CN109071267A - 改进废水处理的污泥脱水能力和能量平衡 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及在废水处理装置中处理初级污泥的工艺，其包括以下步骤：将有机凝结剂和/或聚合物掺混至废水中；允许在有机凝结剂或聚合物的存在下对废水的初级处理；分离作为来自所述初级处理的初级污泥的固体；以及使初级污泥脱水。本发明还涉及改进初级污泥脱水能力和改进废水处理装置的能量平衡的方法。

Description

改进废水处理的污泥脱水能力和能量平衡
发明领域
本发明涉及对来自废水处理的初级污泥的处理。
背景技术
处理废水具有的目的是产生当排放到周围环境或返回至水流时危害尽可能小的流出物，从而与将未处理的废水释放到环境中相比，防止污染。与废水处理有关的许多参数还由官方管理，并且目的是满足要求。
城市废水或污水处理通常包括三个阶段，被称为初级处理、二级处理和三级处理。
城市废水含有在水中是不合意的许多不同的物质。城市废水处理的流入物可能是黑水和灰水。
预处理去除了在它们损坏或堵塞初级处理设备中的任何泵和污水管线之前可以从原始污水或废水容易地收集的所有材料。预处理期间通常去除的物体包括垃圾、树大枝、树叶、树枝和其他大物体。
初级处理被设计成从原始污水中去除粗固体(gross solid)、悬浮固体和漂浮固体。它包括筛选以捕获固体物体以及通过重力的沉降以去除悬浮固体。这个水平有时被称为“机械处理”，尽管化学品经常被用来加速沉降过程。初级处理可以将进入的废水的生化需氧量(BOD)降低20％-30％，并且将总悬浮固体(TSS)降低约50％-60％。初级处理通常是废水处理的第一阶段。在初级处理中获得的污泥，初级污泥，可以经历进一步的处理和再利用。污泥可以被堆制堆肥、置于填埋场、脱水或干燥以降低含水量，和/或消化用于甲烷生产。
在初级处理之后，废水被引导至二级处理，该二级处理包括生物处理并且去除离开初级处理的溶解的有机物质、磷和氮。这是通过微生物实现的，微生物消耗有机物质，并将其转化为二氧化碳、水和能量用于自身的生长和繁殖。
可选择地，废水可以在初级处理后经历强化生物除磷(enhanced biologicalphosphorus removal)(EBPR)。
二级处理可能需要分离过程(“二次沉降”)，以便在排放或三级处理之前从处理过的水中去除微生物和更多悬浮固体。超过85％的悬浮固体和BOD可以通过运行良好的装置采用二级处理来去除。
三级处理有时被定义为超出初级处理和二级处理的任何处理，以便允许排入高度敏感或脆弱的生态系统(河口、低流量河流、珊瑚礁等)。处理过的水有时在排放到接受器或再利用之前被化学消毒或物理消毒(例如通过贮留池和微量过滤)。典型的三级处理工艺的实例是对传统的二级处理装置进行改造以去除另外的磷和/或氮。
在初级处理中获得的污泥优选地得到充分利用。污泥可以进一步分解以提供生物气，且获得的消化物(digestate)可以脱水以最小化获得的最终固体饼的含水量。对于污泥下游加工，例如运输、堆肥、焚烧和处置，尽可能高的干固体含量是合意的。
仍然需要有效地处理初级污泥的改进的程序。
发明概述
本发明的目的是提供用于处理废水的初级污泥的工艺。本发明的另外的目的是提供用于改进初级污泥脱水能力的方法。本发明的又另一个目的是提供用于改进废水处理装置的能量平衡的方法。
本工艺提供了具有更好且更容易的脱水作用的改进的污泥，并从而为下游加工提供更高的干固体。此外，该工艺减少了对初级流出物的进一步处理的需要。
附图简述
图1示出了指示初级污泥处理的废水处理工艺的示意图。
图2示出了指示包括厌氧步骤的初级污泥处理的废水处理工艺的示意图。
图3示出了使用被不同地处理的污泥的、来自厌氧消化器的累积甲烷量的图。
图4示出了在消化和离心后被不同地处理的污泥的照片。
详述
本工艺提供了实现初级污泥的更好脱水能力的方式。初级处理的主要聚焦领域是有机物和悬浮固体的去除。通过在初级处理中提供有机凝结剂或聚合物，将在初级流出物中获得低悬浮固体和有机物含量。在实施方案中，消化的初级污泥，即消化物，在厌氧消化器中产生。通过将初级污泥降解成消化物，获得高甲烷以及生物气收率。
根据本发明的一个目的是提供用于在废水处理装置中处理初级污泥的工艺，该工艺包括以下步骤：
将有机凝结剂和/或聚合物掺混至废水中；
允许在有机凝结剂或聚合物的存在下对废水的初级处理；
分离作为来自所述初级处理的初级污泥的固体；以及
使初级污泥脱水。
初级污泥可以被厌氧消化以提供消化的初级污泥和生物气。初级污泥可以在脱水前被消化。
废水处理中的初级处理是机械处理步骤。该初级处理还可以被公开为初级沉降阶段。在该处理中，废水或污水流过用于沉降污泥的大型槽。
有机凝结剂和/或聚合物可以在初级处理之前和/或期间被掺混至废水中。例如，有机凝结剂或聚合物可以在所述初级处理之前的废水预处理之前和/或期间和/或之后被加入。在一个实施方案中，有机凝结剂或聚合物在初级处理期间被掺混，或被添加到流入物中进入初级处理，任选地随后的任何预处理步骤。
如所述的，初级处理前面可以是预处理。完成这样的预处理以去除在初级处理中不希望有的所有大的物体和材料，例如砂、油脂、油等。
可以掺混至废水中的有机凝结剂或聚合物的量可以是约0.5ppm-15ppm，例如1ppm-10ppm、2ppm-7ppm或2ppm-5ppm的量。
在初级处理之后，有机凝结剂或聚合物可以在初级污泥的总固体中以约0.2wt％-25wt％、例如0.4wt％-17wt％、0.8wt％-12wt％、0.8wt％-8.3wt％、或0.8wt％-4.2wt％的量存在。
应当注意，可以向初级污泥和/或消化的初级污泥中添加另外的有机凝结剂或聚合物。添加优选地在随后的脱水步骤之前和/或期间进行。添加可以例如是在厌氧消化之前添加到初级污泥中，和/或添加到厌氧消化步骤中，和/或在随后的脱水步骤之前和/或期间添加到消化物中。这样的另外的有机凝结剂或聚合物可以与初级水处理步骤中使用的有机凝结剂或聚合物相同或不同。
有机凝结剂或聚合物和/或另外的有机聚合物可以选自聚丙烯酰胺、聚胺、聚DADMAC、三聚氰胺甲醛类、天然聚合物例如丹宁类和木质素、天然多糖例如淀粉、纤维素、半纤维素藻酸盐、瓜尔胶、果胶、甲壳素和壳聚糖、及其阳离子或阴离子衍生物，以及它们的任何组合。例如，这些化合物可以选自聚丙烯酰胺、聚胺和聚DADMAC及其任何组合。
通过将无机凝结剂掺混到初级污泥的脱水步骤之中和/或在初级污泥的脱水步骤之前掺混无机凝结剂，可以进一步改进本工艺。无机凝结剂可以在厌氧消化之前添加到初级污泥中，和/或添加到厌氧消化步骤中，和/或在随后的脱水步骤之前和/或期间添加到消化的初级污泥中。
如果使用无机凝结剂，无机凝结剂可以选自铁盐、铝盐和镁盐及其任何组合。在一些实施方案中，无机凝结剂可以选自锌、锆、钛、硅的盐或类似的盐。无机凝结剂可以是上述金属的盐，并且可以选自氯化物、硫酸盐、氢氧化物、氧化物和硝酸盐，及其任何组合。这样的化合物的实例是硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硝酸铝、水合氯化铝、氯化铁、硫酸铁、氯硫酸铁(ferric chlorosulphate)、氯化亚铁、硫酸亚铁、氯硫酸亚铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、氧化镁、氢氧化镁和氯化镁，并且还可以以其任何组合被使用。
在初级处理步骤中形成和存在的固体作为初级污泥可以通过沉降、浮选、过滤和离心中的任何一种及其任何组合被分离。在一个实施方案中，水力旋流器可以被用于分离。
可以使用脱水步骤将厌氧步骤中的初级污泥或消化物分离成液体和固体。消化物的脱水可以通过选自沉降、浮选、按压、离心和过滤及其任何组合的分离来完成。分离方法可以使用倾析式离心机、螺旋压机、盘式压滤机、压滤机、厢式压滤机和带式压滤机中的任一种及其任何组合来进行。
优选地，与通常不添加任何化学品而使用的纯机械初级废水处理相比，以及与具有无机凝结剂的添加的初级废水处理相比，悬浮固体的去除提高了1％-10％，例如4％-6％。
优选地，在废水中的悬浮固体含量降低了约30％-80％，例如与通常不添加任何化学品而使用的纯机械初级废水处理相比降低了约40％-50％，或者例如与具有无机凝结剂的添加的初级废水处理相比降低了约60％-70％。
通过在废水处理的早期阶段添加有机凝结剂或聚合物，使得有机凝结剂或聚合物在初级处理步骤期间存在，增加了有机物的去除。通过在初级废水处理步骤中使用有机凝结剂或聚合物，去除的有机物的量可以加倍。优选地，与通常不添加任何化学品而使用的纯机械初级废水处理相比，从废水中去除的有机物的量增加了至少25wt％，例如50wt％、75wt％或100wt％。此外，与刚刚被机械处理的普通初级污泥相比，消化器中形成的甲烷的量增加，而且与存在有无机凝结剂的初级污泥相比，所述甲烷的量也增加或至少保持不变。优选地，与通常不添加任何化学品而使用的纯机械初级废水处理相比，从厌氧消化器中获得的甲烷的量增加了至少25wt％，例如50wt％、60wt％或70wt％。
优选地，与添加有无机凝结剂的初级废水处理相比，从厌氧消化器获得的甲烷的量增加了至少2wt％，例如4wt％、6wt％或10wt％。
本发明提供了改进废水处理装置中初级污泥脱水能力的方法，其中初级污泥根据本工艺被处理。
此外，提供了改进废水处理装置的能量平衡的方法，其中在根据本工艺的厌氧消化步骤中获得的生物气被转化为电和/或在本工艺中获得的脱水的初级污泥饼被燃烧以产生能量。所获得的生物气可以按原样或当转化成电时在废水处理装置内被使用，或者其以任何形式被出售。以类似的方式，脱水的初级污泥饼可以被焚烧以提供呈热和/或电的形式的能量，该能量可以在装置内被使用或可以被出售。
下面的非限制性实施例仅意图说明利用本发明的实施方案获得的优点。
实施例
基质和接种物
用于厌氧消化的初级污泥基质是来自城市废水处理装置的三种不同地沉降的废水污泥。每周收集污泥。
第一污泥在400L容器中沉降，没有添加任何化学品(被称为Ref)。
加入36mL氯化铁(Kemira PIX-111)并在200L容器中沉降之后收集第二污泥，这提供了具有无机凝结剂处理的参考污泥(被称为Fe)。
加入1500mL的聚合物(Kemira superfloc C-492)(0.1％w/w)并采用300L的总沉降体积(200L和100L容器)之后，收集第三污泥(被称为Pol)。
容器在四个平行步骤中填充有废水，以确保沉降批次的一致性(homogeneity)。在填充和混合废水之后，收集混合样品(在0min)。所有污泥沉降持续1h 45min。随后，上层清水从容器中排出。在Pol和Fe容器中，上清液通过滤布排出，产生约1L-2L的收集的污泥。与Pol污泥不同，Fe污泥堵塞了过滤器，并且其通过按压被进一步脱水。在Ref污泥中，沉降部分(约40L)被带到实验室，并通过金属筛排出。
从嗜中温的厌氧消化器(mesophilic anaerobic digester)收集用于初级污泥样品的厌氧消化的接种物，来自城市废水处理装置的初级污泥和二级污泥的消化混合物。
反应器试验
使用三个连续搅拌釜式反应器(CSTR)，每一个尺寸为2L，并且液体体积为1.5L。CSTR由玻璃制成，并在反应器顶部安装有出口，用于生物气收集、进料和消化物提取。生物气被收集到铝箔袋中。反应器用磁力搅拌器以300rpm连续搅拌。
用1.5L的接种物接种反应器，并在第1天开始进料。CSTR每个工作日(从周一到周五)被进料持续70天。一个反应器用没有化学品的参考污泥(Ref)进料，一个反应器用参考铁污泥(Fe)进料，并且一个反应器用聚合物(Pol)污泥进料。所有反应器在35℃运行。反应器在第1-13天以40d的水力停留时间(HRT)进料，并且在第14-70天以20d的恒定HRT进料。相应的有机负载率(organic loading rate)(OLR)在1.9kg VS m-3 d-1和2.9kg VS m-3 d-1之间变化。
在第0-17天期间，所有污泥被调整到相同的总固体(TS)含量(约5％-8％)，而由于污泥中不同的挥发性固体(VS)含量，进料之间的VS不同，导致OLR略有差异。在第18-70天期间，污泥被调整到相同的VS，这意味着在所有反应器中的OLR是相等的，但是进料的TS不同。在第1-34天期间，调整进料的浓度以获得2.8kg VS m-3 d-1的设计OLR，但是在第35-70天期间，通过稀释进料(TS 4.3％-5.8％)将设计OLR降低到2.2kg VS m-3 d-1。
分析和计算
用Shimadzu GC-2014 TCD气相色谱仪测量在反应器试验中产生的生物气中的甲烷含量。使用水置换法测量生物气的体积。所有结果都是以常温常压(NTP)给出的，同时实验室中的温度和大气压每天都被监测。根据标准方法APHA 2540分析TS和VS。
根据SFS-EN 1484，使用Shimadzu TOC-V分析仪分析总有机碳(TOC)。对于固体样品，使用固体样品燃烧设备(combustion unit)。
这里仅考虑第44天之后(最后的26天)的结果。在那时，实验已经运行了约两次HRT，并因此，结果具有代表性。第44天之后的这段时间是密集监测期，并且大多数的分析是每天进行的。
结果
初级沉降和厌氧消化实验的结果
表1-表4提供了在厌氧消化后从初级沉降到脱水的每个步骤中的质量流量。在表中，所有值均按照每立方米处理过的废水的克数计算。
表1：进入到初级沉降
表2：从初级沉降离开
表3：在进料初级污泥之后从消化器离开
生物气生产的结果
图3提供了在密集监测期间在所有反应器中的累积甲烷产量。正如在监测期结束时可以看到的，来自具有聚合物的反应器(Pol)和具有无机凝结剂的参考反应器(Fe)的结果提供了比没有化学品的参考反应器(Ref)更好的甲烷收率。
如表3中可以看到的，具有聚合物的反应器(Pol)正在产生每立方米处理过的废水最多的甲烷。其正在产生58g CH4/m3处理过的废水。具有无机凝结剂反应器的参考反应器(Fe)具有第二高的甲烷产量：54g CH4/m3处理过的废水。没有化学品的参考反应器(Ref)明显具有最低的甲烷产量，只有29g CH4/m3处理过的废水。明显较低的甲烷产量主要通过较低的VS和初级污泥的碳回收率来解释。
所有的反应器都在接近其最大进料速率的情况下运行。图3提供了在密集监测期间在所有反应器中的累积甲烷产量。在所述图中，还可以看到的是，Fe反应器比Pol反应器一直具有较低的甲烷产量。
在密集监测期间，Pol反应器比Fe反应器具有高7％的甲烷产量。这是非常显著的差异，并且影响废水处理工艺的整体经济性。Pol反应器还比Ref反应器具有高101％的甲烷产量。
消化物脱水
在图4和表4中提供了在以3000rpm离心5分钟之后的消化物样品。在图中可以看到固液分离的明显不同。具有聚合物(Pol)的消化物似乎具有更好的脱水能力。该样品与包含无机凝结剂的消化物和参考消化物相比，具有显著较浅的颜色。具有聚合物的消化物具有在试管底部发现的固体的主要部分，表明良好的固液分离。其他样品，参考和无机凝结剂，仍然具有贯穿试管的分散的固相。似乎聚合物在消化之后具有至少一些官能性(functionality)。具有消化物的良好固液分离改善了在后续脱水步骤期间的性能。
表4.消化的初级污泥离心结果。
结论
在这些实验中，将本发明的一个实施方案与两种参考方法进行比较。比较在废水处理工艺中的几个步骤中进行。在实验中注意到，与两种参考方法相比，采用本发明的实施方案增加了生物气产量，并且降低了初级流出物VS负载。因此，废水处理装置的能量平衡得到了改善。
令人惊讶地，与两种参考方法相比，采用本发明的实施方案还改善了消化污泥的固液分离。这在离心期间较高的SS去除和另外在离心之后较低的滤液水的浊度方面中被注意到。这两个因素对废水处理装置的有效运行都是重要的。
如从本实施例可以看出的，根据本工艺使用有机凝结剂和/或聚合物显著改善了废水处理装置的性能。
在测试期间，令人惊讶地发现采用聚合物比采用凝结剂铁产生更多的生物气。同时，出乎意料地发现，进入曝气的处理负载(treatment load going to aeration)可以被减少。通常，无机凝结剂(例如Fe)被认为在物质去除中是最有效的。然而，本发明已经使用聚合物提供了改进的性能。此外，令人惊讶地发现，在20天的消化之后仍然留下聚合物的至少一些官能性。

Claims (14)

1.一种用于在废水处理装置中处理初级污泥的工艺，包括以下步骤：
将有机凝结剂和/或聚合物掺混至废水中；
允许在所述有机凝结剂或聚合物的存在下对所述废水的初级处理；
分离作为来自所述初级处理的初级污泥的固体；以及
使所述初级污泥脱水。
2.根据权利要求1所述的工艺，还包括厌氧消化所述初级污泥以提供消化的初级污泥和生物气。
3.根据权利要求1或2所述的工艺，其中在所述初级处理之前和/或期间，优选地在所述初级处理之前的废水预处理之前和/或期间和/或之后、和/或在所述初级处理期间，将所述有机凝结剂和/或聚合物掺混至所述废水中。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的工艺，其中所述有机凝结剂或聚合物以约0.5ppm-15ppm，优选地1ppm-10ppm，优选地2ppm-7ppm，优选地2ppm-5ppm的量被掺混至所述废水中。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的工艺，其中所述有机凝结剂或聚合物在所述初级污泥的总固体中以约0.2wt％-25wt％、优选地0.4wt％-17wt％、优选地0.8wt％-12wt％、优选地0.8wt％-8.3wt％、优选地0.8wt％-4.2wt％的量存在。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的工艺，其中在所述脱水之前和/或期间可以加入另外的有机凝结剂和/或聚合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的工艺，其中所述有机凝结剂或聚合物和/或另外的有机聚合物可以选自聚丙烯酰胺、聚胺、聚DADMAC、三聚氰胺甲醛类、天然聚合物例如丹宁类和木质素、天然多糖例如淀粉、纤维素、半纤维素藻酸盐、瓜尔胶、果胶、甲壳素和壳聚糖、及其阳离子或阴离子衍生物，以及它们的任何组合；优选地选自聚丙烯酰胺、聚胺和聚DADMAC及其任何组合。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的工艺，还包括将无机凝结剂掺混至所述脱水步骤中和/或在所述脱水步骤之前掺混无机凝结剂。
9.根据权利要求2-7中任一项所述的工艺，还包括在所述厌氧消化的步骤之前和/或之后掺混无机凝结剂和/或将无机凝结剂掺混至所述厌氧消化的步骤中。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的工艺，其中所述无机凝结剂选自铁盐、镁盐和铝盐及其任何组合，优选地硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硝酸铝、水合氯化铝、氯化铁、硫酸铁、氯硫酸铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、氯硫酸亚铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、氧化镁、氢氧化镁和氯化镁及其任何组合。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的工艺，其中通过沉降、浮选和过滤、离心、水力旋流器中的任何一种及其任何组合来完成分离作为来自所述初级处理的所述初级污泥的固体。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的工艺，其中所述初级污泥的所述脱水通过选自沉降、浮选、按压、离心和过滤及其任何组合的分离来完成；优选地通过使用倾析式离心机、螺旋压机、盘式压滤机、压滤机和带式压滤机中的任何一种及其任何组合来完成。
13.一种改进废水处理装置中初级污泥脱水能力的方法，其中所述初级污泥根据权利要求1-12中任一项所述的工艺被处理。
14.一种改进废水处理装置的能量平衡的方法，其中在根据权利要求2-12中任一项的厌氧消化中获得的生物气被转化为电和/或在根据权利要求1-12中任一项的方法中获得的脱水的初级污泥饼被焚烧以产生能量。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114007989A (zh) * 2019-06-14 2022-02-01 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020205526A1 (en) 2019-03-29 2020-10-08 Aqua-Terra Consultants Wastewater treatment system and methods utilizing chemical pre-treatment and foam fractionation
FI130436B (en) * 2019-06-10 2023-08-30 Kemira Oyj Procedure for the removal of dissolved organic compounds from wastewater
CN114275995B (zh) * 2021-11-23 2023-02-28 上海大学 一种基于适度絮凝和蛋白固化理论的污泥联合调理剂及其调理方法和经济投加量确定方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60206498A (ja) * 1984-03-30 1985-10-18 Kurita Water Ind Ltd し尿系汚水の処理方法
JPH06134213A (ja) * 1992-09-22 1994-05-17 Nippon Paper Ind Co Ltd 有機性排水の凝集処理法
EP0625961A1 (en) * 1992-01-30 1994-11-30 Chemring Group Plc Effluent treatment process
JPH1128496A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Kurita Water Ind Ltd し尿等の処理方法
JP2002355506A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Japan Organo Co Ltd 凝集沈澱装置
JP2003300095A (ja) * 2002-04-05 2003-10-21 Ebara Corp 下水処理方法及び装置
US20040099599A1 (en) * 2002-11-19 2004-05-27 Xogen Power Inc. Treatment of a waste stream through production and utilization oxyhydrogen gas
CN2787654Y (zh) * 2005-03-25 2006-06-14 吴桐 畜牧废水废物处理系统
US20060231499A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Ken Brummett Methods and compositions for wastewater treatment
JP2007061773A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 有機性汚泥の処理方法及びその装置
US7291275B1 (en) * 2004-04-19 2007-11-06 Davis Robert A Method for clarifying industrial wastewater while minimizing sludge
CN102815771A (zh) * 2011-06-10 2012-12-12 吴伯明 一种矿井疏干水的废水处理工艺
US20130213883A1 (en) * 2010-08-13 2013-08-22 Anaergia Inc. Treatment of municipal wastewater with anaerobic digestion
CN104163549A (zh) * 2014-08-10 2014-11-26 绍兴开源环保技术有限公司 一种蜡染印染废水的处理工艺
CN104529053A (zh) * 2014-11-28 2015-04-22 悦康药业集团安徽生物制药有限公司 一种高浓度制药废水的处理工艺
CN105417777A (zh) * 2015-12-01 2016-03-23 大连爱安沃特环境技术有限公司 污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3397139A (en) 1967-01-25 1968-08-13 Dow Chemical Co Waste treatment process
GB9411444D0 (en) * 1994-06-08 1994-07-27 Cdm Ab Dewatering of suspensions
DE10063888A1 (de) * 2000-12-21 2002-07-11 Farmatic Biotech Energy Ag Energetisches Nutzungs- und Entsorgungsverfahren für Tierbrei, Tiermehl und Klärschlamm
JP2002316191A (ja) 2001-04-18 2002-10-29 Ebara Corp 有機性汚水の処理方法及び装置
JP2005254199A (ja) * 2004-03-15 2005-09-22 Hitachi Plant Eng & Constr Co Ltd 排水処理方法及び装置
TW200621653A (en) * 2004-11-25 2006-07-01 Dia Nitrix Co Ltd Method for dewatering of sludge with polymer flocculant and method for flocculation of wastewater with polymer flocculant
KR20100124418A (ko) * 2009-05-19 2010-11-29 주식회사 탄천환경 약품 저감을 위한 슬러지 처리방법 및 처리설비
US9409803B2 (en) * 2010-01-29 2016-08-09 Robert Whiteman Systems and methods for reducing sludges produced by wastewater treatment facilities
AU2011339363B2 (en) * 2010-12-10 2017-06-01 Swing Corporation Anaerobic treatment method and device
US9561978B2 (en) * 2012-04-20 2017-02-07 Anaergia Inc. Sludge screw thickener with screen rotation during cleaning
DE102014013813A1 (de) * 2014-09-23 2016-03-24 Bma Braunschweigische Maschinenbauanstalt Ag Verfahren und Anordnung zur Abwasserbehandlung
EP3280685B1 (en) * 2015-01-27 2022-12-21 Anaergia Inc. Treatment of waste products with anaerobic digestion

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60206498A (ja) * 1984-03-30 1985-10-18 Kurita Water Ind Ltd し尿系汚水の処理方法
EP0625961A1 (en) * 1992-01-30 1994-11-30 Chemring Group Plc Effluent treatment process
JPH06134213A (ja) * 1992-09-22 1994-05-17 Nippon Paper Ind Co Ltd 有機性排水の凝集処理法
JPH1128496A (ja) * 1997-07-10 1999-02-02 Kurita Water Ind Ltd し尿等の処理方法
JP2002355506A (ja) * 2001-05-31 2002-12-10 Japan Organo Co Ltd 凝集沈澱装置
JP2003300095A (ja) * 2002-04-05 2003-10-21 Ebara Corp 下水処理方法及び装置
US20040099599A1 (en) * 2002-11-19 2004-05-27 Xogen Power Inc. Treatment of a waste stream through production and utilization oxyhydrogen gas
US7291275B1 (en) * 2004-04-19 2007-11-06 Davis Robert A Method for clarifying industrial wastewater while minimizing sludge
CN2787654Y (zh) * 2005-03-25 2006-06-14 吴桐 畜牧废水废物处理系统
US20060231499A1 (en) * 2005-04-18 2006-10-19 Ken Brummett Methods and compositions for wastewater treatment
JP2007061773A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Kobelco Eco-Solutions Co Ltd 有機性汚泥の処理方法及びその装置
US20130213883A1 (en) * 2010-08-13 2013-08-22 Anaergia Inc. Treatment of municipal wastewater with anaerobic digestion
CN102815771A (zh) * 2011-06-10 2012-12-12 吴伯明 一种矿井疏干水的废水处理工艺
CN104163549A (zh) * 2014-08-10 2014-11-26 绍兴开源环保技术有限公司 一种蜡染印染废水的处理工艺
CN104529053A (zh) * 2014-11-28 2015-04-22 悦康药业集团安徽生物制药有限公司 一种高浓度制药废水的处理工艺
CN105417777A (zh) * 2015-12-01 2016-03-23 大连爱安沃特环境技术有限公司 污水混凝吸附沉淀分离—分离物厌氧沼气化再生处理方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴江•采尼等: "《发展中国城市污水管理-原理与工程技术》", 30 September 2008, 中国环境科学出版社 *
王仲旭等: "《污水治理技术与运行管理》", 31 January 2015, 中国环境科学出版社 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114007989A (zh) * 2019-06-14 2022-02-01 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法
CN114007989B (zh) * 2019-06-14 2023-04-14 凯米拉公司 含木材基有机材料的处理系统及其在废水处理中的用途和从废水去除溶解有机化合物的方法

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Publication number Publication date
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CA3017683A1 (en) 2017-10-19

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