[發明專利]水處理

在審

• 申請號: 201410137428.0
• 申請日: 2005-04-07
• 公開（公告）號: CN104150584A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 約翰·弗賴伊;杰拉爾德·瓊斯
• 申請（專利權）人: 海神水有限公司
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 苗征;于輝

本申請是2005年4月7日提交的國際申請號為PCT/GB2005/001358，中國國家申請號為200580018620.7，發明名稱為“水處理”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及水處理。具體地說，本發明涉及生物處理基于鹽水的生活廢水的方法和設備。

背景技術

在廢水處理領域，通常通過使用細菌、原生動物和/或食草無脊椎動物的生物方法處理來自沖洗廁所的生活廢水(例如參見Bitton(1999)Wastewater?Microbiology.Wiley-Liss,New?York)。在這些生物方法之前經常有物理處理步驟。該物理過程包括除去大的有機和無機微粒材料(例如篩分、研磨除去)，有時接著浸漬以降低有機顆粒的實際尺寸。然而，這些步驟很少用于小規模工廠。下一步經常是沉積以除去較大的有機顆粒。這些過程一起被稱為初始處理。然后下一步是生物，或二次處理。這幾乎總是主導的需氧過程，其中將污水或廢水與細菌、原生動物和/或無脊椎動物群落緊密接觸以使這些有機體能夠以各種方式，一起相互作用使大多數有機物轉變成二氧化碳。通常，存在于沉淀的污水中的氨和有機氮被氧化成硝酸鹽或氮氣。方法學上使用的生物過程的精確布置經組織使得微生物的生物質的產生最小化。然而，基本上總是需要最終沉淀過程來制備符合國家或國際標準的高質量流出物。

然而，無論進行何種步驟，事實是，由于大多數國家使用飲用水或者淡水沖洗廁所，因此是在淡水介質中進行該物理和/或化學和生物過程。淡水基生物處理系統需要建立相對穩定的生物群落。這些生物群落能夠適應廢水的變化，例如在高和低濃度流出物之間生物需氧量(BOD)的變化，但是經常有附加規定以保持生物穩定性，例如使用貯槽截取大量雨水以便能夠使得生物處理設備“稀釋休克”(dilution?shocks)。

將飲用水用于沖洗廁所和其它家庭目的可以認為是資源的浪費，特別是在世界上水資源缺乏的一些地方。為此，已知在雨量少的發達熱帶地區(例如馬耳他、香港)，使用海水，而不是飲用水來沖洗廁所。在這些地區，生活給水通常包括“雙重管”系統。一個“管”提供沖洗廁所的海水，另一個“管”提供飲用和洗滌目的的飲用水。使用“雙重管”方案的大多數系統不包括廢水處理。海水管的目的在于保存淡水并且廁所流出物和飲用/洗滌流出物流通常未經處理就釋放到環境中。沖洗廁所的流出物(本領域稱之為“棕水”(brown?water))和洗滌等的流出物(本領域稱之為“灰水”(grey?water))，在傳統廢水系統以及少數使用“雙重管系統”的那些系統中，經混合并在設計用于淡水處理的設備或裝置中進行處理。保存飲用水的替代或其它方案包括“灰水循環”，其中將洗滌用水就地處理然后用于沖洗廁所或灌溉。然而，在這些各自情況下，最后棕水仍然以淡水源為基礎并因此使用淡水基生物方案處理。

在幾個工業裝配中已描述了高鹽度廢水例如得自魚類洗滌和制革的流出物的生物的和/或化學的處理方法(參見，例如，EP0523883)。然而，這些方法沒有提到以下事實，在家庭裝配中，即使使用鹽水流沖洗廁所，至少一個廢水流必須基于淡水。因此，沒有提到使用鹽水廢水的處理方法中含鹽程度的控制，上述工業裝配的流出物未經受與基于鹽水的家庭棕水流和現有技術雙重管法中加入的基于淡水的灰水流的鹽度相同的電位變化。

已提出了基于鹽水的生活廢水的生物處理。所述大多數方法使用“非常規”的生物處理，例如使用藻類或其它植物。在EP0523883中，使用藻類(和任選地，藻青菌)在鹽水介質中處理制革流出物或有機污水流出物。然而，所述方法涉及通過接下來加入鹽水而得到的部分處理過的淡水污水鹽水。Brown等在(1999)Aquaculture175,255中描述了其它耐鹽性植物的用途，其中描述了從鹽水水產養殖廢水中除去營養素。在US4442007中，描述了設計用于潮汐沿海地區的廢水處理系統。該系統包括提供飲用水的淡水供應網和提供過氧化氫的海水溶液以沖洗廁所的單獨供應網。使用之后，該淡水-和海水基廢水都導入相同處理位置，其中將它們混合經海水中天然存在的微生物處理產生單一輸出流出物。沒有嘗試控制處理的廢水的鹽度。此外，過氧化氫是高度反應性化學添加劑，它具有明顯的操作和環境缺陷。在南極洲的新西蘭Scott基地也使用廢水處理裝置生物處理海水基棕水。然而，棕水以未加控制的方式與淡水基灰水流混合，導致與海水相比處理混合物中的含鹽程度相對低并且在每個方向上的變化高達平均值的100%。然而，鹽度的這種未加控制并且隨機的變化迄今還沒有作為工廠操作中的潛在問題來評價。