確定是否水位過高需要脫氣；(b)如果對于選定的過濾器，水位表明脫氣是必要的，關(guān)閉第一個(gè)選定脫氣的過濾器的進(jìn)水閥門，防止過濾器排水；(c)打開第一個(gè)選定的過濾器的清水的回沖水閥門和污水回沖水閥門；(c)啟動回沖泵；(d)沖洗在步驟(b)中選定的過濾器，直到夾帶的氣體從過濾器中釋放出來；(e)關(guān)閉下一個(gè)選定過濾器的的進(jìn)水閥門，打開接下來選定的過濾器的清水回沖水閥門和污水回沖水閥門；(f)關(guān)閉第一個(gè)選定的過濾器的清水回沖水閥門；(g)打開第一個(gè)選定過濾器的進(jìn)水閥門；(h)對于每一個(gè)其它的過濾器，重復(fù)步驟(d)到(g)；(i)沖洗最后依次選定的過濾器；(j)關(guān)閉回沖水泵；(k)打開最后依次選定的過濾器的進(jìn)水閥門；(l)關(guān)閉最后依次選定過濾器的清水回沖水閥門和污水回沖水閥門；(m)通過步驟(a)到(l)維持排水閥門在一個(gè)打開的位置。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中的壓力下降點(diǎn)被設(shè)定于，在水處理系統(tǒng)中任何過濾器達(dá)到設(shè)定點(diǎn)被自動選定脫氣處。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中壓力下降點(diǎn)被設(shè)定的范圍從過濾器容量的大約50％到95％。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中壓力下降點(diǎn)被設(shè)定在過濾器容量的75％處。
全文摘要
用一個(gè)回沖系統(tǒng)對生物過濾器自動脫氣的方法，其中打開和關(guān)閉閥門的步驟被減少，通過過濾器的水流的阻斷被大大減小，而且排空過濾器的過程是被排除了。在自動脫氣的下水過濾器的方法中，如果水位過高需要脫氣，通過先前設(shè)定的一個(gè)高的水位點(diǎn)自動啟動脫氣過程，在處理系統(tǒng)中每個(gè)過濾器的水位被檢查。排放污水回沖水的操作也被自動化。高水位點(diǎn)被自動設(shè)定在污水回沖水自動排放處。在多個(gè)過濾器處理系統(tǒng)中，通過一個(gè)高水位設(shè)定點(diǎn)和一個(gè)特定的自動選定脫氣的過濾器，過濾器的水位可以自動被檢查。在上水的過濾器中，一個(gè)壓力下降點(diǎn)被用于確定是否一個(gè)過濾器需要脫氣。從一個(gè)過濾器到另一個(gè)過濾器的脫氣過程的轉(zhuǎn)換是密封的。
文檔編號B01D35/01GK1413924SQ01136609
公開日2003年4月30日 申請日期2001年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
發(fā)明者格雷格·埃拉德 申請人:泰特拉處理技術(shù)塞溫塔蘭托服務(wù)公司