CN108862747A - 废水处理和固体回收系统 - Google Patents

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Abstract

一种固定式或移动式水处理系统包括过滤废水以从废水中去除无机和有机的污染物的初级筛除罐，并且包括向离开初级筛除罐的废水提供电荷的电凝聚单元、在一个或多个沉降罐中进行的用于从废水中去除污染物的紫外光处理和氧化处理以及用于从废水中去除污染物的一个或多个过滤器。

Description

废水处理和固体回收系统
技术领域
本发明涉及用于被污染的淡水的净化系统。更具体而言，本发明涉及用于石油接触水的净化系统。另外，本发明的系统也用于从水中回收固体。
背景技术
在历史上，淡水在世界上大部分地区已被视为通常由政府控制的无限自然资源。水的低廉的价格加上难以长距离移动水使大部分淡水在本地使用。随着使用量和人口的增加，淡水资源在某些地区可能达到其自然极限。价格通常会随之上涨。
在世界上的许多地方，水是极为有限的资源。水是城市发展(包括个人用途)、农业、工业、园林绿化和消费用途(石油和天然气开发)所必需的。在淡水资源有限的地区，竞争性用水往往按层级分配。这种分配结构通常将个人用途置于最优先考虑，而将工业用途置于最底层。
经济增长需要水和能源的可靠且成本有效的供应。随着工业用途处于或接近优先级列表的底部，往往导致工业界寻找新方法来减少用水同时还寻找其他水源，例如泉源。总体而言，当今政府和社会的最为棘手的问题之一是平衡经济增长和环境保护的需求。因此，对于有利于经济增长但不显著损害水环境的水生产存在很大需求。
石油接触水是工业废水的一个特定类别，并且可以被定义为含有石油产品的水。石油接触水的例子包括但不限于：(1)来自地下和地上石油罐的冷凝物；(2)从石油储罐系统中移除的水底部沉积物或沉降水；(3)在与石油罐藏、石油运输和石油分配系统相关联的溢出控制和二次控制区域中含有的、与显示可见光泽的石油产品接触的水；(4)石油罐填料槽和分配槽的水；以及(5)来自对石油溢出做出的首次响应行动或来自石油污染场地清理的回收的石油产品或与石油产品接触的水，其不包含石油以外的有害成分。
现有的水处理系统效率低并且通过该水处理系统不能提供足够的废水流量。这些现有的水处理系统可能使用分批处理，消耗较大的容积或陆地区域，或者为了便于处理而需要较长时间来充分去除和固结杂质。因此，需要一种在从废水中去除颗粒状杂质和石油产品的同时能够保持最佳的水流量的水处理系统。
发明内容
在一个实施方式中，一种水处理系统包括被构造为接收废水的初级罐，该初级罐包括截留废水中的颗粒的滤网。该初级罐包括用于收集从废水中分离出的颗粒的沉降室。该系统包括电凝聚单元，该电凝聚单元被构造为接收离开初级罐的废水并且在废水中产生金属氢氧化物。该系统还包括接收来自电凝聚单元的废水的二级罐，该二级罐被构造为凝聚、分离和抽出废水中的颗粒状污染物，并且收集、排出和破坏挥发性气态污染物。该系统还具有从二级罐接收废水的初始过滤器，该初始过滤器被构造为去除1至5微米的污染物。该系统还包括接收来自初始过滤器的废水的三级罐和接收来自三级罐的废水的附加袋式过滤器，该三级罐被构造为分离和抽出废水中的污染物，该附加袋式过滤器被构造为去除1至5微米的污染物。该系统还包括接收来自附加袋式过滤器的废水的微过滤器和接收来自微过滤器的废水的四级罐，该微过滤器被构造为去除0.1至10微米的污染物，该四级罐被构造为分离和抽出废水中的污染物。该系统还包括接收来自四级罐的废水的纳米过滤器，该纳米过滤器被构造为去除1至10纳米的污染物。
水处理系统还可以包括反洗系统，该反洗系统被构造为在与废水进入方向相反的方向上泵送清洗溶液穿过微过滤器和纳米过滤器。该系统还可以包括连接至初级罐的酸投送系统和碱投送系统。该系统还可以包括被构造为使废水暴露于紫外光下的紫外光发生器。离开微过滤器的废水的一部分可以再循环至微过滤器的入口或三级罐。离开纳米过滤器的废水的一部分可以再循环至纳米过滤器的入口或四级罐。初级罐、二级罐、三级罐和四级罐可以向排放筒提供浓缩的废水。该排放筒可以向初级罐提供上层水。该水处理系统还可以包括使离开电凝聚单元的废水氧化的氧化器。
在另一个实施方式中，一种移动式水处理系统包括过滤废水以从废水中去除非有机颗粒的初级筛除罐、向离开初级筛除罐的废水提供电荷的电凝聚单元、从废水中去除污染物的一个或多个沉降罐以及从废水中去除污染物的一个或多个过滤器。沉降罐可以向排放筒提供浓缩的废水。
本实施方式的移动式水处理系统还可以包括被构造为清洗至少一个过滤器的反洗系统。反洗系统可以向初级筛除罐提供反洗废水。一个或多个过滤器可以包括一个或多个微过滤器和一个或多个纳米过滤器。电凝聚单元可以是一个电凝聚单元或并列设置的多个电凝聚单元。本实施方式的系统还可以包括被构造为使废水暴露于紫外光下的紫外光发生器。
在又一个实施方式中，一种用于处理废水的方法包括下述步骤：向初级筛除罐提供废水，从初级筛除罐中的废水中去除大的污染物、向电凝聚单元提供废水，在废水中产生金属氢氧化物，向一个或多个沉降罐提供废水以允许废水中的污染物沉降在沉降罐的底部，向一个或多个过滤器提供废水以从废水中去除污染物，从每个沉降罐收集浓缩的废水，以及向初级筛除罐提供从沉降罐收集的浓缩的废水。
本实施方式的方法还可以包括调节初级筛除罐中废水的pH水平的步骤。该用于处理废水的方法还可以包括氧化废水的步骤。该用于处理废水的方法还可以包括使用反洗系统清洗过滤器的步骤。该用于处理废水的方法还可以包括将离开过滤器的废水的一部分再循环至过滤器的入口或沉降罐的步骤。该方法还可以包括使废水暴露于紫外光下的步骤。
附图说明
在附图中，示出的结构与下面提供的详细说明一起描述了要求保护的发明的示例性实施方式。相同的元件使用相同的附图标记标识。应理解的是，作为单个部件示出的元件可以用多个部件替换，并且作为多个部件示出的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且为了说明的目的某些元件的比例可能被夸大。
图1是根据本发明的实施方式的水处理系统的示意图；
图2是图1的实施方式的局部示意图，其聚焦于水处理系统的初始处理部分；
图3是图1的实施方式的局部示意图，其聚焦于水处理系统的电凝聚部分；
图4是图1的实施方式的局部示意图，其聚焦于水处理系统的微过滤、纳米过滤和反洗部分；
图5是图1的实施方式中的第二罐的细节图；
图6是图1的水处理系统的实施方式的规模扩大版本的视图；
图7是图6所示的实施方式的正视示意图；以及
图8是图6所示的实施方式的俯视示意图。
具体实施方式
图1是根据本发明的实施方式的水处理系统100的视图。水处理系统100被设计为处理被污染的水，例如，含有生物的、固态的、气态的或化学的杂质或石油产品的水。废水中关注的首要污染物通常由挥发性和半挥发性有机化合物和诸如铜、铅、锌、锡、铬和钴的金属组成。其他关注的污染物可能包括需氧化合物、氮和磷、油和油脂以及病原体。本发明的水处理系统不限于上述污染物，并且本领域技术人员将认识到该水处理系统也可以用于去除其他类型的污染物。
水处理系统100可以实施为移动系统，其中部件位于一个或多个移动拖车或滑架上。可替代地，水处理系统100的一些部分可以是移动的，而其他部分固定在或定位在工作现场。可替代地，水处理系统100的所有部分都可以固定在或定位在工作现场。通过下面的部分讨论水处理系统100的细节。
图2示出了水处理系统100的局部视图，其聚焦于该系统的初始过滤部分。水处理系统100包括储存未经处理的废水的进水储罐105。进水储罐105可以位于将会实施水处理系统100的项目场所处或其附近。在其他实施方式(没有示出)中，进水储罐105可以具有更大或更小的容量，可以位于地下，可以是井或可以是地面储存器。
进水泵110从进水储罐105抽出废水，并通过导管将其递送至初级筛除和沉降罐115(也称为“初级罐115”)。在替代实施方式(没有示出)中，粗滤器(没有示出)位于进水储罐105和初级罐115之间，以从废水中去除大块材料。
初级罐115被构造为去除碎屑、不溶固体和液体、沉降的沙子、砂砾等颗粒或具有高比重的不溶液体或漂浮的低比重液体和碎屑。初级罐115还允许控制pH值，以帮助物理分离过程。在该实施方式中，初级罐115大约为200加仑，但在其它替代实施方式中根据操作规模可以更大或更小。
进入的废水由滤网篮(也称为“滤网”)120过滤。初级罐115包括截留上述颗粒的挡板和收集所分离的颗粒的漏斗125。然后，漏斗125基于需要将颗粒排放到排放筒130中。在该过程中收集的上清液从排放筒130循环回到初级罐115的入口。将排放筒130中收集的固体排出以进行处理。在替代实施方式(没有示出)中，滤网篮可以用筛网替换。
在该实施方式中，在10加仑每分钟的流速下，初级罐115的水力停留时间为大约20分钟。水力停留时间是指水质点在初级罐115内所经历的平均时长。在其他替代实施方式(没有示出)中，水力停留时间或流速可以根据应用要求而变化。
在本实施方式中，初级罐115还包括酸/碱投送系统，例如HCL(“盐酸”)投送系统135和KOH(“氢氧化钾”)投送系统140(统称为“投送系统”)。投送系统135、140用于调节初级罐115中的pH(酸性/碱性)水平。调节pH值有助于去除无机颗粒和不溶的有机液体和固体。投送系统135、140各自包括可变速的定量泵和化学品储存器，并且由中央控制系统(没有示出)控制。使用传感器(没有示出)来测量进水的酸性或碱性，并且将这些测量结果反馈给中央控制系统，该中央控制系统使用该测量结果来相应地调节投送系统的输出。该过程可以是自动的，也可以由操作者手动控制。
图3示出了水处理系统100的下一个部分，其聚焦于电凝聚单元145。来自初级罐115的排出水流入两个并流电凝聚单元(“EC单元”)145。EC单元145减少污染物颗粒的表面电荷并促进颗粒凝聚。EC单元145使用电化学过程，从而主要产生铁fe++(或另外的金属源)和氢氧根，其引起与污染物之间的若干次同时的化学和物理相互作用。形成金属氢氧化物络合物，引起这些无机和有机分子沉淀和絮凝。该过程通常涉及向浸在废水流中的一组铁电极板提供电荷，这在水中产生促进颗粒凝聚的金属氢氧化物。这些颗粒的凝聚增大颗粒质量，允许重力作用于颗粒上，从而达到沉降和过滤的目的。在本实施方式中，EC单元安装到滑架系统上，但在其他实施方式中可以安装在其他位置。在替代实施方式(没有示出)中，电极板可以是铝或其他金属材料或是不同板材的组合。
图3还包括氧化剂供应装置150，其向流过EC单元145之后的废水提供过氧化氢(H2O2)。过氧化氢促进溶解的石油化合物凝聚。过氧化氢执行两个功能：1)使用来自电化学单元的fe++作为催化剂使有机化合物氧化，以与石油烃进行芬顿反应；以及2)通过使有机污染物(例如，细菌)氧化来给污染的水消毒。在替代实施方式(没有示出)中，氧化剂供应装置150可以省略。
图3还示出了二级罐155，该二级罐155在废水流过EC单元145和氧化剂供应装置150之后接收该废水。废水中的聚集颗粒在废水停留期间沉降在二级罐155的底部。在10加仑每分钟的流速下，废水在二级罐155中的停留时间大约为30分钟。水力停留时间或流速可以根据应用需要而变化。在本实施方式中，二级罐155具有大约300加仑的容积，但在其他实施方式中，该容积可以根据应用需要而变化。
在流过二级罐155之后，废水进入被设置为串流和并流的组合的一系列袋式过滤器160中。在替代实施方式(没有示出)中，袋式过滤器可以仅串列或仅并列设置。在所示的实施方式中，使用六个袋式过滤器。但应理解的是，可以使用任何数量的袋式过滤器。袋式过滤器160含有孔径为大约1至5微米的织物介质元件，并且废水通过重力而流过这些过滤器，以去除比过滤器的孔径大的颗粒。本实施方式中的袋式过滤器是指封闭的表面型颗粒过滤器。在这种情况下，“封闭”是指液流被加压并且不与大气相通。在这种情况下，“表面”是指在过滤器元件的表面上收集一层颗粒滤饼的过滤器。在替代实施方式(没有示出)中，孔径可以小于或大于1至5微米，例如0.5微米或6微米。在替代实施方式(没有示出)中，泵可以使废水穿过袋式过滤器。在替代实施方式(没有示出)中，可以使用除了袋式过滤器之外的过滤器。过滤器可以基于通过流速、所需的过滤程度、被污染的入流的性质或成本考虑来选择。示例性成本考虑包括将清理过滤器的成本与更换过滤器的成本相比较。
可用于替代袋式过滤器的其他过滤器的示例包括但不限于罐中的介质在通过重力流动的情况下暴露于大气的“开放”过滤器、遍及滤筒元件的整个容积进行颗粒收集的“深”式过滤器、收集大的碎屑以保护下游的管道和阀门的“滤网”、使用滚动介质的“床”式过滤器以及使用离心力将颗粒分开的离心过滤器。
在废水流过袋式过滤器160之后，将水暴露于紫外灯165下。在这个应用中，紫外灯具有两个有益的功能。第一，H2O2和紫外灯形成两个游离的羟基自由基。该自由基是形成二氧化碳(CO2)、水(H2O)和溶解的有机污染物的盐的强氧化剂。高活性的羟基自由基与臭氧结合，以与溶解的有机物反应。第二，紫外灯从二级罐155中去除剩下的任何过量的过氧化物。在替代实施方式(没有示出)中，可以省略紫外灯。
图4示出了水处理系统100的一部分，其包括三级罐170和四级罐175。三级罐170在水接受紫外灯165的照射之后接收该废水。三级罐170中的废水含有过氧化物和臭氧，加上由紫外灯产生的氧和氢氧根。反应产物包括气体(CO2、O2等)、由不溶反应物组成的絮凝物和沉淀物。三级罐170是最后的过滤、滤清和pH调节之前的最后的反应容器。本实施方式中的三级罐170具有大约120加仑的容积以及在10加仑每分钟的流速下大约12分钟的水力停留时间。在替代实施方式(没有示出)中，三级罐可以具有不同的容积、流速或水力停留时间。
离开三级罐170的废水流过增压泵(没有示出)，该增压泵迫使废水穿过并列的袋式过滤器180和微过滤器185。增压泵还增大废水的压力。袋式过滤器180去除通常尺寸为1至5微米的颗粒，微过滤器185去除通常尺寸为0.1至10微米的颗粒。在所示的实施方式中，使用三个袋式过滤器180。在替代实施方式(没有示出)中，可以使用任何数量的袋式过滤器。
本实施方式中的微过滤器185是使用深式陶瓷介质的封闭过滤器，以遍及过滤器元件的整个容积收集颗粒。微过滤器185通常在输入流和产品流之间的相当大的压力差下操作。微过滤器185具有两股输出流，包括产品流和可被循环或运送至其他过程的较大的通流流。
如图4所示，在穿过微过滤器185之后，废水的通流流借助于再循环管线187再循环回到三级罐170，并且离开微过滤器185的渗透物(产品流)进入四级罐175。
四级罐175接收离开微过滤器185的产品流水。四级罐175中的废水在向下游移动之前经历最终的沉降阶段，并且废水中的污染物沉降在四级罐175的底部，而废水留在该罐中。在本实施方式中，四级罐175具有大约120加仑的容积以及在10加仑每分钟的流速下大约12分钟的水力停留时间。投送系统188可以提供HCL或KOH。在替代实施方式(没有示出)中，四级罐可以根据应用要求具有不同的容积、水力停留时间或流速。
在废水离开四级罐175之后，增压泵(没有示出)将废水传递至两个并流的纳米过滤器190。增压泵还可增大进入纳米过滤器190的水的压力。纳米过滤器190去除通常尺寸为1至10纳米的污染物颗粒。在替代实施方式(没有示出)中，可以使用单个纳米过滤器。在另一种替代实施方式(没有示出)中，可以使用三个以上纳米过滤器。
纳米过滤器190是一种膜分离器。流入水的一部分在相当大的压力差下穿过膜，并作为清洁的“渗透物”或产品水离开。产品水流到产品水存储罐200或其他装置中，以用于其他用途。
离开纳米过滤器190的通流废水通过再循环管线205被引回到四级罐175中。在优选的实施方式中，在低废水流量期间(例如，维护停机时间或其他停用时间)，产品水可以通过旁通管线195从纳米过滤器190的出口再循环回到三级罐170中。这维持了通过管道的最小流量，以防止生物结污。在替代实施方式(没有示出)中，通流废水可以再循环回到纳米过滤器190的入口。
如图4最佳所示，水处理系统100还包括用于在微过滤器和纳米过滤器中实施清洗处理的反洗系统210。定期地，微过滤器和纳米过滤器必须接受反洗处理，以保持适当的功能。反洗系统210包括酸罐215、淡水罐220、碱罐225和泵(没有示出)。酸罐215储存酸溶液，碱罐225储存碱溶液，淡水罐220储存清洁的(经处理的)水。
通过使一个或多个过滤器与程序隔离开、对过滤器减压并排空过滤器来开始反洗清洗程序。接下来，在与正常程序方向相反的方向上泵送罐215中的酸溶液穿过过滤器。允许该溶液在过滤器内停留设定的时间。在酸溶液穿过过滤器之后，将其排放到反洗罐235中，然后排放至篮式滤网240。反洗罐235帮助进一步沉降反洗水，使得杂质和污染物落到罐底部并移动到篮式滤网240上。然后，使用来自淡水罐220的清洁的(经处理的)水反洗过滤器，并且允许清洁的水在过滤器中停留设定的时间。在该步骤之后，使用来自碱罐225的碱溶液反洗过滤器，并且允许碱溶液在过滤器中停留设定的时间。接下来，再使用来自淡水罐220的清洁的(经处理的)水反洗过滤器，并允许停留设定的时间。在清洗程序完成之后，反洗罐235中的污水和沉降的杂质被泵送到排放筒130中。在杂质沉降在反洗罐235的底部之后，将剩余的水泵送至初级罐115，以用于再次穿过废水处理系统100。然后，将过滤器重新连接至主要处理程序，并且继续进行主要处理程序。在该实施方式中，反洗系统210位于移动系统外部，但是在其他实施方式中可以位于移动系统上。
所有罐115、155、170、175还包括阀门和排出装置，以去除在沉降过程中聚集在罐底部的固体。排出装置通向歧管，该歧管将固体转移至排放筒130，而任何上层水被泵送回初级罐115，以进行进一步处理。然后，可以将固体废物从排放筒130中去除，并且在处理之前根据需要进行测试。在替代实施方式(没有示出)中，从净化水中去除的固体可以收集起来并用于其他应用。
图5是二级罐155的详细示意图，其中示出附加的部件。当前水处理系统100的关键特征是在二级罐155中发生的絮凝过程。机动鼓风机235将加压空气通过分配歧管157注入二级罐155的底部。颗粒状杂质在上升的气泡的表面聚结，并被带到二级罐155内液体的表面。聚集在罐顶部的浮渣穿过溢水口245，然后沿着溢水道250进入重力床式过滤器(没有示出)，杂质在该重力床式过滤器中被去除。溢水口245和溢水道250被构造为将浮渣和液体与二级罐155的顶表面分离。挥发性气态杂质可以从二级罐155释放，这些气体包括易燃气体或其他有毒气体。由排气鼓风机、再生式热氧化器和排气筒组成的催化烟气氧化器158在杂质气体排放到大气中之前安全地破坏该杂质气体。
在替代实施方式(没有示出)中，在上述任何过滤器位置处，水处理系统100可以使用任何或所有上述过滤器技术。根据系统设计参数，过滤器壳体可以具有各种串列或并列的容积体。对于连续的工艺流程，并列的额外壳体将允许一个或多个过滤器单元与该程序隔离开，以进行清洗或滤筒更换，同时保持其他有效过滤器单元完全流通。使用循环泵将过滤器通流流再循环回到过滤器的入口减少了能量需求，这对于具有较大通量的大型系统尤其有利。可替代地，过滤器通流可以在通过阀门或节流装置减小过滤器压力的情况下返回至上游罐。
水处理系统100是连续的流动程序，并且可以被调节为以期望的质量或洁净度水平输出净化水。可以调节用于水处理系统100的程序参数，以优化颗粒状杂质的去除。程序参数包括泵和罐的供应速率、水在每个罐内的停留时间、过滤器特征以及用于附加程序的注入量。标称停留时间为大约3至4小时，但是该时间可以变化。
为了保持连续的流动程序，必须主动控制水处理系统100。一种控制方法是通过电子方法测量所有关键操作参数，并使用可编程逻辑控制器(“PLC”)或其他基于计算机的控制系统来自动地启动、停止和控制程序。另一种方法是使用本地的机械式或电子式指示器或量具以及一个或多个人类操作员来通过调节泵、阀门和其他装置对程序进行控制。另一种方法可以包括自动反馈控制和手动控制二者的组合。PLC也可以控制用于微过滤器和纳米过滤器的清洗程序。在替代实施方式中，反洗清洗系统可以设置在便携式推车中，并且清洗程序可以手动执行。
水处理系统100中可以调节的操作参数包括罐中的液位、过滤器压差、水pH值、程序温度、水导电率、泵速度和压头压力、水的流速和累积流量、化学物质注入的流速和累积流量、清洗化学溶液的流速和累积流量以及臭氧注入的流速。需要监测或控制的离散参数包括(但是可能不限于)下述：罐液位警报、程序阀门位置、泵马达状态、电凝聚器状态、臭氧注入状态、过滤器状态和紫外灯状态。
对于已穿过水处理系统100的经处理的水可能需要一些后处理。例如，最终处理的水可能被过度除矿物质或除氧以至于不能维持水生生命，因此不应在没有进一步处理的情况下释放到自然环境中。此外，如果正在处理微咸废水，则处理后的水对于排入淡水系统中来说可能仍然过咸。在这种情况下，需要脱盐设施连接在水处理系统的下游。
应对每批新来的废水进行测试，以确保不存在处于WTS没有设计或设置为进行处理的浓度下的有害杂质(例如汞)、放射性物质或其他杂质(例如，氯和其他盐)。应对每批输出产品水进行测试，以确保已经达到pH平衡并且水满足当地管辖区的排放质量要求。
图6示出了水处理系统300的另一个实施方式的示意图，该水处理系统300基本上是上面讨论的水处理系统100的规模扩大的版本。在一个实施方式中，水处理系统300可以在100加仑每分钟的速率下处理水。在其他实施方式中，水处理系统可以在更高的速率下处理水。
重要的是，除了以高速率处理水之外，水处理系统300还可以连续运行延长的时间段。在一个已知的实施方式中，水处理系统300可以每天处理水16小时。这种以100加仑每分钟的速率处理水的系统每天将处理96000加仑的水。为了有效地处理该体积的水，系统将需要在最少维护的情况下来操作。因此，减少系统进行更换、修理或清洗过滤器及其他部件的停机时间是重要的。
水处理系统300与水处理系统100包括相同的部件，包括：进水储罐305、进水泵310、初级筛除和沉积罐315(具有滤网和/或漏斗)、排放筒311、HCL投送系统320、KOH投送系统325、电凝聚单元330、氧化剂供应装置335、二级罐340、深床式过滤器345、紫外灯350、三级罐355、袋式过滤器360、微过滤器365、四级罐370、投送系统375(HCL或KOH)、纳米过滤器380以及反洗系统400。反洗系统400与上述反洗系统210以相同的方式起作用，将不在此复述。反洗系统400包括酸罐405、碱罐410、淡水罐415和运送来自相应的罐的流体的泵420、425、430。反洗系统400还包括反洗罐435和相关联的滤网440和泵445。在本实施方式中，可以使用附加泵(没有示出)，包括低压泵和高压泵。
在每种情况下，系统300的部件可以是系统100中的对应部件的放大版本。可替代地，可以使用多个部件扩大系统。例如，在一个已知实施方式中，与系统100的两个纳米过滤器195相比，系统300包括16个纳米过滤器380。另外，系统300包括四个微过滤器365，而不是单个微过滤器。系统300还包括15个袋式过滤器360，而不是3个。系统300还包括具有四个腔室的单个电凝聚单元，而不是多个电凝聚单元。然而，在替代实施方式中，可以使用多个电凝聚单元。在某些情况下，可以使用其他类型的过滤器代替袋式过滤器。
在图6的实施方式中，初级罐315是3000加仑罐，二级罐340是4500加仑罐，三级罐355是6000加仑罐，并且四级罐370是6000加仑罐。水处理系统300还包括三个6000加仑的产品水储罐385、390、395。
如图6所示，类似于水处理系统100的固体废物收集系统，水处理系统300包括固定至各个罐的固体废物收集系统398。
图7示出了安装中的水处理系统300的正视示意图。系统300被描绘成模块式系统，其中某些部件位于滑架上。因此，一些部件可以在第一位置部分地组装在多个滑架上，并运输至第二位置。然后，可以在第二位置通过将部件连接在相邻的滑架上而完成组装。然后，该系统可以运行所需时长，然后拆卸并移动到另一个位置。在该实施方式中，所有罐都不在滑架上，并且固定到位。
图8示出了安装的水处理系统300的俯视示意图。
就说明书或权利要求书中使用的术语“包括”而言，其指的是通过类似于术语“包含”的方式作为包含性的，因为该术语使用时在权利要求书中被解释为过渡词。此外，就使用的术语“或”(例如，A或B)而言，其是指“A或B或二者”。当申请人意图表示“仅A或B，而不是二者”时，将使用术语“仅A或B，而不是二者”。因此，术语“或”在本文中的使用是包含性的，而不是排他性使用。参见，Bryan A.Garner所著现代法律用语词典(A Dictionary ofModern Legal Usage)第624页(1995年第二版)。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“在……中”或“到……中”而言，其指的是另外还表示“在……上”或“到……上”。而且，就说明书或权利要求书中使用的术语“连接”而言，其指的是不仅意味着“直接连接至”，而且还意味着“间接连接至”，例如通过另一个部件或另外多个部件连接。
尽管已经通过描述本发明的实施方式说明了本发明并且已经相当详细地描述了实施方式，但是申请人并不意图限制所附权利要求的范围或以任何方式将所附权利要求的范围限于这样的细节。对于本领域技术人员而言，其他优点和变型将是显而易见的。因此，在更广义的方面，本发明不限于具体的细节、代表性的系统和方法以及示出和描述的说明性例子。因此，在不脱离申请人的总体发明构思的主旨或范围的情况下可以在这样的细节中做出改变。

Claims (25)

1.一种水处理系统，其包括：
被构造为接收废水的初级罐，其中该初级罐包括截留废水中的颗粒的滤网，并且其中该初级罐包括用于收集由初级罐的滤网过滤出的颗粒的漏斗；
电凝聚单元，其被构造为接收离开初级罐的废水并且在废水中产生金属氢氧化物；
接收来自电凝聚单元的废水的二级罐，该二级罐被构造为分离和抽出或排出废水中的污染物；
接收来自二级罐的废水的初始过滤器，该初始过滤器被构造为去除1至5微米的污染物；
接收来自初始过滤器的废水的三级罐，该三级罐被构造为分离和抽出废水中的污染物；
接收来自三级罐的废水的附加袋式过滤器，该附加袋式过滤器被构造为去除1至5微米的污染物；
接收来自附加袋式过滤器的废水的微过滤器，该微过滤器被构造为去除0.1至10微米的污染物；
接收来自微过滤器的废水的四级罐，该四级罐被构造为分离和抽出废水中的污染物；以及
接收来自四级罐的废水的纳米过滤器，该纳米过滤器被构造为去除1至10纳米的污染物。
2.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括反洗系统，该反洗系统被构造为在与废水进入方向相反的方向上泵送清洗溶液穿过微过滤器和纳米过滤器。
3.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括酸投送系统和碱投送系统，该酸投送系统和碱投送系统连接至初级罐或四级罐以进行pH调节。
4.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括紫外光发生器，该紫外光发生器被构造为使废水暴露于紫外光下。
5.根据权利要求1所述的水处理系统，其中，离开微过滤器的废水的一部分被再循环至微过滤器的入口或三级罐。
6.根据权利要求1所述的水处理系统，其中，离开纳米过滤器的废水的一部分被再循环至纳米过滤器的入口或四级罐。
7.根据权利要求1所述的水处理系统，其中，初级罐、二级罐、三级罐和四级罐中的每一个都向排放筒提供污染物。
8.根据权利要求7所述的水处理系统，其中，排放筒向初级罐提供上层水。
9.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括氧化器，该氧化器使离开电凝聚单元的废水氧化。
10.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括溢水口和溢水道，该溢水口和溢水道被构造为使浮渣和液体与二级罐的顶表面分离，以进行进一步处理。
11.根据权利要求1所述的水处理系统，其还包括蒸汽废气去除系统，该蒸汽废气去除系统具有再生式热催化氧化器。
12.一种水处理系统，其包括：
初级筛除罐，其机械式过滤废水，以从废水中去除无机和有机的污染物；
电凝聚单元，其向离开初级筛除罐的废水提供电荷；
一个或多个沉降罐，其从废水中去除污染物；以及
一个或多个过滤器，其从废水中去除污染物。
13.根据权利要求12所述的水处理系统，其还包括反洗系统，该反洗系统被构造为清洗至少一个过滤器。
14.根据权利要求13所述的水处理系统，其中，反洗系统向初级筛除罐提供浓缩的废水。
15.根据权利要求12所述的水处理系统，其中，电凝聚单元包括并列设置的至少两个电凝聚单元。
16.根据权利要求12所述的水处理系统，其还包括一个或多个酸投送系统和一个或多个碱投送系统，以进行pH调节。
17.根据权利要求12所述的水处理系统，其还包括紫外光发生器，该紫外光发生器被构造为使废水暴露于紫外光下。
18.根据权利要求12所述的水处理系统，其还包括导管，该导管用于再循环成品水，从而维持穿过管道的最小流量。
19.一种用于处理废水的方法，其包括下述步骤：
向初级筛除罐提供废水；
从初级筛除罐中的废水中去除大的污染物；
向电凝聚单元提供废水；
在废水中产生金属氢氧化物；
向一个或多个沉降罐提供废水，以允许废水中的污染物沉降在沉降罐的底部，或者使污染物升至表面以通过撇渣去除；
向一个或多个过滤器提供废水，以从废水中去除污染物；
从每个沉降罐中收集浓缩的废水；以及
向初级筛除罐提供从沉降罐收集的浓缩的废水。
20.根据权利要求19所述的用于处理废水的方法，其还包括：
使废水暴露于紫外光下；
将空气或臭氧注入一个或多个沉降罐，以搅动废水、帮助杂质的絮凝并且辅助去除挥发性杂质；
使浮渣和液体与二级罐的顶表面分离，以进行进一步处理；以及
将空气和挥发性杂质从沉降罐中去除，并且在释放到大气中之前氧化蒸气或以其他方式处理蒸气。
21.根据权利要求20所述的用于处理废水的方法，其还包括调节初级筛除罐或四级罐中废水的pH水平的步骤。
22.根据权利要求20所述的用于处理废水的方法，其还包括氧化废水的步骤。
23.根据权利要求20所述的用于处理废水的方法，其还包括使用反洗系统清洗过滤器的步骤。
24.根据权利要求20所述的用于处理废水的方法，其还包括使离开过滤器的废水的一部分再循环至过滤器的入口或沉降罐的步骤。
25.根据权利要求20所述的用于处理废水的方法，其还包括使废水暴露于紫外光下的步骤。
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