CN106103355A - 结合离心作用的生物过滤 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种生物过滤系统(100)和一种用于过滤废水的方法。所述系统包括塔(102)，所述塔(102)含有填充床(108)、位于填充床下方的空气入口(116)和位于填充床上方的空气出口(118)，在所述填充床(108)上能够形成生物膜。填充床上方的供水器(110)在填充床上分散废水。所述生物膜用作从水中去除有机和/或无机污染物的生物接触反应器。在通过填充床的水过滤之后，经过滤的水和从填充床脱落的固体废物收集在位于填充床下方的集水槽(114)中。水从集水槽中的出水口(112)流至离心分离器(104)，所述离心分离器(104)从集水槽抽取的水中分离固体材料从而排出废物流和经过滤的水流。

Description

结合离心作用的生物过滤

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年2月13日提交的南非临时专利申请号2014/01101的优先权，其通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于净化污水的水过滤系统，并更具体地涉及生物过滤系统。

背景技术

填充床通常用于促进液体/气体的相互作用并且通常由封装在容器内的多孔材料床提供。所述材料通常被称为填充材料或充填材料，其可以为较小的物质如岩石、拉西环等等。在某些情况下，材料床可以为专门设计的规整填料，如波纹板的排列。

填充床通过提供较大的接触面积(即材料床的表面积)而改善了在化学或相似过程中两相之间的接触。因此，填充床通常包括位于材料床上方的气体出口和液体入口，以及位于材料床下方的气体入口和液体出口。然后液体可以缓慢地从液体入口经过材料床至液体出口。类似地，气体可以以与液体相反的方向从气体入口经过并与液体相接触。

在本说明书中，“填充床”应该具有其最广泛的含义并包括在其中可以产生液体/气体界面的任何多孔床。

填充床的众多应用之一是在冷却塔中。逆流冷却塔提供如上所述的填充床。来自热交换过程的热水从液体入口喷洒在材料床上。同时，空气从气体入口流动通过材料床。在这样做时，空气接触并冷却流经填充床的水。空气继续通过填充床向上流动并通过空气出口离开，而经冷却的水通常收集在位于填充床下方的容器底部的集水槽中，并通过液体出口离开。

生物过滤是使用有机材料来捕获并生物降解污染物的污水的过滤。生物过滤器包括无机或有机过滤介质如岩石、炉渣、沙子、玻璃珠、泥煤或木屑，当废水在使用期间的过滤介质上流动时在过滤介质上生长生物膜。生物膜用作生物有机接触反应器并从污水中去除有机和无机污染物。随着继续使用，生物膜不断变厚从而导致在过滤介质中物质的积聚最终可能堵塞过滤器，由此减少通过过滤器的废水流。生物膜可以使用氧化性化学物质从过滤介质中进行定期清洗或者可以使用水或空气的脉冲洗刷掉。这可能是需要额外的人力并造成过滤器停工时间的耗时过程。

发明内容

根据本发明，提供了一种生物过滤系统，所述生物过滤系统包括封装填充床的塔，通过填充床上方的供水器和填充床下方的集水槽中的出水口，填充床下方的空气入口和填充床上方的空气出口，在填充床上能够形成生物膜，其特征在于所述系统进一步包括离心分离器，所述离心分离器可操作以从集水槽抽取的水中分离固体物质从而排出废物流和经过滤的水流。

本发明的另一特征提供泵以从集水槽至供水器来循环水。

本发明的另一特征提供离心分离器以连续运行；并且，离心分离器配置成定期地排出废物流。

本发明的另一特征提供装有阀和定时器的离心分离器的废物出口，所述废物出口配置成定期地排出废物流。

本发明的另一特征提供离心分离器，所述离心分离器将过滤的水返回至集水槽；可替代地，所述离心分离器将过滤的水返回至供水器。

本发明的另一特征提供空气入口，所述空气入口位于填充床和集水槽的中间。

本发明的还另一特征提供位于填充床上方的供水器，所述供水器包括配置成在填充床上精细地分散水的喷嘴或喷雾器。

本发明的另一特征提供填充床，其包括高度多孔的聚丙烯填充介质。

本发明的另一特征提供集水槽，所述集水槽包括供水入口阀和经过滤的水出口阀，所述供水入口阀配置成定期地供应水流入集水槽中，所述经过滤的水出口阀配置成定期地允许水从集水槽中流出；供水入口阀通过控制单元和液面传感器，优选浮球液位开关进行控制；经过滤的水出口阀通过定时器进行控制。

在本发明的一个实施方案中，供水入口阀和经过滤的水出口阀沿着管道进行提供，所述管道将集水槽连接至布置位于填充床上方的供水器，使得供水入口阀和经过滤的水出口阀两者位于离心分离器的下游并且供水入口阀位于经过滤的水出口阀的下游，其中供水入口阀和经过滤的水出口阀配置成具有大约相等的水的流速。

本发明还提供一种用于过滤废水的方法，所述方法包括以下步骤：在塔中的填充床上产生生物膜，将来自供水器废水精细地分散在生物膜上；在集水槽中收集水；使用离心分离器从集水槽的水中分离固体物质；从离心分离器中排出废物流和经过滤的水流；将集水槽中的水任选地与来自离心分离器的经过滤的水流一起循环至供水器。

本发明的另一特征进一步提供以下步骤：使用液面传感器感测集水槽中水的水平；通过供水入口阀定期地供应水至集水槽中并使用与液面传感器联通的电磁阀和控制单元控制供应至集水槽中的水的量。

本发明的另一特征进一步提供以下步骤：允许水定期地从集水槽中流出并通过定时器控制从集水槽中流出的水的量。可替代地，所述方法包括以下步骤：连续供应水至将集水槽连接至位于填充床上方的供水器的管道，连续地允许水以相似的流速从管道中流出，前提是水在离心分离器的下游流入和流出管道并且供应水至阀的下游管道，水通过该阀从管道中流出。

附图说明

本发明现将仅通过实施例并参照附图进行描述，在附图中：

图1为说明根据本发明第一实施方案的生物过滤系统的示意图；

图2为说明根据本发明第二实施方案的生物过滤系统的示意图；

图3为说明根据本发明第三实施方案的生物过滤系统的示意图；

图4为说明每十天经处理的水和未处理的水COD的柱形图；

图5为说明每十天COD百分数降低的柱形图；

图6为说明经处理的水的pH值相对于未处理的水的pH值的折线图；

图7为说明经处理的水的酸容量相对于未处理的水的酸容量的柱形图；

图8为说明经处理的水中总硫酸盐相对于未处理的水中总硫酸盐的柱形图；

图9为说明经处理的水中总磷酸盐相对于未处理的水中总磷酸盐的柱形图；

图10为说明经处理的水中总铵含量相对于未处理的水中总铵含量的柱形图；

图11为说明经处理的水中总亚硝酸盐含量相对于未处理的水中总亚硝酸盐含量的柱形图；以及

图12为说明在未处理的水中、离心机的流出物中和经处理的水中悬浮固体的柱形图。

具体实施方式

图1为说明根据本发明第一实施方案的生物过滤系统(100)的示意图。本发明的水过滤系统被称为生物过滤系统，因为生物接触反应器处理水以去除污染物。生物过滤系统(100)具有塔(102)、离心分离器(104)和泵(106)。

在该实施方案中，塔(102)为水冷却塔，所述塔(102)具有填充床(108)和位于床(108)下方的集水槽(114)，在填充床(108)上能够形成生物膜。在床(108)的上方设置供水器(110)，并在床(108)下方在集水槽(114)中设置出水口(112)。空气入口(116)设置在塔(102)中在床(108)和集水槽(114)的中间，空气出口(118)设置在床(108)的上方。

在该实施方案中，塔为工业冷却塔，如由Industrial Cooling Towers(Pty)有限公司供应的“ICT 650小1500冷却塔”。然而，在另一实施方案中，可使用大型冷却塔，如常见于发电站的自然通风湿式冷却双曲线塔。

在该实施方案中，填充床(108)包括高度多孔的聚丙烯填充介质。填充介质为结合了聚丙烯片材和波纹表面的蜂窝状基质。填充介质可以为任何类型的合适材料并且可以包括任何类型的多孔且具有适当大表面积的基质、栅格、砖堆或挤出通道的网状物。

管道(120)将出水口(112)连接至供水器(110)。泵(106)内联装配在管道(120)中并且可操作泵(106)将水从集水槽(114)经过管道(120)泵送至供水器(110)。在该实施方案中，泵(106)为0.45kW的游泳池泵。

集水槽(114)还具有供水入口阀(124)和经过滤的水出口阀(126)，控制供水入口阀(124)以定期地允许供应水流入集水槽(114)中，控制经过滤的水出口阀(126)以定期地允许水从集水槽(114)中流出。在该实施方案中，供水入口阀(124)为由液面传感器(129)控制的电磁阀。在该实施方案中，液面传感器(129)为浮球液位开关。在该实施方案中，经过滤的水出口阀(126)为由定时器控制的电磁阀。

电磁阀可通过电流进行控制，所述电流供应至螺线管，产生磁场并使阀门从关闭位置切换到打开位置或反之亦然。

在经过滤的水出口阀(126)的情况下，电流由定时器在预定的时间段期满后供应。例如，定时器可以配置成在一小时、10小时、24小时等之后供应电流至经过滤的水出口阀(126)的螺线管。定时器进一步配置成维持电流达预定的时间段使得在集水槽(114)中的全部水可以在关闭阀之后通过经过滤的水出口阀(126)离开。对于集水槽中的全部水通过经过滤的水出口阀离开所需的时间段可以使用集水槽的容积和水通过经过滤的水出口阀的流速进行计算。

类似地，控制单元供应电流至供水入口阀(124)的螺线管以打开阀。当集水槽(114)中的水达到预定的水平时，液面传感器(129)传达控制信号至控制单元，这引起控制单元停止供应电流至电磁阀。这导致一旦集水槽(114)已经填充至预定的水平，供水入口阀(124)就会关闭。在本发明的可替代实施方案中，供水入口阀(124)和经过滤的水出口阀(126)中的任一者或两者为电动球阀。存在控制供水入口阀(124)和经过滤的水出口阀(126)的其它方式。

在该实施方案中，离心分离器(104)可操作以从集水槽(114)抽取的水中分离固体物质或污泥从而产生废物流和经过滤的水流。在该实施方案中，离心分离器将经过滤的水流(也可以称为上清液)返回至集水槽(114)。然而在其它实施方案中，离心分离器(104)可以将经过滤的水直接返回至供水器(110)。

离心分离器(104)包括废物出口(122)，由离心分离器(104)收集的固体材料或污泥(也可以称为流出物)通过废物出口(122)排出。因此，离心分离器也可以设置有定时器和电磁阀。在本发明的该实施方案中，离心分离器(104)为Jumag SCV 1226D在线离心机，其具有其自身的泵以迫使水通过离心机。

在使用中，控制供水入口阀(124)以允许大量的污水流入集水槽(114)中。污水例如可以是市政废水，酿酒厂废水或等等。泵(106)从集水槽(114)中通过出口阀(112)和管道(120)将水泵送至供水器(110)。

供水器(110)包括喷嘴或喷洒器(111)以在材料床(108)上精细地洒水(125)。水在重力作用下缓慢地向下流动或滴流通过填充床(108)，水离开填充床(108)并被收集在集水槽(114)中。随着水向下滴流向集水槽(114)，水与空气(128)相接触，所述空气(128)从空气入口(116)通过材料床(108)的孔向上流动至空气出口(118)。

随着水流经填充床，由混合的微生物种群组成的生物膜在材料的表面上生长。该生物膜用作生物接触反应器，或生物反应器，并且形成大表面积的生物膜处理水以从水中去除污染物。在填充床(108)的表面上形成的生物膜随着水滴落通过填充床(108)而去除水中的有机和无机污染物。水每次通过材料床(108)去除水中含有的一些有机和无机污染物，从而例如对于已知的污染程度将水通过材料床(108)预定的次数而去除足够量的有机和无机污染物以使水安全使用。随着生物膜厚度的增加，氧可能不能渗透至最接近填充床表面的生物膜的最深部分。这可以在生物膜的上层发生有氧分解的同时产生用于有机物厌氧分解的厌氧区。

泵(106)将水循环通过材料床(108)并且生物膜可以随着持续的水力负荷而不断地变厚。当生物膜变得过厚时，生物膜可能脱落以产生收集在集水槽(114)中的生物污泥或生物量。材料床(108)优选包括多孔的填充介质，所述多孔的填充介质配置成促进生物膜的分离和脱落。

离心分离器(104)持续地运行以从集水槽(114)中抽取水，去除沉淀物或污泥，并将经过滤的水根据情况返回至集水槽(114)或供水器(110)。控制离心分离器(104)以定期地通过废物出口(122)排出收集的沉淀物。在示出的实施方案中，离心分离器(104)具有较高的流速，并且通过以该较高的流速将经过滤的水流返回至集水槽(114)而在集水槽(114)中产生水湍流，这使得固体物质或污泥保持悬浮以阻止其沉淀。通过保持固体物质或污泥在集水槽的水中悬浮，摄入至离心机中的固体物质或污泥更多，因此使得固体物质的提取更加有效。

在预定的时间段期满之后，在集水槽(114)中的水通过经过滤的水出口阀(126)而被去除。

因此，在集水槽中大量污泥的沉积，通过包含离心分离器来缓解与现有的水冷却塔过滤系统相关的问题。离心分离器为紧凑单元，已经发现从离心分离器中循环的水中分离具有较高的相对密度的固体材料是非常有效的。已经发现有效地去除任何悬浮的固体物质。该物质可以来自各种来源，例如来自酒窖如葡萄残余物和膨润土的颗粒(其为葡萄酒制造的副产品)，以及从生物过滤系统的填充床分离出的任何污泥或生物膜生物量。这种悬浮物质(为固体材料或污泥)具有较小的粒子尺寸，并且已经发现其易于堵塞任何尺寸的排除过滤器。当生物膜达到成熟并脱落时所产生的分离的生物量可能立即淤塞其它过滤器。已经发现离心分离器消除悬浮材料而不会产生淤塞或堵塞，并且离心分离器是自清洁，因为它通过较小量的水冲洗固体而排出固体。已经发现离心分离器可根据污水中固体的量而调整从而以不同频率排出固体。离心分离器仅通过较小的泵驱动，并且通过电磁阀控制时间释放固体。已经发现较小的泵和电磁阀具有比许多其它过滤器更低的功率需求。

再者，通过提供离心分离器，固体材料或污泥基于相对密度可以从水中分离。离心分离器排出固体废物，通常连同少量的冲洗水，这意味着仅产生少量体积的废物并且不需要沉淀集水槽。

通过设计生物过滤系统具有最大的通风和非常精细的水分配，提供了比常规滴滤池(trickling filter)更高的曝气率，这使得通过生物膜的有机还原过程快速并有效。精细的水分配可以有助于水中有机物的快速降解，降低水中的有机负荷并将酸性废水的pH恢复至中性。

本发明的另一优点为水冷却塔比常规的滴滤池具有更小的土地占用需求。因为冷却塔可以预制而仅需在现场组装并且联接至水源和离心分离器，因此不需要或需要最小的建设工地。系统需要电力来运行离心机上的一个泵、电磁阀和定时器。不需要额外的大型泵并且可以使用现有的基础设施。在已经存在冷却塔并需要水处理的工业场地上，可以损失一个或多个冷却塔用来处理水。

可以对本发明的上述实施方案进行许多变化而不脱离本发明的范围。例如，图2为说明生物过滤系统(200)的第二实施方案的示意图。

生物过滤系统(200)类似于图1中示出的生物过滤系统，其中其具有塔(202)、离心分离器(204)和泵(206)。生物过滤系统(200)在两个方面不同于图1中的生物过滤系统(100)。首先，离心分离器(204)不从集水槽(214)中抽取水，而是随着水从集水槽(214)流至供水器(210)而从管道(220)中抽取。在该构造中，离心分离器(204)可以被称为侧流离心分离器，因为只有在管道(220)中流动的一部分水从管道(220)中被抽取。因此离心分离器(204)可操作以从抽取自管道(220)的水中分离固体材料或污泥并将经过滤的水返回至管道(220)。离心分离器(204)从管道(220)中抽取水的位置位于水从离心分离器(204)中返回至管道(220)的位置的上游。离心分离器(204)包括废物出口(222)，通过废物出口(222)排出由离心分离器(204)收集的固体材料或污泥。

其次，生物过滤系统(200)沿着管道(220)提供供水入口阀(224)和经过滤的水出口阀(226)。供水入口阀(224)位于经过滤的水出口阀(226)的下游。供水入口阀(224)和经过滤的水出口阀(226)两者都位于离心分离器(204)的下游。通过供水入口阀(224)进入管道(220)的水的流速优选等于通过经过滤的水出口阀(226)离开管道(220)的水的流速。

在该构造中，随着通过供水入口阀(224)连续地输入污水和通过经过滤的水出口阀(226)连续地输出经过滤的水，生物过滤系统(220)能够连续地运行。

在启动的过程中，生物过滤系统(200)将通常需要循环水直至产生生物膜的足够积累。一旦生物膜已经足够地积累，生物过滤系统(200)可以切换到如上所述产生输出的连续模式。

图3为说明根据本发明第三实施方案的生物过滤系统(300)的示意图。本发明第三实施方案的生物过滤系统(300)类似于如上参照图1所述的生物过滤系统并具有塔(302)、离心分离器(304)和泵(306)。

图3的生物过滤系统(300)不同于图1的生物过滤系统(100)在于离心分离器(304)为内联设置在管道(320)中的主流离心分离器。通过管道(320)从集水槽(314)的出水口(312)泵送至供水器(310)的水流经离心分离器(304)。

因此随着水流经离心分离器(304)，离心分离器(304)可操作而从管道(320)的水中分离固体材料或污泥。经过滤的水离开离心分离器(304)并流经管道(320)的剩余部分至供水器(310)。离心分离器(304)包括废物出口(322)，通过废物出口(322)排出由离心分离器(304)收集的固体材料或污泥。

在一个试验性实施方式中，根据本发明实施方案的生物过滤系统使用具有650x650x 1500mm尺寸的塔，具有80升容积的集水槽，0.45kW的泵，Jumag SCV 1226D离心分离器和高度多孔的聚丙烯填充床。

整个系统的循环使用自动时序控制器单元进行供电和控制。

使用试验性实施方式持续10天的周期并且每天测试水。每天引进新的污水或废水并运行经过生物过滤系统持续24小时，之后移除经过滤的水。每天从新输入的水(未处理的水)、集水槽(经处理的水)和离心机流出物中收集样品，在24小时中收集和汇集所述样品。

由于容易接近，中试规模模型的组装地址选择在酿酒厂，酿酒厂持续地供应具有高有机负荷和化学需氧量(COD)的污染的工业废水或污水。在该项目中，酿酒厂废水用作工业废水的样品。水中有机物质和/或污染物的去除使用标准的水分析测试进行研究。对于所包括的数据，在10天的周期内每天收集和分析水样品和生物膜样品以监测生物膜的生长和经处理的水样品中有机和/或无机污染物的降低，以及未处理的水的参数。

靠近含有污水的源泉建立生物过滤系统。首先，引进80升的废水至冷却塔的集水槽。打开泵以开始废水通过系统的循环。命令在线离心机通过每45分钟一次经收集区域排出200mL而倾倒收集的上清液。系统在24小时周期内处理200升的水，其中通过塔的流速为每秒40升。

对所有的水样品分析以下列参数：

■COD

■pH

■酸容量

■总硫酸盐

■总磷酸盐

■铵

■亚硝酸盐

■悬浮固体

在取样当天进行分析。pH和温度使用Crison basic 20+pH计进行测量。所有其它测试通过特定的单元测试试剂盒(Merck)使用Merck Spectroquant分光光度计系统进行，使用spectroquant测量样品的浊度。

图4为说明每十天经处理的水和未处理的水的COD的柱形图(毫克/升)。图4示出取决于在收获季在酿酒厂发生影响流出物水质的不同的行为，供入系统的进水每天在大约3000和7000mg/L之间变化。

图5为说明每十天COD减少百分比的柱形图。图5说明了在生物膜生长的第一天中，生物过滤系统将COD降低了53％。预计随着生物膜成熟，COD将降低更大的幅度。这是对于生长2、3、4和5天的生物膜的情况，COD稳定降低，在第5天时降低了92％。在第6天，观察到COD较少降低，仅降低了72％，尽管输入水的COD较低。这表示输入水的COD不直接影响经处理的水的COD。因为第6天在离心机流出物中的悬浮固体比之前的所有天都更高，因此可以推测出生物膜分离了其部分质量，使得较少的生物量可用于COD的降低。

图6为说明经处理的水的pH值相对于未处理的水的pH值的折线图。酿酒厂流出物的特点是酸性的，具有通常在4和5之间的pH。然而在收获季，酒窖中的一些活动将引起更高的pH流出物，如在第1天用流出物作为输入水。pH为10.5，系统在24小时内将该pH的输入水中和。通常在其他时间也始终将酸性酒窖流出物中和至在7.2和7.6之间的pH。

图7为说明经处理的水的酸容量相对于未处理的水的酸容量的柱形图。该重要参数描述了水的缓冲能力。除了第1、第7和第10天之外，经处理的水的缓冲能力得到改善。

图8为说明经处理的水中总硫酸盐相对于未处理的水中总硫酸盐的柱形图。在第1天和第2天的酿酒厂废水中没有检测到硫酸盐。经处理的水中的硫酸盐水平在第3天和第4天时得到改善，降低大于100mg/L。在第5天时没有观察到改善，并且在第6天的经处理的水中检测到的硫酸盐水平比未处理的水中更高。这可以归因于集水槽中脱落的生物量。在第7天至第10天观察到较小的改善或没有改善。

图9为说明经处理的水中总磷酸盐相对于未处理的水中总磷酸盐的柱形图。磷酸盐水平在全部10天中始终降低。欧盟(EU)要求流出物水中的磷酸盐水平在0.5和1mg/L之间。这在第1、5、6和7天时通过所述系统获得。猜测在生物膜中产生聚磷有机体。

图10为说明经处理的水中总铵离子含量相对于未处理的水中总铵离子含量的柱形图。在10天期间在未处理的酿酒厂废水中铵离子水平变化。铵离子水平除了第4天和第9天之外在其它所有时间都降低。

图11为说明经处理的水中总亚硝酸离子含量相对于未处理的水中总亚硝酸离子含量的柱形图。在酿酒厂废水中的亚硝酸离子水平较低。在经处理的水中存在的亚硝酸根离子表明正在发生硝化作用，并且生物膜代谢产生含有硝酸盐的化合物。

图12为说明在未处理的水中、离心机流出物中和经处理的水中悬浮固体的柱形图。酿酒厂废水含有高水平的悬浮固体，所述悬浮固体包括碎片形式葡萄果肉，种子和茎，以及在酿酒厂中使用的膨润土。在该系统中使用的离心机能够基于悬浮粒子的较高的相对密度而去除悬浮固体。在第1天至第5天的酿酒厂废水中的悬浮固体较低，但是从第6天至第10天，悬浮固体在经处理的水中始终降低。根据第7、8和9天的数据，可以推断出生物膜担负大部分悬浮固体的消除，因为离心机流出物含有相对小比例的悬浮固体。然而在第6天和第10天，通过离心机排出的悬浮固体超过未处理的水中悬浮固体的量。在第6天，推测出这是由于生物膜中生物量的脱落。在第10天，视觉上显著地观察到含有大量的生物膜生物量的离心机流出物，因为液体是深黑色的悬浮体，类似在冷却塔中生长的生物膜。在冷却塔的集水槽中的经处理的水是清澈的。

在研究填充介质或填充材料时，显然的是在第9天时填充介质上存在的生物膜生物量的大部分已经从填充介质脱离并冲洗掉，这证实了在COD数据中观察到的结果。取自第10天开始时的样品的电子扫描显微镜(SEM)图像显示出不再存在生物量的固体垫，而存在生物量的块。这可能是生物膜脱离阶段开始的迹象。

将理解本发明的上述实施方案可以做出许多变化而不脱离本发明的范围。

例如，填充床可以由任何适合的多孔填充材料提供，如岩石、拉西环、木炭、合成多孔材料(如聚丙烯填充介质或专门设计的规整填料，如波纹板的排列，每个波纹板的排列通常具有倾斜波纹并且相对于相邻的板以交叉波纹图案布置)。

本发明的实施方案提供塔为可以含有填充床的中空的玻璃纤维结构、混凝土结构或任何其它合适的容器。集水槽可以与塔整体形成以限定塔的底部。当然，也设想具有不同形状的塔，如管状、矩形等等。塔可以具有不同的尺寸，因此与小规模的水过滤系统类似，可设想设计处理大体积污水的大规模的水过滤系统。塔可以为冷却塔。

可以使用任何合适的离心分离器。离心分离器可以具有其自身的泵以将水泵送通过离心机。类似地，可控阀如供水入口阀和经过滤的水出口阀可以为任何类型的以任何合适的方式控制的合适的阀。泵可以为能够提供足够流速的任何合适的泵。例如，对于更大的水过滤系统，可以使用更大的泵来提供更大的流速。

多于一个的生物过滤系统可以内联或串联从而增加废水处理的能力。

从以上的描述将明显地看到，根据本发明的生物过滤系统本身提供了一种用于过滤废水的方法。概括地说，所述方法包括以下步骤：在填充床上产生生物膜，优选通过允许废水在填充床上流动来使用废水。然后将来自供水器的精细分散的废水喷洒在填充床上的生物膜上，由此允许水在生物膜上流动。在填充床上的生物膜上流动之后收集在集水槽中的水和来自集水槽水中的固体材料使用离心分离器进行分离。离心分离器排出废物流和经过滤的水流。在集水槽中的水通常也循环，任选地与来自离心分离器的经过滤的水流一起循环至供水器直至出现所需的过滤程度。

所述方法进一步包括以下步骤：使用液面传感器感测集水槽中水的水平；通过供水入口阀定期地供应水至集水槽中并使用与液面传感器联通的电磁阀和控制单元控制供应至集水槽中的水的量。在所述的方法中进一步包括以下步骤：允许水定期流出集水槽并通过定时器控制流出集水槽的水的量。可替代地，所述方法包括以下步骤：将水连续供应至将集水槽连接至填充床上方的供水器的管道，连续地使水以相似的流速从管道中流出，前提是水在离心分离器的下游的管道中流入和流出，并且将水供应至阀的下游管道，水通过阀从管道中流出。

在整个说明书和权利要求中，除非内容需要，否则词语“包括”或变体诸如“包含”将被理解为暗示包括所述的整体或整体的组，且不排除任何其他整体或整体的组。

Claims (15)

1.一种生物过滤系统(100，200，300)，所述生物过滤系统(100，200，300)包括塔(102，202，302)，所述塔(102，202，302)封装填充床(108)、填充床上方的供水器(110，210，310)、填充床下方的集水槽(114，214，314)中的出水口(112，312)、填充床下方的空气入口(116)和填充床上方的空气出口(118)，在填充床(108)上能够形成生物膜，其特征在于所述系统进一步包括离心分离器(104，204，304)，所述离心分离器(104，204，304)能被操作以从抽取自集水槽的水中分离固体材料从而排出废物流和经过滤的水流。

2.根据权利要求1所述的生物过滤系统，其中泵(106，206，306)将水从集水槽循环至供水器。

3.根据权利要求1或2所述的生物过滤系统，其中所述离心分离器连续运行。

4.根据权利要求1，2或3中任一项所述的生物过滤系统，其中所述离心分离器配置成定期地排出废物流。

5.根据权利要求4所述的生物过滤系统，其中所述离心分离器的废物出口(122，222，322)装有阀和定时器，所述阀和所述定时器配置成定期地排出废物流。

6.根据前述权利要求中任一项所述的生物过滤系统，其中所述离心分离器将经过滤的水返回至集水槽或供水器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的生物过滤系统，其中空气入口位于填充床和集水槽的中间。

8.根据前述权利要求中任一项所述的生物过滤系统，其中在填充床上方的供水器包括喷嘴或喷雾器(111)，所述喷嘴或所述喷雾器(111)配置成在填充床上精细地分散水。

9.根据前述权利要求中任一项所述的生物过滤系统，其中所述填充床包括高度多孔的聚丙烯填充介质。

10.根据前述权利要求中任一项所述的生物过滤系统，其中所述集水槽包括供水入口阀(124)和经过滤的水出口阀(126)，所述供水入口阀(124)配置成定期地供应水流入集水槽中，所述经过滤的水出口阀(126)配置成定期地允许水从集水槽中流出。

11.根据权利要求10所述的生物过滤系统，其中所述供水入口阀通过控制单元和液面传感器(129)进行控制。

12.根据权利要求10所述的生物过滤系统，其中所述经过滤的水出口阀通过定时器进行控制。

13.根据权利要求1至9中任一项所述的生物过滤系统，其中供水入口阀(224)和经过滤的水出口阀(226)沿着管道(220)提供，所述管道(220)将集水槽连接至布置在填充床上方的供水器，使得供水入口阀和经过滤的水出口阀两者位于离心分离器的下游，并且供水入口阀位于经过滤的水出口阀的下游。

14.根据权利要求13所述的生物过滤系统，其中供水入口阀和经过滤的水出口阀配置成具有大约相等的水的流速。

15.一种用于过滤废水的方法，所述方法包括以下步骤：在塔中的填充床上产生生物膜，在生物膜上精细地分散来自供水器废水，然后在集水槽中收集水，使用离心分离器从集水槽中的水中分离固体材料，从离心分离器中排出废物流和经过滤的水流。