CN1067227A - 气体溶解后再放出之液体处理系统 - Google Patents

Abstract

改良的气体先溶解再放出液体处理系统，利用多 阶气体溶解压力槽，加压水排放组合及开放槽。该系 统包括液体加压抽水机，压力槽，气体注射器，进口喷 射组合，气体压缩器，气体调节器，气体流量表，压力 计，安全活门，放流点，供给器，普通抽水机，加压水排 放组合，液体流量表，开放槽，污泥去除机件及空气放 流机件。多种气体由不同进口注入，以高压高旋转速 度溶于压力槽水中。此改进系统很小巧，简单价廉， 适于臭氧、空气及浮除处理。化学品及微生物加入此 系统中加速化学或生化作用以处理液体。

Description

本发明系一般关系于一种方法及设备用以在高压（2至7大气压力）及高旋转速度（超过2500旋转/分钟）下将多种气体溶解在加压槽之液体中，然后排放加压之液体在开放槽中以产生小于80微米（10^-5m）之气泡。传统气泡分离，碳气处理，空气处理，臭氧处理等科技对气体溶解之效力不高，需要长停留时间，及大之作用池。传统之生物氧化处理则利用大空气或大氧气气泡，而且会产生空气污染。本发明代表一种高效能处理法以替代传统之物理化学液体处理法，例如传统之气泡分离，浮除法，碳气处理，空气处理，臭氧处理，氯处理，氧气处理等。本发明也取代传统生物氧化处理法，例如传统活性污泥，滴滤池，旋转生物接触槽，生物塔，深轴井，生物流化床，等。

吸附性气泡分离处理法（包括溶空气浮除法，散开空气浮除法，泡沫浮除法等）对于固体与液体分离是一种很有效的科技，而且已在环境工程这行以外应用50年以上。原先于矿冶工程，吸附性气泡分离处理法现用于分离或浓缩全世界百分之九十五之基本金属及其他之矿物质。最近此吸附性气泡分离处理法已逐渐在其它各行之应用上增加重要性，例如从生物作用槽中分离藻类、种子、细菌，从再生纸浆中除去墨汁，从食物处理流中提出肥脂，从豆夹剥豆器中取豆，从石板群中取煤，从淀粉中取面筋，从工业放流中取油类，以及最近用于处理自来水，冷却水，废水及污泥等。

吸附性气泡分离处理法可以下定义为用气泡吸附作用将一些物质之质量由一种液体中转至液体之表面。此物质可为溶解的，悬浮的，或胶体的形态。三种基本的构想包括气泡之形成，气泡之吸附，及物质之分离。一般而言，轻的悬浮物，如纤维，活性污泥，油，化学胶凝群，脂类，等，可立刻依物理化学之气泡吸附之机能而被此处理法分离。胶凝体，溶解性有机物，溶解性无机物，以及表面剂等大多先从胶凝及溶解的形态下改为不溶解性（如悬浮物）之后才能被此气泡分离法从大体积液体中被气浮而分离出来。

在另一种形态下，溶解之表面剂能很容易地依表面吸附现象而被吸附性气泡分离处理法从水中分离出来。既使非表面性之悬浮体，凝胶体，溶解性有机物，溶解性无机物等也可转化为表面性（SURFACEACTIVE）之物质。所有表面性之物质无论是溶解性或非溶解性的都能有效的被小气泡浮除之。产生微小气泡用于气泡分离是一件不易的工程任务。传统的方法及设备用于产生小气泡及与低效能之加压喷雾罐类似，需要2分钟以上，50PSIG压力以上才行。一个高马力的气体压缩器用以溶解气体在传统的气体溶解系统中是必须的。

传统的碳气处理，空气处理，及臭氧处理等都关系于用低效能之多孔板或散气器，在低气压、低水压的情况下加入二氧化碳，空气或臭氧于水体中。由于气泡大而不均匀，无法全部溶解于水体中，于是乎浪费于气流中。当臭氧被应用时，多余臭氧在气流上可造成空气污染问题。

本发明是一种关闭式高效能压力槽，特别设计在高压（2至7个大气压力）及高旋转速（超过2500转/分钟）下将空气、氧、氮、二氧化碳、臭氧及其它气体或组合溶解于液体，例如水中。旋转流形态，特别喷射器，及多孔溶氧机件，合在一起以达成融解百分之百气体于液体之目的，进而消除废气污染之问题。溶解气体必需之停留时间减低到数秒钟，因此溶气压力槽之体积大为减小。用此新系统，一个气体压缩机为后补机件用以加强气体溶解，但不是必要者。本发明也关系于一种改进的高压水排放组合。压力槽之出流经由此高压水排放组合（有流线形减压机件者），乃进入一开放槽，在此，小于80微米直径之极小气泡便因而产生。进一步本发明也关系于新改进之各种自来水净化及废水处理系统，都充分利用气体溶解又放出之设备，也都被加以化学药品或微生物以促进化学或生化作用。

经由一种液体与气体混合槽，而有多孔气体分散管，喷射器，多孔气体分散板，或机械伴合器者，以溶解气体于液体中，在气体转换的领域中乃是人人皆知。当气泡经由液体与气体混合槽而放到液态中时，只有一小部分气体溶解于液体中，其余大部分气体保留气态而形成大气泡（直径大于250微米）于液体中，乃由于在大气压力之下剪力形成气体分散之故。

依此，在一个传统式活性污泥污水处理厂中，氧气之转换效率由气态进入液态乃是低于百分之五十;因为低效率散发的大气泡被供应到该厂曝气池之故。

在一个水之软化厂中，一群散发的二氧化碳大气泡被用于碳气处理单元中，同样是在普通大气压力之下，用以沉淀过量之水溶性钙离子，但只有一小部分之二氧化碳气泡在化学作用上有效;其余二氧化碳气泡被浪费到大气中。此类气体虽不产生短期性污染问题，但长此以往，助长全球温度上升，产生有害之“温室效应”。

臭氧是极佳之消毒杀菌剂也是氧化剂，通常是经由一散发器在大气压力或负压力下注入液体中。此为有名之臭氧处理法。任何多余之臭氧，由于低溶解而由液体流中放出，将造成空气污染，也代表无需要的浪费。

扩散空气浮除法，散发空气浮除法，泡沫浮除法，及泡沫分离法都属于传统式的吸附性气泡分离法，其中大空气气泡（直径大于250微米）在近乎大气压力下，于一种液体与气体混合槽中产生。一群大气泡其体积流量为液体体积流量之百分之四百（400%）在液流中产生混乱同时供应很大的《空气与液体之介面积》，可让水溶性之表面剂从原先液体中分离出来，在液体表面形成泡沫。

溶解空气浮除法是一种新式的吸附性气泡分离处理，其中极小之空气气泡（直径小于八十微米）被用来从原先液体中将悬浮物分离出来，在液面形成厚浮渣。空气与液体体积之比例大约是百分之一至百分之三。

为了加速空气处理（曝气处理），碳气处理，臭氧处理及溶解空气浮除处理，产生极小气泡是必要的，而且可以有效的运用本发明在高压（2至7个大气压力）及高旋转速（超过2500旋转/分钟）下完成。

从前设备应用在压缩空气操作，已在美国专利号码1，677，265（一九二八年七月十七日，发给JENS  ORTEN  BOVING）之中有叙述。此专利关系于空气抬起式液体抽水机，其中液体被在下流端之压缩空气升高至上升管。此专利著重之应用仍然是气态之压缩空气用于空气抬起式抽水机中，而与著重用压力槽以溶解空气之本发明不同。但是，叙述空气压缩之发展，以导向本发明乃是重要的。

一种在活性污泥污水处理厂中，以空气压缩之操作用于曝气之设备已叙述于美国专利号码1，937，434（一九三三年十一月二十八日，发给WILLIAM  M.PIATT）。此专利著重用于多孔气体散发管及多孔气体散发板之类的液体与气体混合槽来改进的压缩空气散发。大空气气泡形成向上或水平旋环流态于普通环境压力之下，产生在开放槽之液体中，而其总体积为液体体积加上气体体积。本发明利用多阶段压力槽，在2至7个大气压力下将不止一种的气体全部溶解于液体中（并非均匀分布而产生气泡）。本发明之压力槽之总体积相当于液体体积，而且压力槽之出流中无气流。

用压缩空气或其它压缩气体在任何种之容器中搅拌物质之设备可于美国专利号码1，971，852（一九三四年八月二十八日，发给PAULGOEBELS）中见到。该专利告知一种在普通一大气压下用多孔板及多孔管来搅拌物质之混合器。本发明告知一种气体溶解压力槽让原先加压的气体或未加压的气体都在高水压及高旋转速度下溶于液体中。GOEBEL之专利关系用于压缩空气及其它气体来搅拌之设备，其气体通过多孔散发媒体后变为气泡。

还有其它用以通过多孔媒体而散发气体之设备可见于一九六四年一月二十四日给JOHN  W.WHITE之美国专利，号码为3，118，958。特别来说，WHITE之专利关系于一种连续产生细胞之改良设备，其中气体平均，正确量地通过微孔板而气体保留为气态。本发明关于一种用以连续完全溶解气体于液体之改良性设备，其中气体在加压下，于压力槽中已非气体，但用一种加压水排放组合（而非多孔媒体）时，则连续产生微小气泡。

还有其它设备装置也是用多孔媒体以散发气体可见于一九六八年九月十日给GUSZTAV  TARJAN之美国专利3400818号。此专利发明一种泡沫浮除之组合，其中有一静止之漩涡诱导器以产生一群大气泡。本发明则揭发一种多阶段压力槽，其中不止一种气体被溶解于压力槽之水中，而不产生气泡及泡沫于压力槽中。本发明也揭发一种加压水排放组合以用于减压情况下（而非散发气体情况下）产生微小气泡。

STUART  W.BEITZEL等人在他们一九七三年十一月二十七日之美国专利3，775，314号中发明一种用水混合之臭氧处理法。他们之专利表明一种用旋转流在高压下注入被净化水体之新科技。该水体之压力低于高压段以致造成在水体中有含水及水气之部分真空段。在低于15PSIG（磅/平方英寸）压力下注射臭氧或氧于部分真空段乃产生在水中之气泡。本发明关系于一种压力槽其中臭氧或氧在30至100PSIG（磅/平方英寸）之高压下完全溶解。

许多美国专利（3820659号于一九七四年六月给PARLETTE;4626345号于一九七七年五月给KROFTA;4303517号于一九八一年十二月给LOVE等人;4377485号于一九八三年三月给KROFTA;4626345号于一九八六年十二月给KROFTA;4673494号于一九八七年六月给KROFTA）揭发用溶解空气浮除法之自来水及污水处理装置。尽管溶解空气浮除法处理法需要极微小的空气泡以增进处理效率，这些专利只表明被改进的浮除组合没有加盖（在正常压力之下），而未表明任何闭合的压力槽以用于空气浮除之最佳化。本发明关系于改进之完全气体溶解之方法及装置以用于专门的最佳化应用：以臭氧用于臭氧处理;以二氧化碳用于碳气处理;以空气用于曝气及空气浮除;以及以氧气用于氧气处理。在每一应用中本发明所揭发之装置产生极小气泡其直径小于80微米。

一种装置在一大气压之压力下，利用一个浸水管可注射气体于下端者，让水沿全管长在不同部位进入管中以溶解空气于水中。该装置揭发于KIRTLAND  H.BROOKS一九八零年七月二十九日之美国专利4215081号。BROOKS与本发明之应用都是溶解气体。可是BROOKS之专利关系于不用多孔管或板之气体溶解装置，其中一部分气体溶解于正常一大气压之下，而大部分之气体保留气态而形成气泡。本发明关系一种改进之气体溶解方法及装置，在2至7大气压力下完全溶解溶解气体，而不在压力槽中形成气泡。

一种装置用于蓄鱼池中以除去水表面之外来物，已被GERHARDWALTHER表明于他的一九八二年六月八日美国专利4333829号，该装置包含一放流管固定的在蓄鱼池中，此放流管之上端开口边缘是下水面以下。仔细来说，WALTHER之专利关系于用多孔媒体所产生之大气泡，在正常压力下除去外来物。本发明所用之压力槽是用以溶解气体，非在正常气压之下，而且并非用来产生大气泡。本发明所揭发之加压水排放组合是用以减压，而在不用任何多孔媒体之情况下产生极小之气泡。

另一种先驱之装置用于泡沫浮除已揭发于DONALD  E.ZIPPERIAN之一九八八年四月五日之美国专利4735709号，此专利揭发一种从含矿物质及微粒的水浆中分离矿物质之泡沫浮除系统。操作时气泡被注入在一开放槽之水浆中。被压缩之气体经由多孔微小分散器后在普通环境压力下产生气泡及泡沫。本发明关系于一种压力槽，其中气体被全部溶解（非用于产生气泡），而且是在高压及2500旋转/分钟之高速下。此外，本发明与产生泡沫无关。

还有一种先驱装置用于泡沫浮除已被JAN  P.MILLER等于一九八九年六月十三日揭发于他们的美国专利4638434号。他们的专利乃是揭发用多孔板在正常压力之下产生气泡及泡沫的一种泡沫浮除系统，其中一个切线方向之进口管大开口而让进流水被重力灌入。本发明关系于一个除去气泡的压力槽（全部气体溶解），被操作于高压及超过2500旋转/分钟之高速下，也关系于一个加压水排放组合，一开放槽，一化学品搅拌池，污泥除去机件，空气排放机件，输送机，抽水机等以用于液体处理。

氧气处理、臭氧处理，曝气，气体散发及气泡产生等之理论及原理已被仔细揭发于WANG（U.S.NTIS  1982年9月之报告PB83-127704-AS）及KROFTA及WANG（JAWWA，74册，六本，304-310页，一九八二年六月）之文献中。被WANG所揭发之氧化处理及臭氧处理（U.S.UTIS  1982年9月之报告PB83-127704-AS）关系于一种曲线型的作用槽。氧及臭氧都被抽入，而经由多孔板而散发于作用槽中产生同时的化学作用。该曲线型槽一半灌满液体，另一半满是加压气体。一个循环抽水机将液体散发至曲线型槽之压缩气体中以促进槽中之气体转换。本发明也是改进的氧气处理及臭氧处理系统，但其中氧气及臭氧是分开注入压力槽以产生化学作用。本发明之压力槽完全被液体灌满，而气体则溶于液体中。完全气体溶解乃由于改进的喷射组合产生2500旋转/分钟之高速旋转。此外，本发明可以用不同的机件在任何条件下溶解不同的气体以产生化学作用。在本发明之液体处理中，空气、臭氧、二氧化碳等气体溶解在压力槽不同地点以求各单独化学作用。虽后压力槽之放流经由加压水排放组合注入浮除澄清池（开放槽），在其中微小之氧、氮、臭氧及二氧化碳气泡形成。在自来水处理时，化学药品加入本发明中以发生化学反应、胶凝、沉淀，产生胶凝群体、澄清、杀菌及防锈等。在废水处理时，微生物及化学药品可同时加入本发明以供应养分，pH值调节，生物氧化，硝化，去氧，去磷等。

依据本发明，一种改进之液体处理法及装置用以溶解不同气体。在高压及高旋转速度下，化学及生物化学之作用产生。在逐步减压下，排放加压之水流。然后在正常环境压力下产生极微小的气泡。这样的方法及装置包括下述之步骤、设备及变通：

-抽入液体（水或其他液体溶剂），经由一个气体注射器及一个液体喷射组合后，进入一个加压再减压之装置，其中有液体进口，液体出口，气体进口，气体出口，气体调节器，气体流量表，压力计，安全栓，排放点，多孔中间气体溶解管，靠墙多孔气体溶解板，圆柱形压力槽，加压水排放组合，开放槽，空气排放控制机件，以及污泥去除机件，

-输入化学药品或微生物至加压再后减压之装置，

-输入未压缩气体至气体注射器，及输入压缩气体至压力槽，

-操作压力槽在2至7个大气压力之间及超过2500旋转/分钟之旋转速度以适应不同之气体及液体，

-在有控制的压力情况下，同时而有效地依据特别应用而溶解不止一种气体于压力槽中：臭氧处理，氧气处理，氦处理，氯处理，空气处理（曝气），碳气处理，及生物氧化处理，

-从压力槽经由加压水排放组合，并将加压之放流减压至普通环境压力后，注入开放槽以产生直径小于80微小之极小气泡，以用于各种化学及生化作用，以及浮除悬浮污染物及化学胶凝群，

-将浮除澄清后之液体排放为最终之放流水，或排放至另一三段处理单元以加深处理，

-就用污泥去除之机件以收集飘浮之污泥（浮渣）及沉淀污泥，以及

-以真空抽气机及开放槽之加盖以收集废气，并以粒状活性碳净化废气。

本发明从下述之仔细说明及附图可变为完全了解。附图乃是给以图形描述，而非给以对本发明之限制，兹述如下：

图1A及图1B乃依据本发明分别显示整个气体溶解系统之侧影及正投影。

图2（2A，2B及2C）依据本发明呈显加压水排放组合之正投影，前影及侧影。

图3  显示一个水处理之二段物理化学处理系统（二段氢氧及苏打浮除软化处理系统）之流程图。

图4  显示为水处理之单阶段物理化学处理系统之流程图。

图5  为单阶段生化处理系统之流程图。

图6  为成双生化处理系统之流程图，

图7  为耗能量低之生化处理系统之流程图，以及

图1A，1B，2A，2B，2C，8A及8B合在一起描述一个改进的液体处理设备。该设备包括进口管，液体流量表，化学混合槽，气体注射器，抽水机，柱形压力槽，压力水排放组合，开放槽，出口管，污泥去除机件，及废气收集及净化机件。

图3A显示《单阶段氢氧基及苏打气浮软化处理法》或《单阶段化学物理处理法》。该处理法于例题一中详述，其中之混合槽，开放槽，安定器及过滤器都是长方或正方形。

图3B显示《两阶段氢氧基及苏打气浮软化处理法》或《两阶段化学物理处理法》。该处理法解释于例题一及图3中。其中之混合槽，开放槽，定时器及过滤器也都是长方或正方形。

图3C显示《单阶段氢氧基及苏打气浮软化处理法》或《单阶段化学物理处理法》。（见例题一），其中之混合槽及开放槽为圆形。

图3D显示《两阶段氢氧基及苏打气浮软化处理法》或《两阶段化学物理处理法》。（见例题一及图3），其中之混合槽及开放槽也为圆形。

图3E显示另一种变通的《单阶段化学物理处理法》其中油水分离器联在进口管道用以从进流中除去自由油，然后进流才达到混合槽及其它处理设备。

图4A显示一种长方或正方形之单阶段化学物理处理设备，是为本发明之一。该设备被叙述于例题二及图4中。

图4B、4C、4D及4E膻四种圆形之单阶段化学物理处理设备，是为本发明之一部分。该设备也被叙述于例题二及图4中。

图5A显示一种长方形或正方形之生物化学处理设备，是为本发明之一、该设备被叙述于例题三及图5中。

图6A显示一种长方或正方形之成双生物化学处理设备，是为本发明之一。该流程图为图6。

图7A显示一种长方或正方形之低耗能生物化学处理设备。该流程图为图7。

图7B显示一种圆形之低耗能生物化学处理设备。该流程图也是图7。

较佳具体实例之说明

图1A至图8B全部在内为本发明之一组图解：（一）当用于将气体（溶质，如空气、氧、氮、臭氧、二氧化碳等）溶于加压之液体（溶剂，如水）在加压槽中以造成超饱合气体之浓度于加压之液体中;（二）当用于将加压之水通过减压机件后以排放于一开放槽中使形成微小气泡;及（三）当用于液体处理以造成高处理效率。许多气体溶质，液体溶剂及流程格式可适用于本发明。

参考附图之图1A及图1B，气体溶解装备包括一个进流管8，一抽水机17，一气体注射圈18，一液体循环圈25，一压力槽1，一气压机（未示于图中），一气体调节器4，一气体量表5，一压力计6，一安全栓7，一排放点9，一液体进口部门11，一液体出口部门12，多气体进口13P及13C，一液体喷射组合14，一中间气体溶解管2，至少一沿墙安装之气体溶解板组合35，及三只持脚15，气体进口13P及13C分别用于沿墙安装之多孔气体溶解板组合35，及多孔气体溶解管2，两者都在压力槽1之中。

参考附图1A及1B，液体流16无论有无化学药品或微生物都被压力抽水机17，经气体注射圈18，循环圈25及喷射组合14后，抽入压力槽1，在此气体溶质被注射于中间气体溶解管2及沿墙安装气体溶解板组合35，之后在2至7大气压下，及2500旋转/分钟之转速下，沿中间气体管2旋转，并溶于液流中。此液体含高浓之气体溶质，从压力槽1经由液体出口部门11而排放至加压水排放组合40，如图2A、2B、2C及3A所显示。

气体注射器18，如图1A及图1B所示，将气体以吸取方式（负压力）注射于液体中，然后才进入压力槽1。

图2A、2B、2C及3A说明一个改进的加压水排放组合40。该加压水排放组合40接受由压力槽1来之出流，以分布此加压水，减少其压力，并随后在液体中形成极微小之气泡10（直径小于80微米）。图1A及图1B中所示之压力槽1之放流来自压力槽1，经过一个减压栓20（图3A），水平方向进流（见图2A），在经过进口47向下进入加压水排放组合40（图3A），之后经过加压水分布管45而水平分布，再经过一连串之分布孔49（图2A、2B、2C及3A）。从分布孔49之出流向上流，遇底板52，向边转至罩子44及加压水分布管45之外围之间，最后在分布沟46及罩子44之间流出。当加压水从压力槽1流过整个加压水排放组合40，高压已逐渐降低，于是乎极微小之气泡10其直径小于80微米便在有控制的工程情况下形成。

参考图1A及1B，不止一种气体可以同时输入压力槽1，经由气体进口13P及13C及一气体注射器圈18而在2至7大气压下完全溶解气体并促进化学作用。

由于不止一种气体可以在控制的压力及转速下，同时而有效物溶解于压力槽1中，也由于化学药品及微生物都可输入压力槽1及开放槽63（见图3至图8B）以处理液体，此改进的装置很小巧，简单而价廉，且可应用于臭氧处理，氯处理，碳气处理，氧处理，氮处理及浮除处理。这些应用都解述在以后之例题中。

例题一

向批麻省之地下水，含9.8毫克/升之二氧化碳，175毫克/升之钙硬度（CaCO₃），42毫克/升之镁硬度（CaCO₃），120毫克/升之次碳酸碱（CaCO₃），2污浊度，0.4毫克/升之铁，0.06毫克/升之磷酸根（P），5色度，中度pH值，以及3大肠杆菌/100毫升，已被图3中之两段物理化学处理系统适当处理。装置适用者部分呈现于图1A、1B、2A、2B、2C、3B及3D。处理之后，出水之品质达到美国联邦政府及州政府之自来水标准。在处理过程中，液流6部分被一压力抽水机17经由一气体注射圈18后抽入。在该气体注射圈18处，氯气72被吸力加入之。氯72及液流16之混合物流经喷射器组合14及液体进口11而进入第一段压力槽1，在此压缩空气（氧及氮）58及臭氧57经由气体进口13P及13C而分别输入压力槽1。单元处理法关系于加臭氧57，氯72及空气58，分别被称为臭氧处理，氯处理及空气处理（曝气）。在高压（2至7大气压）及高旋转速（超过2500旋转/分钟）下，臭氧57，氯72及空气58完全溶解于压力槽1之中。含有超饱合气体之压力槽1出流，从液体出口12处被排放到压力水排放组合40，而与迂回之液体70混合于第一段开放槽63。该迂回之液流70已被化学药品55及56于第一段混合槽60先处理后。在此第一段开放槽63中，微小之气泡其直径小于80微米者形成而用于臭氧处理，氯处理，曝气及浮除处理等。臭氧处理或氯处理都是预前杀菌消毒之步骤，可杀死所有有病害之微生物以及全部之大肠菌。

水溶性之二价铁（Fe+2）及二价锰（Mn+2）离子被空气中之氧而氧化，造成三价铁离子（Fe+3）及不溶解之二氧化锰沉淀。三价铁离子和石灰55作用如下：

硫酸铁+氢氧化钙＝氢氧化铁沉淀+硫酸钙

化学物名下有底线者为非水溶性之沉淀物。

钙硬度及镁硬度为碳酸氢盐时可被加石灰55处理而沉淀为碳酸钙或氢氧化镁：

二氧化碳+氢氧化钙＝碳酸钙+水

碳酸氢钙+氢氧化钙＝碳酸钙+水

碳酸氢镁+氢氧化钙＝碳酸钙+氢氧化镁+水

非碳酸镁硬度则被加石灰55后沉淀为氢氧化镁并产生硫酸钙。硫酸钙则被加入之苏打56后沉淀为碳酸钙。下面是化学作用：

硫酸镁+氢氧化钙＝氢氧化镁+硫酸钙

硫酸钙+碳酸钠（苏打）＝碳酸钙+硫酸钠

原有之非碳酸钙硬度也被加苏打56后沉淀之，如上述作用。

另有一法，碳酸及非碳酸之硬度可被加入苛性钠（氢氧化钠）以代替石灰55（氢氧化钙）而除去之：

二氧化碳+氢氧化钠＝碳酸钠+水

碳酸氢钙+氢氧化钠＝碳酸钙+碳酸钠+水

碳酸氢镁+氢氧化钠＝氢氧化镁+碳酸钠+水

硫酸镁+氢氧化钠＝氢氧化镁+硫酸钠

到此地步，非水溶性的氢氧化镁、碳酸钙、氢氧化铁，及二氧化锰等凝聚在一起形成不溶解之胶凝群在图3之第一段开放槽63中，而且进一步与其它污染物，如污浊物质，再凝聚而形成更大之胶凝群，以便被加压水排放组合40所放出之微小气泡漂浮至水面。被浮在水面之污泥61可从第一段开放槽63被除之。从开放槽63处，废气62由气泡产生，然后散出。少量沉渣68从第一段开放槽63之底而取出之。被软化后之水66经常含大约30毫克/升之水溶性碳酸钙在pH值10至11之间;因此被软化之水66必须被安定处理71，用二氧化碳59或酸加入以安定之，如同下述之作用：

碳酸钙+二氧化碳+水＝碳酸氢钙

碳酸钙+硫酸＝碳酸氢钙+硫酸钙

碳酸钙+盐酸＝碳酸氢钙+氯化钙

用二氧化碳于安定处理中一般称为《再碳气处理》或《碳气处理》。

当从第一段开放槽63之软化水66被安定处理71之后，剩余pH值大约是8.5。一部分被安定后之水67绕过抽水机17B至过滤器64及杀菌65为进一步处理但在排放为产品水90之前。这便是改进后之单阶段处理（图3A及3C）。在过滤64之前之安定处理71乃是用以防止过滤媒体生垢。

从第一段安定处理71来之剩余安定之水67可进一步被图3、3B及3D中之第二段装置有“B”记号者处理之。安定之水67先被抽水机17B抽入第二段压力槽1B，加压水排放组合40B及开放槽63B，在此与含化学药品55B及56B之迂回水70B混合，在此微小气泡被产生而用于气浮，而且从此处，浮渣61B及沉渣68B被除去，而混合气62B被放出。

在图3、3B及3D两段物理化学处理系统中，加苏打56于第一段混合槽60，加臭氧57B于气体注射器18B，及加石灰55B至第二段混合槽60B都为按需要随意的;但加二氧化碳59B空气58B至第二段压力槽1B以及加苏打56B至第二段混合室60B则甚为重要。

被转化之水66B从第二段开放槽63B来，在被排放为生产之水90之前，被抽水机17B送至第二段安定处理71B（用二氧化碳或酸，不在图中），至过滤池64，再至杀菌处理65，本发明呈现于图3、3B及3D者为一《两阶段氧气及苏打浮除软化处理系统》，简称为《两段物理化学处理系统》。

例题二

几批阿康沙州之地下水水样被重金属以及磷污染后有下述成分：10毫克/升之二价铁，0.9毫克/升之价锰，75污浊度，312毫克/升之总硬度（CaCO₃），420色度，8毫克/升磷酸盐（P），每100毫升有3大肠菌，3.5毫克/升之镍，0.2毫克/升之铬，0.002毫克/升之汞，0.2毫克/升之镉，1.5毫克/升之铜，6.1毫克/升之锌，1.2毫克/升之铅，0.1毫克/升之银，0.01毫克/升之锶，0.8毫克/升之钡，0.01毫克/升之砷，及6.7之pH值。此污染后之地下水被图4中所示之单阶段物理化学处理系统很成功的处理。处理之装置图示于图1A、1B、2A、2B、2C、4A、4B、4C、4D及4E。在处理时进流16以重力或抽水机输入至化学混合槽60，在此石灰55（氢氧化钙或氧化钙），铝酸钠73，高锰酸钾75及聚合物74被加入并混凝在pH值11。出流从混合槽60及加压水排放组合40于开放槽63会合，在此微小之臭氧气泡57及空气气泡58（氮与氧）其直径小于80微米于是形成。

下面是发生在化学品混合槽60及开放槽63中之化学作用：

铝酸钠+水＝氢氧化钠+氢氧化铝

二氧化碳+氢氧化钠＝碳酸钠+水

碳酸氢钙+氢氧化钠＝碳酸钙+碳酸钠+水

碳酸氢镁+氢氧化钠＝氢氧化镁+碳酸钠+水

硫酸镁+氢氧化钠＝氢氧化镁+硫酸钠

氧化钙+水＝氢氧化钙

二氧化碳+氢氧化钙＝碳酸钙+水

碳酸氢钙+氢氧化钙＝碳酸钙+水

碳酸氢镁+氢氧化钙＝碳酸钙+氢氧化镁+水

硫酸镁+氢氧化钙＝氢氧化镁+硫酸钙

硫酸钙+碳酸钠＝碳酸钙+硫酸钠

硫酸亚铁+臭氧+硫酸钠+水＝硫酸铁+氧+氢氧化钠

高锰酸钾+硫酸亚铁+硫酸＝硫酸铁+硫酸钾+二氧化锰+水+氧

硫酸铁+水＝氢氧化铁+硫酸

氢氧化铝+硫酸＝硫酸铝+水

硫酸铝+磷酸钠＝磷酸铝+硫酸钠

臭氧+有机碳＝二氧化碳+氧

硫酸锰+臭氧+水＝二氧化锰+氧+硫酸

氯化镍+氢氧化钠＝氢氧化镍+氯化钙

硫酸镍+氢氧化钙＝氢氧化镍+硫酸钙

硫酸铬+氢氧化钙＝氢氧化铬+硫酸钙

硝酸镉+氢氧化钙＝硝酸钙+氢氧化镉

硫酸铜+氢氧化钙＝硫酸钙+氢氧化铜

氯化锌+氢氧化钙＝氢氧化锌+氯化钙

硝酸铅+氢氧化钙＝硝酸钙+氢氧化铅

硝酸银+氢氧化钙＝氢氧化银+硝酸钙

仔细来说，铝酸钠73产生铝胶凝群（氢氧化铝）及氢氧化钠。氢氧化钠又与钙硬度（碳酸氢钙）及镁硬度（碳酸氢镁及硫酸镁）作用而形成不溶解之胶凝群碳酸钙及氢氧化镁。

所加之石灰55（氢氧化钙或氧化钙）与二氧化碳，碳酸氢钙碳酸氢镁及硫酸镁作用后也产生不溶解的碳酸钙及氢氧化镁。从前述氢氧化钠作用所产生之碳酸钠与永久硬度硫酸钙作用而产生不溶解之碳酸钙。

所加之臭氧57将硫酸亚铁、有机物及硫酸锰氧化后产生不溶解之氢氧化铁、二氧化锰、磷酸铝及其它中间化学产物。

所加入之高锰酸钾75是另一种氧化剂用以除去硫酸亚铁，而产生不溶解之氢氧化铁。

重金属如氯化镍，硫酸镍，硫酸镍，硫酸铬，硝酸镉，硫酸铜，氯化锌，硝酸银等在进流液体16中可以被石灰55沉淀，并分别产生不溶解之氢氧基胶凝群如氢氧化镍，氢氧化铬，氢氧化镉，氢氧化铜，氢氧化锌，氢氧化铅及氢氧化银。所有不溶之化学胶凝群进一步与污浊物及色体凝凝聚而产生更大的不溶性复合胶凝群。

微小气泡10（图4A、4B、4C、4D及4E）在开放槽63中将所有不溶解之化学胶凝群及不溶解之复合胶凝群漂浮至开放槽63之水面，而自身放出为废气。浮渣61被从开放槽63之水面除去，槽底部沉渣68则间歇性的从开放槽63之底被抽出。

被澄清过之开放槽出流66流入安定池71，在此二氧化碳59被注入以碳气处理。pH值调整（至8至8.5之间）及防止垢之产生，被安定之出流67流入过滤池64再入消毒杀菌单元65以最后处理，之后才排放为生产水90，此水达到美国联邦自来水标准。

一部分之生产水90或过滤器64之出流，或开放槽63之出流，被抽水机17循环至压力槽1，经由气体注入器18以吸入臭氧57，空气58及臭氧57也注入压力槽1以溶解所有气体于受压之水中，此受压之水再流至加压水排放组合40以产生小于80微米之小气泡10于开放槽63中，以完成一个循环系统。

例题三

几批由新泽西州来的初级处理出流被混合在一起，以被图5之一段生化处理系统，以及图1A、1B、2A、2B、2C及5A之装置而处理之。该初级处理出流便是进流16，其组成如下：每100毫升有2，600，000大肠杆菌，750色度，96污浊度，6.8pH值，130毫克/升之碱度（CaCO₃），15毫克/升之氨氮，12.8毫克/升之磷酸盐（P），310毫克/升之5天生化需氧量，及320毫克/升之悬浮物。经处理后，大肠杆菌，色度，污浊度，磷酸，生化需氧量，及悬浮物之去除率都超过百分之九十。在操作时，进流16被输入至化学药品混合槽60，在此养分77及微生物78所需用于生化作用者都被输入。此时，进流16含足够氧分便被抽水机17抽入压力槽1。空气58及氧76分别输入气体注入18B及18A，而必须在进流16从喷射器组合14进入压力槽1之前，微生物之浓度被维持在15000至35000毫克/升之间，当压力在80至100磅/平方英寸之间而超饱和之溶解氧超过45毫克/升。

依据王氏及阿莫氏公式，在压力槽1中，压力（P）愈大，水中之溶氧（DO）愈高：

DO_sfn＝14.53475-0.4024407T+0.834117×10^-2T²

-0.1096844×10^-3T³+0.6373492×10^-6T⁴

DO_ssn＝DO_sfn+CL（-0.1591768+0.5374137×10^-2T

-0.1152163×10^-3T²+0.1516847×10^-5T³

-0.8862202×10^-5T⁴

DO_ssp＝DO_ssn（P-V）/（760-V）

V＝4.581148+0.3058575T+0.1954036×10^-1T²

-0.7095922×10^-3T³+0.3928136×10^-4T⁴

-0.5021040×10^-6T⁵

其中：

DO_sfn＝在淡水（氯盐离子浓度小得可以不计）中，正常压力（760毫米汞柱高），任何水温度之下溶解氧（DO）之饱和浓度，毫克/升。

DO_ssn＝无论碱水或淡水，正常压力（760毫米汞柱高），任何水温度，任何氯盐离子浓度下之溶解氧（DO）之饱和浓度，毫克/升。

DO_ssp＝无论碱水或淡水，在任何压力，任何水温度及任何氯盐离子浓度下之溶解氧（DO）之饱和浓度，毫克/升。

T＝水温度，摄氏度。

CL＝氯盐离子浓度，克/升

P＝气压，毫米汞柱高，以及

V＝饱和水在某水温度下之蒸气压力，毫米汞柱高。

以下为时例，当水温（T）＝摄系29度，氯盐离子（CL）浓度＝5克/升，及环境气压（P）＝700毫米汞柱高，溶解氧（DO_ssp）之浓度只有6.7毫克/升用以支持传统污性淤泥处理系统，其中微生物之浓度范围为1500至5000毫克/升以促成生物氧化作用。但是，当90磅/平方英寸（P＝4654.35毫米汞柱高）之压力维持于本发明之压力槽1中，超饱和之溶氧浓度（DO_ssp）变为46.25毫克/升，可支持极高浓度之微生物，进而增进处理效率，及减少处理之停留时间。

在此情况下，有机物CaHbOcNdPeS_f很快的被微生物消化之，而按照下述生化作用：

4C_aH_bO_oN_dP_eS_f+（4a+b-2c-3d+5e+6f）O₂＝4aCO₂

+（2b-6d-6e-4f）H₂O+4dNH₂+4ePO-3₄+4fSO-2₄+（12e+8f）H⁺

上述公式中之产物氨（NH₃）可进一步被氧化为亚硝酸离子（NO^- ₂）。微生物在压力槽1中按下述公式成长：

NH+₄+4CO₂+HCO-₃+H₂O＝C₅H₇O₂N+5O₂

C₁₀H₁₃O₃N+1.5NH₃+2.5CO₂＝2.5C₅H₇O₂N+3H₂O

其上C₅H₇O₂N为细菌细胞之经验分子式，而C₁₀H₁₉O₃N为家庭污泥之经验分子式。

有时溶解氧（DO）足够达到微生物，但外面之碳源可用以产生细胞者不够，乃由于有机载量很低之故。有些微生物会进入一种特别呼吸状态于压力槽1之中：

C₅H₇O₂N+5O₂＝4CO₂+NH₄HCO₃+H₂O

or＝5CO₂+NH₂+2H₂O

经足够停留时间于压力槽1中，家庭污水C₁₀H₁₉O₃N或其它有机污染物CaHbOcNdPeS_f被现有之微生物在超饱和之溶解氧（DO）中消化，而且更多之微生物C₅H₇O₂N之废气，如二氧化碳，少量氨（NH₃）则在压力槽1内产生，但完全溶解于水中。压力槽1之出流通过加压水排放组合40，进入一开放槽63，在那里不溶解之悬浮物C₅H₇O₂N被一群小气泡（直径小于80微米）浮至水面。小气泡来自加压水排放组合40。被浮之污泥被去除后再被抽水机17R送出为废污泥80，而剩余部分之浮污泥含有微生物则被循环至压力槽1，远在注射器18A及18B之前，以维持微生物在连续生化作用之压力槽1中为常数。废气62由气泡产生，乃被排放至空气环境中，而一些沉渣68则从开放槽63之底部被收集。下层水（Subnatant）于开放槽63者乃是被处理过后之水，乃可被排放之。

表一

以两段物理化学处理法处理自来水

水品质项目  处理前之  处理前之

进流品质  出流品质

大肠杆菌，个数/100毫升  3  0

色度，色度单元  5  0.5

污浊度，污浊单元  2  0.2

pH值，单元值  7.2  8.0

镁硬度，毫克/升  42.2  2.5

（如同碳酸钙）

钙硬度，毫克/升  175.0  12.0

（如同碳酸钙）

磷酸盐（磷），毫克/升  0.5  0.4

铁，毫克/升  0.4  0.2

锰，毫克/升  0.06  0.05

二氧化碳，毫克/升  9.8  0.0

碳酸氢碱，毫克/升  120.0  20.0

（如同碳酸钙）

表二

以单阶段（一段）物理化学处理法处理自来水

水品质项目  处理前之  处理后之

进流品质  出流品质

大肠杆菌，个数/100毫升  3  0

色度，色度单元  420  4

污浊度，污浊单元  75.0  0.5

pH值，单元值  6.7  8.0

总硬度，毫克/升  312.0  28.0

（如同碳酸钙）

磷酸盐（磷），毫克/升  8.0  0.5

铁，毫克/升  10.0  0.2

锰，毫克/升  0.9  0.01

镍，毫克/升  3.5  0.6

铬，毫克/升  0.2  0.01

汞，毫克/升  0.002  0.002

镉，毫克/升  0.2  0.005

铜，毫克/升  1.5  0.25

锌，毫克/升  6.1  0.5

铅，毫克/升  1.2  0.005

银，毫克/升  0.1  0.03

锶，毫克/升  0.01  0.01

钡，毫克/升  0.8  0.8

砷，毫克/升  0.01  0.01

表三

以生物化学处理法处理自来水

水品质项目  处理前之  处理后之

进流品质  出流品质

大肠杆菌，个数/100毫升  2，600，000  10，200

色度，色度单元  750  30

污浊度，污浊单元  96  2.8

pH值，单元值  6.8  7.2

总碱度，毫克/升  130.0  未测

（如同碳酸钙）

氨氮，毫克/升  15.8  2.0

磷酸盐（磷），毫克/升  12.8  0.3

生化需氧量（五日），毫克/升  310.0  20.0

总悬浮物，毫克/升  320.0  3.0

本发明是专门性的，让已被压缩的或未被压缩的气体溶质，在被控制的压力，液体流量，气体流量，液体旋转速及停留时间下，被输入至封闭压力槽1中之液体溶剂。被压缩气体之输入是用一个气体压缩机19（图1A）而未被压缩之气体之输入则是利用一个真空气体注射器。本发明关系于一种加压水排放组合40，此加压水排放组合40接受从压力槽1来之加压水，而用以平均分布加压水，减低压力及产生微小气泡，目标在于发展改进的物理化学处理法，化学处理法及生物处理法。

被本发明所供给的是一种气体溶解及放出之方法及装置。此方法及装有效的溶解气体于有选择的液体流中，以用于环境工程之应用，如曝气（空气处理），氮处理，再碳气处理（碳气处理），及臭氧处理等。本发明占有相对上的小空间，不必调节压力槽1中之液体面，不产生空气污染，而且是相对上很价廉。本装置特别适用于产生微小气泡于各种吸附性气泡分离处理法中（如溶解空气浮除法，散发空气浮除法，泡沫浮除法等）。它也很适用于改进的曝气系统中以促进生物氧化以及改进的臭氧处理中以促进铁、锰及其它还原性不纯物之氧化。进一步，本发明供给一有效之设备以溶解二氧化碳于水中以促进碳气处理，再碳气处理及硬度之去除。

必须了解的是，此发明中所描述的系统可以将水管改道后以便过滤及净化其它被污染或尚未被澄清之液体来源，使得处理过后之液体适合特别之应用。单阶段（一段）生物化学处理法解述于例题三，并图示于图5及5A者，可以将水管改道后以形成双生物化学处理法（图6及图6A），或形成消耗低能源的生物化学法（图7、7A及7B）。

依据本发明以操作双生化处理法（图6及图6A），一部分预先处理后之出流由化学药品混合槽60来，而流向生物作用槽95以在该生物作用槽95含氧76及空气58之情况下产生生化作用。一部分被浮之浮渣61R主要含微生物被循环至生物作用槽95以维持在生物作用槽95中之稳定之微生物数目。其余的双生物化学处理法（图6及图6A）之操作及与单阶段（一段）生物化学处理法（图5及图5A;例题三）之操作相同。

依据本发明以操作一种耗能量低生物化学处理法（图7、7A及图7B），所有预先处理过的出流由化学药品混合槽60来者一律流至一生物作用槽95以至生物作用槽95含氧76及空气58之情况下促进生物化学作用。生物作用槽95之出流流至开放槽63以进一步处理。一部分浮渣61R主要含微生物被循环至生物作用槽95以维持生物作用槽95中之微生物数目达到平衡状态。一部分之最后出流90被抽水机17循环至气体溶解组合，包括：气体注射器18A及18B，压力槽1，加压水排放组合40，及开放槽63，其余耗能量低生物化学处理法（图7、图7A及图7B）之操作乃与单阶段（一段）生物化学处理法（图5及图5A;例题三）之操作相同。

兹参考图3至图7B，各种液体流或其组合可被抽水机17加压后，经过气体注射器18，而输入压力槽1。该压力槽1之出流被随后之加压水排放组合40以阶段方式逐渐减压。至少一个开放槽63可被用以接受无论有无化学药品或微生物之进流16，用以保持含有微小气泡之减压水，并用以分离下层水及浮渣61。污泥去除机113及101是利用以间歇的或连续的收集浮渣61及沉渣68。一个真空抽气机81，一个粒状活性碳过滤器94及一个封闭盖子91加盖于开放槽63之上乃用于收集及净化由开放槽63放出之废气62。

为了最佳操作及最佳配合加压水排放组合40，开放槽63应为长方形或方形。但是在本发明范围内圆形之开放槽也可被采用（图3C、3D、4B至4E及7B）。

一种液体流量测器14M可以是一个液体流量表，一个液体喷射组合，一个“文吐瑞”VENTURI表，或其组合，以用于控制液体进入压力槽1之流量。

液体在压力槽1内之超过2500旋转/分钟之高旋转速度是由下述所造成的：一个液体喷射器组合，一个多孔中间气体溶解管，一个机械混合器，一个循环抽水机，或以上之各种组合。

如同图3至图7B中所示，进口管8是直接或间接的连接至化学品混合槽60，在此化学药品或微生物被加入而适用各种液体处理之应用中。当进流16被油严重污染时，一个油与水分离60A（图3E）被接连在进口管8，在进流16尚未进入气体溶解再放出系统之前将油与水分离之。

虽然本发明已经依据特别的形体给以说明，应该了解的是，对此科技有技巧的人可以做出各种小小的改变而实际上不脱离本发明之范围。因此下述发明之范围是用以含盖这些相当得变化，实际上仍属于本发明之真实精神与规范。

图1A，1B，2A，2B，2C，8A及8B合在一起描述一个改进的液体处理设备。该设备包括进口管8，液体流量表14M，化学混合槽60，气体注射器18，抽水机17，柱形压力槽1，压力水排放组合40，开放槽63，出口管93E，污泥去除机件83A，83B，83C，83，84，85，85M及113，以及废气收集及净化机件81，91，92，93E和94。

在操作液体处理设备（图示于图8A及8B）时，进流16经过进口管8及液体流量表14M而进入该设备之化学混合槽60，在液体流量表14M接口处流量被测出。

各种气态或液态化学药品从化学输入管99，104及105输入化学混合槽60含化学药品之液体70流经化学混合槽60之出口107而进入开放槽63，在此直径小于80微米之微小气泡10从压力水排放组合40（详见图2A，2B和2C）处产生。在开放槽63之内，轻之悬浮粒及化学胶凝体10从水中被浮至水面而形成浮渣61;重之不溶物沉淀在下面形成沉之污泥68;废气62自液面放出;而被澄清之开放槽出流（下层水）90经由抽水机97而自出口管93E放出。有需要时，气体化学药品可由化学输入器82F在输入点82处加入至开放槽63之出流;而液态或固态之化学药品则可以另一化学输入器96加入至同一开放槽63之出流。

废气收集及净化机件91，92，81，94及92E位于该设备之上端，图示于图8A及图8B。操作时废气62由罩子91，及气体流动机81等收集，由粒状活性碳过滤器94净化之，再由出口管92E排出之。

污泥去除机件83，84，85，85M及113（图示于图8A及8B）水平方向在开放槽63内来回移动以收集浮渣61于收集阳沟111内，并收集沉淀污泥68于收集槽83A，83B及83C。柔韧性的刷子83，不柔韧的棍子84，污泥收集器113都被装在可动之平台又叫移动桥83。此移动桥83有滚轮85R，而且沿著轨道87由马达85M带著来回走动。浮渣61由收集阳沟111处来者由出口79放出以进一步处理。

在发明范围之内的一项变通乃是，移动桥83，马达85M，不柔韧刷子83及滚轮85R（图示于图8A及8B）都可由其它代替。例如污泥收集器113可永久装在上端，可由长度达到开放槽63之液面全长以用来收集浮渣61（图3A）。另一污泥收集器113（图3A）可永久的装置在开放槽63之全部下端以经微的将沉淀物68推入收集槽83A，83B及83C。污泥收集器113用以除去浮渣61者可以是旋转式撇取器（示于图3A、3B、3D、3E、4A、5A、6A及7A），旋转式匙（示于图3C、3D、4B、4C、7B、8A及8B）或各种之结合。污泥收集器用以从开放槽63中除去沉淀污泥68者，是一种旋转式污泥去除器113A（图3A）或移动式污泥去除器83-85R（图8A及8B）。

在发明范围之内的另一项变通乃是，该液体处理装置（图示于图及8A者8B）之底面可以有坡度，而废气收集及净化机件91，92，81，94及92E是可以取下修护的。

在发明范围内还有一项变通乃是：化学混合槽60内之混合隔板89（图示于图8A及8B）可以完全或部分由合生单元60A（图3E）代替，这样化学混合槽60就完全或部分变成一个油与水分离器。

仍然在发明范围内还有一项变通。图示于图8A及8B中之加压水排放组合40B可以附加或代替加压水排放组合40，用以改进用浮除法对污泥之增加浓度。图3A、3B、3C、3D、3E、4A、4B、4C、4D、4E、5A、6A、7A及7B描述用不止一组、加压水排放组合40之改良形浮除加浓法，此为本发明之一部分。

本发明中之生物作用槽95图示于图6及7者属于悬浮生长微生物系统（如活性污泥，池塘处理），附著生长微生物系统（如生物上流床，生物塔，滴滤池，旋转生物盘），悬浮又附著生长微生物系统（旋转生物盘，生物塔或生物上流床都各有悬浮活性污泥者），或以上之各种之组合。

本发明关闭的圆柱形压力槽1图示于图1A及1B者接受抽水机17、气体注射器18及液体流量测器14M而来之液体而加压自身充满液体，自身设备有液体进口管11，一个液体出口管12，一个进口喷射组合14，一个压力计6，一个安全栓7，一个气体排放点8，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚15，气流量表5，气体调节表4，至少一个沿墙装置的气体溶解板35，及一个中间气体溶解管2，同时自身被维持在2至7大气压力下，及超过2500旋转/分钟之旋转速下以全部溶解气体。

本发明中之设备如混合槽60，开放槽63，安定池71，过滤池64，可以是完全各别分开者（如图4），各别分开但相连者（如图4A），部分完全分开部分相连分开者（如图4B），或相连不分开者（如图4E）;其中过滤池64位于开放槽63之底）。

本发明中之设备可被人力操做或自动操做。

本发明之生物作用槽95，图示于图6A之图7A者，也可被开放槽63之加盖罩91延伸（见图6A及7A中之虚线）而盖上以防止空气污染。

为增加机动性，本发明之装置可安装于滑材上，拖车上或卡车上。

除了例题一、二及三中所用之化学药品外，其他如硫酸铝，氯化铝，硫酸铝钾，聚氯化铝，氯化镁，碘化钾，溴化钾，高锰酸钾，碘化钠，溴化钠，硫酸铁，氯化铁，硫酸铝铵，聚氯化铁，硫酸亚铁，硫化钠，硫化亚铁，二氧化硫，聚硫酸铁，铝酸钠，碘，溴，氟化钠，有机聚合物，酸，碱，碳酸氢镁，碳酸镁，表面剂，粉状活性碳等都适用于本发明中。

Claims (32)

1、一种装置利用加压而溶解一群气体于加压液体流之中，之后利用减压并经由一个加压水排放组合而将含有超饱合溶解气体之加压液体流排放出来，同时在一个开放槽中的减压液体中形成微小气泡，包含：

(1)一个进口管及液体流量测器联结在一起分别让一被污染的进流进入此装置，并测其流量。

(2)一气体注射器与进口管联结，用以将第一种气体以负压力吸入，

(3)一个抽水机与进口管联结以强迫将进流或循环流通过气体注射器，液体流量测器，以及一个喷射组合，

(4)一个关闭的圆柱形压力槽，与进口管联结，以接受由抽水机，气体注射器，液体流量测器及喷射组合而来之气体及液体而加压自身充满液体，自身设备有切线方向插入之液体进口管，一个液体出口管，一个压力计，一个安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚，气体流量表，气体调节表，只少一个沿墙装置的气体溶解板，及一个中间气体溶解管，同时自身被维持在2至7大气压力下，及超过2500旋转/分钟之旋转速下以全部溶解气体，

(5)一个加压水排放组合与关闭的圆柱形压力槽联结，它包含一个压力减少栓，一个进口，一水平加压水分布管有小孔在上者，一可调整之半圆形罩子在加压水分布管之上，一渠道可让液体在层流情况下逐步减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡，

(6)一混合槽间接或直接的与进口管联结，以搅拌化学药品或微生物于进流中，而产生一混合液流。

(7)一个与混合槽直接或间接联结之开放槽以接受有化学药品或微生物之混合液流，维持含微小气泡之减压液体，并分离下层水及浮渣，

(8)一出流管与开放槽直接或间接的联结，用以排放下层水为澄清之出流，其中一部份被循环为循环出流，

(9)一种与出流相联之机件，用以循环一部分澄清之出流至该圆柱形压力槽，

(10)污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣，以及，

(11)一个废气收集及净化机件(空气放流控制组合)位于开放槽上端包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一种加盖罩于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气。

2、一种两阶段装置，应用时先以加压而将一群气体溶解于加压液流中，之后将含溶解气体之加压液流在减压下放出，在被减压之液流中产生微小气泡，将被排放之废气清洁之，然后将被减压之液流安定，过滤，消毒并且排放，此装置包含：

（1）一进口管与进口之气体喷射组合联结，让进流输入该装置;一液体流量测器与进口管联结，以测进流之流量;一气体注射器与进口管联结将一种气体注射入进流中;一抽水机与进口管联结以强迫让进流通过该气体喷射器，该液体流量测器以及该气体喷射器;

（2）一个关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之槽进口与进口管相连，用以将进流输入圆柱形压力槽中;该抽水机，气体喷射组合，及该进口管在合作及特种情况下输入进流在压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该压力槽进一步包含一个压力计，一安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚在压力槽外以支持压力槽，气体流量表，气体调节器（与一群气体进口相连以调节压力槽内在2至7大气压之间）以及一个槽出口;

（3）一个加压水排放组合有一组合进口与压力槽之槽出口相连，该加压水排放组合进一步包含一减压栓，一水平加压水分布管与组合进口相连而有小孔在上者;该加压水排放组合进一步有一可调整之半圆形罩子在加压水分布管之上，以及一渠道可让液体在层流情况下减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;

（4）一混合槽间接或直接与进口管相连，以搅拌化学药品或微生物于进流中，以产生混合液体流;

（5）一开放槽与混合槽直接或间接相连，以接受自混合槽来之混合液体流以及自加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压液体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;排放机件以将该下层水排放为澄清之出流;循环机件以将自该开放槽来之澄清出流之一部分循环至压力槽;污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣;废气收集及净化机件位于开放槽之上端，包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一加盖罩于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气;

（6）一安定机件包括二氧化碳输入器，与该开放槽相连，用以将澄清出流安定并碳气化而产生第一出流（也是第二进流）;

（7）第二进口管与进口之第二气体喷射组合联结，让第二进流输入该装置;第二液体流量测器与第二进口管联结，以测第二进流之流量;第二气体注射器与第二进口管联结将一种气体注射入第二进流中;第二抽水机与第二进口管联结以强迫让第二进流通过该第二气体喷射器，该第二液体流量测器以及该第二气体喷射器;

（8）一个第二关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之第二槽进口与第二进口管相连，用以将进流输入第二圆柱形压力槽中;该第二抽水机，第二气体喷射组合，及该第二进口管在合作及特种情况下输入第二进流在第二压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该第二压力槽进一步包含一个第二压力计，一第二安全栓，一个第二气体排放点，一群气体进口以输入第三及第四种气体，第二支持脚在第二压力槽外以支持第二压力槽，第二气体流量表，第二气体调节器（与一群气体进口相连以调节第二压力槽内之压力在2至7大气压之间）以及一个第二槽出口;

（9）一个第二加压水排放组合有一第二组合进口与第二压力槽之槽出口相连，该第二加压水排放组合进一步包含一第二减压栓，一第二水平加压水分排布管与第二组合进口相连而有小孔在上者;该第二加压水排放组合进一步有一可调整之第二半圆形罩子在加压水分布管之上，以及一第二渠道可让液体在层流情况下减压在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;

（10）一第二开放槽与第二混合槽直接或间接相连，以接受自第二混合槽来之混合液体流以及自第二加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压液体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;第二排放机件以将该下层水排放为第二澄清之出流;第二循环机件以将自该第二开放槽来之第二澄清出流之一部分循环至第二压力槽;第二污泥去除机件在第二开放槽之上用以收集浮渣并在接进第二开放槽底端收集沉渣;第二废气收集及净化机件位于第二开放槽之上端，包括一第二真空抽气机，一第二粒状活性碳过滤器及一第二加盖罩子于第二开放槽之顶，用以收集并净化从第二开放槽排出之废气;

（11）一个第二安定机件包括第二二氧化碳输入器，与第二开放槽相连，用以将第二澄清出流安定并碳气化，而产生安定出流;

（12）一个过滤机件与第二安定机件相连，用以将该安定出流过滤之，而产过滤出流;以及

（13）一个消毒机件与过滤机件相连，用以将过滤出流消毒之，以产生最后之液体出流。

3、一种装置，应用时先以加压而将一群气体溶解于加压液流中，之后将含溶解气体之加压液流在减压下放出，在被减压液流中产生微小气泡，将被排放之废气清洁之，然后将被减压之液流安定，过滤，消毒并且排放，此装置包含：

（1）一进流管及一液体流量测器与进流管相连以量进流之流量;

（2）一混合槽间接或直接与进流管相连，以搅拌化学药品或微生物于进流中，以产生混合液体流;

（3）一进口管与进口之气体喷射组合联结，让循环流输入该装置;另一液体流量测器与进口管联结，以测循环流之流量;一气体注射器与进口管联结将一种气体注射入循环流中;一抽水机与进口管联结以强迫循环流通过该气体喷射器，该液体流量测器以及该气体喷射器;

（4）一个关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之槽进口与进口管相连，用以将将循环流输入圆柱形压力槽中;该抽水机，气体喷射组合，及该进口管在合作及特种情况下输入循环流在压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该压力槽进一步包含一个压力计，一安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第二及第三种气体，支持脚在压力槽以支持压力槽，气体流量表，气体调节器（与一群气体进口相连以调节压力槽内之压力在2至7大气压之间）以及一个槽出口;

（5）一个加压水排放组合有一组合进口与压力槽之槽出口相连，该加压水排放组合进一步包含一减压栓，一水平加压水分布管与组合进口相连而有小孔在上者;该加压水排放组合进一步有一可调整之半圆形罩子在加压水分布管之上，以及一渠道可让液体在层流情况下减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;

（6）一开放槽与混合槽直接或间接相连，以接受自混合槽来之混合液体流以及自加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压液体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;排放机件以将该下层水排放为澄清之出流;循环机件以将自该开放槽来之澄清出流之一部分循环至压力槽变成该循环流;污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣;废气收集及净化机件位于开放槽之上端，包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一加盖罩子于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气;

（7）一个安定机件包括一个二氧化碳输入器与该开放槽相连，用以将该澄清出流安定并碳气化，而产生安定出流;

（8）一个过滤机件与安定机件相连，用以将该安定出流过滤之，而产生过滤出流，以及

（9）一个消毒机件与安定机件相连，用以将该过滤出流消毒之，以产生最后之液体出流。

4、一种单阶段装置，应用时先以加压而将一群气体溶解于加压液流中，之后将含溶解气体及微生物之加压液流在减压下放出，在被减压之液流中产生微小气泡，将被排放之废气清洁之，将微生物在减压液流之表面浓缩形成浮渣，将浮渣中之浓缩微生物部分循环至加压液流中以促成生物化学作用，然后将被减压之液流排放，此装置包含：

（1）一进流管及一液体流量测器与进流管相连以量进流之流量;

（2）一混合槽间接或直接与进流管相连，以搅拌化学药品或微生物于进流中，以产生混合液体流;

（3）一进口管与进口之气体喷射组合联结，让混合体流输入该装置;另一液体流量测器与进口管联结，以测混合液体流之流量;一气体注射器与进口管联结将一种气体注射入混合液体中;一抽水机与进口管联结以强迫让混合液体流通过该气体喷射器，该液体流量测器以及该气体喷射器;

（4）一个关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之槽进口与进口管相连，用以将混合液体流输入圆柱形压力槽中;该抽水机，气体喷射组合，及该进口管在合作及特种情况下输入混合液体流在压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该压力槽进一步包含一个压力计，一安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚在压力槽外以支持压力槽，气体流量表，气体调节器（与一群气体进口相连以调节压力槽内之压力在2至7大气压之间）以及一个槽出口;

（5）一个加压水排放组合有一组合进口与压力槽之槽出口相连，该加压水排放组合进一步包含一减压栓，一水平加压水分布管与组合进口相连而有小孔在上者;该加压水排放组合进一步有一可调整之半圆形罩子在加压水布管之上，以及一渠道可让液体在层流情况下减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;

（6）一开放槽与混合槽直接或间接相连，以接受自混合槽来之混合液体流以及自加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压液体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;排放机件以将该下层排放为澄清之出流;污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣;废气收集及净化机件位于开放槽之上端，包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一加盖罩子于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气;以及

（7）一种机件与开放槽连接用以将含有微生物之浮渣自开放槽中之污泥去除机件中一部分循环至压力槽以促进生物化学作用。

5、一种成双装置，应用时先以加压而将一群气体溶解于加压液流中，之后将含溶解气体及微生物之加压液流在减压下放出，在被减压之液流中产生微小气泡，将被排放之废气清洁之，将微生物在减压液流之表面浓缩形成浮渣，将浮渣中之浓缩微生物部分循环至加压液流中以促成生物化学作用，另外在正常一大气压下以生物化学作用处理另一部分液流，也将浮渣中之浓缩微生物循环至正常一大气压下之液流以促进生物化学作用，然后将被生化处理过后以及被减压之液流排放，此装置包含：

（1）一进流管及一液体流量测器与进流管相连以量进流之流量;

（2）一混合槽间接或直接与进流管相连，以搅拌化学药品或微生物于进流中，以产生混合液体流;

（3）一生物作用槽与混合槽相连，在正常一大气压，有微生物、氧及空气之情况下处理一部分混合液体流，而产生生化处理后液流;

（4）一进口管与气体喷射组合联结，让混合液体流输入该装置;一液体流量测器与进口管联结，以测混合液体流之流量;一气体注射器与进口管联结将一种气体注射入混合液体流中;一抽水机与进口管联结以强迫让混合液体流通过该气体喷射器，该液体流量测器以及该气体喷射器;

（5）一个关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之槽进口与进口管相连，用以将混合液体流输入圆柱形压力槽中;该抽水机，气体喷射组合，及该进口管在合作及特种情况下输入混合液体流在压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该压力槽进一步包含一个压力计，一安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚在压力槽外以支持压力槽，气体流量表，气体调节器（与一群气体进口相连以调节压力槽内之压力在2至7大气压之间）以及一个槽出口;

（6）一个加压水排放组合有一组合进口与压力槽之槽出口相连，该加压水排放组合进一步包含一减压栓，一水平加压水分布管与组合进口相连而有小孔在上者;该加压水排放组合进一步有一可调整之半圆形罩子在加压水分布管之上，以及一渠道可让液体在层流情况下减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;以及

（7）一开放槽与生物作用槽直接或间接相连，以接受自生物作用槽来之生物处理后液流以及自加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压液体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;排放机件以将该下层水排放为澄清之出流;循环机件以将自该开放槽来之浮渣之一部分循环至压力槽以及生物作用槽;污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣;废气收集及净化机件位于开放槽之上端，包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一加盖罩子于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气;

6、一种耗能低之装置，应用时先以加压而将一群气体溶解于加压液流中，之后将含溶解气体之加压液流在减压下放出，在被减压之液流中产生微小气泡，将被排放之废气清洁之，将微生物在减压液流之表面浓缩形成浮渣，将浮渣中之浓缩微生物部分循环至液流中在正常业大气压下促进生物化学作用，然后将被减压之液流排放，此装置包含：

（1）一进流管及一液体流量测计与进流管相连，以量进流之流量;

（2）一混合槽间接或直接与进流管相连，以搅拌化学药品或微生物于进流中，以产生混合液体流;

（3）一生物作用槽与混合槽相连，在正常一大气压，有微生物，氧及空气之情况将混合液体处理，而产生生化处理后液流;

（4）一进口管与一个气体喷射组合联结，让循环流输入该装置;一液体流量测器与进口管联结，以测循环流之流量;一气体注射器与进口管联结将一种气体注射入循环流中;一抽水机与进口管联结以强迫让循环流通过该气体喷射器，该液体流量测器以及该气体喷射器;

（5）一个关闭的圆柱形压力槽有位于切线方向插入之槽进口与进口管相连，用以将循环流输入圆柱形压力槽中;该抽水机，气体喷射组合，及该进口管在合作及特种情况下输入循环流在压力槽中旋转速度达到2500旋转/分钟;该压力槽进一步包含一个压力计，一安全栓，一个气体排放点，一群气体进口以输入第二及第三种气体，支持脚在压力槽外以支持压力槽，气体流量表，气体调节器（与一群气体进口相连以调节压力槽内之压力在2至7大气压之间）以及一个槽出口;

（6）一个加压水排放组合有一组合进口与压力槽之槽出口相连，该加压水排放组合进一步包含一减压栓，一水平加压水分布管与组合进口相连而有小孔在上者;该加压水排放组合进一步有一可调整之半圆形罩子在加压水分布管之上，以及一渠道可让液体在层流情况下减压以在减压水中产生直径小于80微米之微小气泡;

（7）一开放槽与生物槽直接或间接相连，以接受自生物槽来之生物处理液流以及自加压水排放组合来之减压液体，维持该含微小气泡之减压气体有足够长之时间，以便分离上层浮渣及下层水;排放机件以将该下层水排放为澄清之出流;循环机件以将自该开放槽来之澄清出流之一部分循环至压力槽变成该循环流;污泥去除机件在开放槽之上用以收集浮渣并在接进开放槽底端收集沉渣;废气收集及净化机件位于开放槽之上端，包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一加盖罩子于开放槽之顶，用以收集并净化从开放槽排出之废气;以及

（8）一件机件与开放槽相连，用以将含有微生物之浮渣循环至生物槽中之混合液体流，以促进生物化学作用;

7、根据权利要求1之装置，其液体流量测器为一液体流量表，一“文吐瑞”表，一液体喷射组合，或上述之各种组合。

8、根据权利要求1之装置，其超过2500旋转/每分之液体转速是由一液体喷射组合，一多孔中心气体溶解管，一机械混拌器，一循环抽水机，或上述之各种组合而造成。

9、根据权利要求1之装置，其开放槽为长方形或方形开放槽或圆形开放槽。

10、根据权利要求1之装置，其真空抽气机，粒状活性碳滤器，及罩子是可以活动拿下的。

11、根据权利要求1之装置，其进口管与一油水分离器联结，以从进流中以合生单元将自由油分出。

12、根据权利要求1之装置，其液体出口管与另一机件联结以将一部分澄清之水从开放槽循环至压力槽。

13、根据权利要求1之装置，其液体出口管与安定机件及/或过滤器联结以进一步处理已被澄清之放流。

14、一种被改良之液体处理方法，用于溶解各种气体，在高压高循环之液体流中产生水处理之反应，在逐步减压之阶段下放出受压之液体流，并在正常环境压力下放出极小之气泡，包括下述步骤，设备之变形，

·将液体流（例如水或其它液体溶剂）经由一个气体注射器环及一个液体喷射组合后抽出，而进入一加压再减压装置，该装置有液体进口管，液体出口管，气体进口管，气体调节器，气体流量表，压力计，安全栓，一排放点，一柱形压力槽，一加压水排入组合，一开放槽，一废气收集及净化机件（或一空气排放控制机件包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一罩子），及污泥去除机件，

·将化学药品或微生物加入该加压再减压装置，

·将未压缩之气体加入气体注射器，并将压缩气体加入该压力槽，

·操作压力槽于2至7大气压力之范围内，并在超过2500旋转/分之转速下，以适合各种不同之气体及液体，

·同时的而且有效的溶解不止一种气体于压力槽中，而在控制的压力情况下，以用于特殊之应用：臭氧处理，氯处理，氧处理，氮处理，空气处理（曝气处理），再碳气处理（碳气处理）及生物氧化处理，

·经过该压力水排放组合，从压力槽中，将加压之出流排放至一开放槽中，而在正常环境压力下以产生直径小于80微米之极微小气泡，以便应用于各种化学及生化作用，以及气浮悬浮物及化学胶凝体，

·将气浮澄清之液体当做最终排放流而放出，或送至一三段处理单元做进一步之处理，

·用污泥去除机件除去浮渣及沉污泥，以及

·用真空抽气机及开放槽上之罩子以收集废气，用粒状活性碳过滤器以

15、一个改进之两段物理化学处理法，以从被污染之地下水或液体中除去浊度，色度，钙硬度，镁硬度，溶解有机物，悬浮物及有病害微生物，包含下述步骤，装备及变通：

·将一部分被污染过之进流液体，经由进口管，以输送至一初段混合槽以用初段之化学药品处理水，然后输送至一初段开放槽，

·将剩余之被污染过之进流液体，经由一初段气体注射器，待等氯加入后，而抽入一初段压力槽，

·维持初段压力槽中2至7大气压及液体大混合，并在压力槽中输入空气以曝气处理，输入臭氧以臭氧处理，

·经由一初段加压水排放组合，自初段压力槽将出流输入一初段开放槽，

·在初段开放槽中产生直径小于80微米之微小气泡，以在开放槽中将悬浮污染物及化学胶凝体以微小气泡浮至水面，而变为浮渣而除之，同时废气被送至初段废气收集及净化机件（包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一罩子），而重之沉淀物自初段开放槽之底而收集之，

·将二氧化碳气体输入至从初段开放槽来的澄清流，以再碳化处理（碳化处理），以产生初段被碳化之出流，

·当需要时，让部分之被碳化之出流迂回至过滤器而过滤之以形成初段过滤出流，

·将另一部分之被碳化之出流迂回至二段混合槽，以被二段化学药品处理，然后输送至二段开放槽，

·经由一个二段气体注射器加臭氧以臭氧处理最后剩余之初段被碳化之出流，而后抽水至一个二段压力槽，

·维持二段压力槽中2至7大气压及液体大混合，并在压力槽中再输入空气以曝气处理，同时再加入二氧化碳以再碳化处理，

·将来自二段压力槽之出流，经由一个二段压力水排放组合后，排放至一个二段开放槽，

·在二段开放槽中产生直径小于80微米之微小气泡用以将来将悬浮污染物及化学胶凝体浮至水面形成浮渣后除之，而废气则被送至二段废气收集及净化机件（包括一真空抽气机，一粒状活性碳过滤器及一罩子），重之沉淀物则于二段开放槽之底收集之，

·当需要时，用真空抽水机及开放槽上之罩子收集废气，并用粒状活性碳过滤器净化废气，

·加入二氧化碳于二段开放槽之澄清出流中，以再碳化处理（碳化处理），而形成二段被碳化之出流，

·过滤二段碳化之出流，以形成二段过滤出流，再

·将二段过滤出流消毒，以产生成品水。

16、一种改进后之单阶段物理化学处理法用以从被污染之进流中除去浊度、色度、钙硬度、镁硬度、有病害微生物、磷酸盐、溶解性有机物、悬浮物及重金属等。本专利包含以下步骤，装置及变通：

·以重力或抽水方式经由进口管将进流液体输入混合槽，在其中液体及化学药品被注入处理，

·将混合槽之出流输入开放槽以澄清之，

·将一个压力槽之出流经由一个压力水排放组合后输入该开放槽以产生直径小于80微米之微小气泡于开放槽中，

·在开放槽中以微小气泡将悬浮污染物和化学胶凝体从液体中浮除之以形成浮渣，

·从液体表面除去浮渣，放出废气，再从液体底层除去沉淀污泥，最后产生澄清出流，

·用真空抽气机及开放槽上之罩子收集废气，并在需要时用粒状活性碳过滤器净化废气，

·将开放槽之澄清出流输入一个安定器（再碳化处理或碳化处理）单元，加入二氧化碳于出流中，而形成被碳化之出流，

·将此被碳化出流过滤后形成过滤出流，

·将守滤出流消毒后形成产品之水，

·将一部分产品水，或过滤出流，或开放槽澄清之出流以抽水机送至气体注射器加臭氧处理后，循环输入压力槽，

·输入空气和更多的臭氧至压力槽以曝气处理及臭氧处理，

·维持压力槽中2至7大气压及大混合以溶气及氧化，

·进一步经由压力水排放组合，将压力槽放流输入开放槽，以完成循环圈，最后，

·排放最后剩余之产品水。

17、一种改进之单阶段生物化学处理法从被污染之进流液体中除去总悬浮物（TSS）、生化需氧量（BOD）、氨氮、及其它悬浮或溶解性污染物，包含下述步骤，装置及变通：

-将进流液体经由一个进口管输入至一混合槽，其中营养素，补充微生物及化学药品按需要量输入而形成预先处理出流，

-将预先处理混合出流抽入至气体注射器，加入氧及空气以氧化处理及曝气处理，然后再抽入至压力槽在其中氧及空气再被输入以进一步氧化处理及曝气处理，

-在压力槽中维持15，000至35，000毫克/升之微生物，2至7大气压力，大混合，及超过40毫克/升之溶解氧以除去溶解有机物，营养素，并以生化作用产生不溶性微生物，

-将压力槽之放流经由一个压力水排放组合而输入开放槽，

-在开放槽中产生直径小于80微米之微小气泡以将悬浮污染物及微生物浮至水面而形成浮渣，

-自液体表面除去浮渣，放出废气，并自液体底层除去沉淀污泥，产生开放槽澄清出流，

-必要时以真空抽气机及开放槽罩子收集废气，并以粒状活性碳过滤器净化废气，

-从开放槽水表面收集含微生物之浮渣，放弃一部分浮渣，而循环剩余之浮渣，经由抽气机及气体注射器后进入压力槽，最后

一排放开放槽澄清之出流为最终处理出流。

18、一种双阶段生物化学处理法，用以从被污染之进流液体中除去总悬浮物（TSS），生化需氧量（BOD）、氨氮，及其它悬浮间隔或溶解性污染物，本专利包含下述步骤，装置及变通：

-将进流液体经由一个进口管输入至一混合槽，其中营养素，补充微生物及化学药品按需要量输入而形成预先处理出流，

-将一部分预先处理出流输入生物作用槽，其中，浮渣（含微生物）被循环输入，同时氧和空气被加入以产生氧及空气气泡，用以混合及支持1500至5000毫克/升之微生物之生化作用，

-将生物作用槽出流排放至一个开放槽以澄清之，

-将预先处理之出流抽入至气体注射器，加入氧及空气以氧化处理及曝气处理，然后再抽入至压力槽，在其中氧及空气再被输入以进一步氧化处理及曝气处理，

-在压力槽中维持15，000至35，000毫克/升之微生物，2至7大气压力，大混合，及超过40毫克/升之溶解氧以除去溶解有机物，营养素，并以生化作用产生不溶性微生物，

-将压力槽之放流经由一个压力水排放组合而输入开放槽，

-在开放槽中产生直径小于80微米之微小气泡以将悬浮污染物及微生物浮至水面而形成浮渣，

-自液体表面除去浮渣，放出废气，并自液体底层除去沉淀污泥，产生开放槽澄清出流，

-以真空抽气机及开放槽罩子收集废气，必要时，以粒状活性碳过滤器净化废气，

-从开放槽液面收集含微生物之浮渣，放弃一部分浮渣，循环剩余之浮渣，经由抽水机及气体注射器后进入压力槽，最后

-排放开放槽澄清之出流为最终处理出流

19、一种耗能低之生物化学处理法，用以从被污染之进流液体中除去总悬浮物（TSS）、生化需氧量（BOD）、氨氮、及其它悬浮或溶解性污染物，包含下述步骤，装置及变通：

-将进流液体经由一个进口管输入至一混合槽，其中营养素，补充微生物及化学药品按需要量输入而形成预先处理出流，

-将预先处理出流输入生物作用槽，其中，浮渣（含微生物）被循环输入，同时氧和空气被加入以产生氧及空气气泡，用以混合及支持1500至5000毫克/升之微生物之生化作用，

-将生物作用槽出流排放至一个开放槽，在那里微小气泡将悬浮物包括微生物从生化处理过后之液体中分离出来，

-将部分开放槽之出流抽入至气体注射器，加入氧及空气以氧化处理及曝气处理，然后再抽入至压力槽，在其中氧及空气再被输入以进一步氧化处理及曝气处理，

-在压力槽中维持2至7大气压力，液体大混合，及超过15毫克/升之溶解氧达到气体全部溶解，

-将压力槽之放流经由一个压力水排放组合而输入开放槽，

-在开放槽中产生直径小于80微米之微小气泡以将悬浮污染物及微生物浮至水面而形成浮渣，

-自液体表面除去浮渣，放出废气，并自液体底层除去沉淀污泥，产生开放槽澄清出流，

-以真空抽水机及开放槽罩子收集废气，必要时，以粒状活性碳过滤器净化废气，

-从开放槽液面收集含微生物之浮渣，放弃一部分浮渣，循环剩余之浮渣至生物作用槽，最后

-排放开放槽澄清之出流为最终处理出流。

20、根据权利要求1之装置，其装置可以人力操作或自动控制。

21、根据权利要求1之装置，其污泥去除机件用以从液面除去浮渣者为旋转式撇取器，旋转式匙，或两种之组合，而且属于移动型或固定型。

22、根据权利要求1之装置，其污染去除机件用以从液底层除去沉渣者为旋转式污泥除器机件或移动式污泥去除机件。

23、根据权利要求1之装置，其压力水排放组合之机件有不只一组在开放槽中以加强对污泥之浮除浓缩。

24、根据权利要求19之处理法，其中生物作用槽为悬浮生长微生物系统，附著生长微生物系统，悬浮并附著生长微生物系统，或上述之组合。

25、根据权利要求1之装置，该开放槽为平底或斜底。

26、根据权利要求1之装置，该混合槽及开放槽为完全分开独立之单元者，为相联结之各单元有共同墙者，或为一综合系统。

27、根据权利要求3之装置，该混合槽，开放槽，安定池及过滤池为完全分为开独立之单元者，为相联结之各单元有共同墙者，为一些有共同墙，一些无共同墙之单元者，或为一综合系统者。

28、根据权利要求6之装置，该混合槽，生物槽及开放槽为完全分开独立之单元者，为相联结这各单元有共同墙者，为一些有共同墙，一些无共同墙之单元者，或为一综合系统者。

29、根据权利要求1之装置，此装置可安装于滑材上，拖车上或卡车上或以上各种组合，以增加机动性。

30、根据权利要求6之装置，该生物槽可以被开放槽之加盖罩延伸而盖上，了防止空气污染。

31、根据权利要求1之装置，其中所用之化学药品为氢氧化钙，氧化钙，二氧化碳，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钠，次氯酸钙，次氯酸钠，硫酸铝，氯化铝，硫酸铝钾，聚氯化铝，氯化镁，碘化钾，溴化钾，高锰酸钾，碘化钠，溴化钠，硫酸铁，氯化铁，硫酸铝铵，聚氯化铁，硫酸亚铁，氯化亚铁，硫化钠，硫化亚铁，聚硫酸铁，铝酸钠，碘，溴，氟化钠，有机聚合物，酸，碱，碳酸氢镁，碳酸镁，表面剂，粉状活性碳或上述各种组合。

32、根据权利要求1之装置，其中气体为臭氧，氯，空气，氧，氮，二氧化碳，二氧化硫或上述之组合。

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