CN113825726A

CN113825726A - 废气再利用

Info

Publication number: CN113825726A
Application number: CN202080031625.8A
Authority: CN
Inventors: 劳伦特·德弗朗切斯基; 沃尔特·乌廷格; G·卡朗
Original assignee: Suez Groupe SAS
Current assignee: Suez International SAS
Priority date: 2019-04-30
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2021-12-21
Also published as: EP3733614B1; EP3733614A1; WO2020221591A1

Abstract

本发明涉及用于将氧气供应至废水处理系统(1)的曝气罐(18a，18b)的方法，所述废水处理系统(1)包括：至少一个曝气罐(18a，18b)，至少供应有氧气的臭氧生成单元(11)，输出排气的臭氧化罐(12)，所述方法包括以下步骤：测量待供应至所述曝气罐(18a，18b)的所述排气中的臭氧含量，将所述测量臭氧含量与臭氧含量阈值相比较，在所述测量臭氧含量低于所述臭氧含量阈值的情况下，直接地向所述曝气罐(18a，18b)供应所述排气，或在所述测量臭氧含量等于或高于所述臭氧含量阈值的情况下，处理所述排气以降低其臭氧含量，并且向所述曝气罐(18a，18b)供应所述处理气体。

Description

废气再利用

技术领域

本发明涉及水处理的领域。本发明可涉及使用至少包含臭氧的臭氧化气体的废水处理领域。本发明还可涉及利用至少包含臭氧的臭氧化气体的饮用水生产的领域。

背景技术

根据现有技术文件US4132637已知的是从废水处理系统的臭氧化罐或臭氧化罐所输出的废气的回收。在现有技术文件中，由于从臭氧生成器所供应提供的臭氧体，臭氧化罐(或臭氧接触罐)用于处理液体流出物。臭氧生成器供应富氧气体并生成臭氧，输出到臭氧化罐。将从臭氧化罐所输出的废气传送至氧化罐(或曝气罐)，以通过生物氧化来处理其中的液体流出物。液体流出物(或废水)的处理在曝气罐和臭氧化罐中以数个步骤来执行。

本文件所公开的废水处理的缺点在于，未考虑到废气在废水处理系统中的生物影响。特别地，未考虑到操作开支(诸如能量和氧气)通过回收(或再利用)臭氧化罐中的废气(或排气)所包含的氧气以对于曝气罐进行曝气的节省，同时适应对于曝气罐的生物体进行回收以不影响曝气罐中的生物行为和以根据待处理的曝气罐内侧的污染物而优化生物行为。

发明内容

本发明旨在解决现有技术的上文所述及缺点，并且在第一方面提供了一种用于将氧气供应至水处理系统的至少一个曝气罐的方法，该方法包括：

-将包含臭氧的气体注入臭氧化罐的步骤，

-从臭氧化罐收集排气的步骤，

-测量排气中的臭氧含量的步骤，和

-将测量臭氧含量与臭氧含量阈值相比较的步骤，以及以下步骤：

-在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，直接地向至少一个曝气罐供应排气，或

-在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下，处理排气以降低其臭氧含量，和向至少一个曝气罐供应处理气体。

换句话讲，第一方面涉及一种用于将氧气供应至水处理系统的至少一个曝气罐的方法，其中

-水处理系统，包括：

-臭氧生成单元，以用于生成至少包含臭氧的气体，

-臭氧化罐，该臭氧化罐供应有由臭氧生成单元所生成的气体，该臭氧化罐布置成输出包含氧气的排气，

-至少一个曝气罐，

-供应管线，该供应管线布置于臭氧化罐和至少一个曝气罐之间以用于向将排气供应到至少一个曝气罐，

-至少一组传感器，该至少一组传感器包括布置于臭氧化罐和至少一个曝气罐之间的至少一个臭氧传感器，

-该方法包括：

-测量通过具有至少一个臭氧传感器的供应管线待供应到至少一个曝气罐的排气中的臭氧含量的第一步骤，和

-将测量臭氧含量与臭氧含量阈值相比较的第二步骤，以及以下步骤：

-在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，直接至向至少一个曝气罐供应排气，或

因为待供应至曝气罐的排气的臭氧含量在水处理系统或水处理厂的操作期间进行控制并且可调整，所以应考虑曝气罐的生物方面。这还允许降低从臭氧化反应或臭氧化罐所输出的废气或排气中的臭氧含量，以限制对于曝气罐的生物行为的影响。根据废气中的臭氧的含量或浓度，这以对于水处理操作和成本有效的方式执行，同时回收废气。

在一个实施例中，通过将臭氧破坏至排气中，可实现处理来自供应管线的排气以降低其臭氧含量的步骤。臭氧的破坏优选地为完全的，但也可为部分的。该破坏还可通过排气以另一种气体(例如，诸如氧气)的稀释来实现。臭氧生成器至少供应有氧气并且生成了包含臭氧的气体。由臭氧生成器所生成的气体也可包含氧气，因为该臭氧生成器的氧气至臭氧的转化率可为非100％的。臭氧化罐供应有由臭氧生成单元所生成(或从其所接收)的气体，以用于以臭氧处理水(或废水)。排气(或废气)为由臭氧化罐在其输出处所生成的气体。臭氧化罐布置成输出包含氧气的排气，也就是说，臭氧化罐包括例如其顶部上的(紧密)盖和该盖上的凸缘以收集由臭氧化罐所输出的气体.换句话说，臭氧化罐为用于水在其中的臭氧化处理的场所，并且这种臭氧化导致至少包含氧气的气体的输出。此类氧气可来自臭氧化处理自身，或来自臭氧生成单元并且未由臭氧化罐(完全地)消耗的过量氧气，可来自臭氧化罐中已存在的氧气，可来自待处理的水，或可来自任何其它源。

臭氧的破坏可通过排气臭氧破坏单元(VOD)或臭氧破坏单元来执行。其可为臭氧的热破坏器或化学破坏器或催化破坏器或任何合适破坏器，或其组合。热破坏器可需要至多一个小时来开始或达到额定破坏。催化破坏器可以诸如数秒或数分之一分钟的短延迟进行操作。

至少一个臭氧传感器布置成测量排气中的臭氧含量。

在另一个实施例中，用于将包含氧气的气体供应至曝气罐的供应管线还可至少包括：

-供应有氧气的臭氧生成单元，以用于供应包含氧气和臭氧的气体，

-供应有臭氧生成单元的气体的臭氧化罐。这为供应管线的另一种定义。

臭氧化罐供应有臭氧生成单元的气体，并且输出包含氧气和臭氧的气体。也就是说，在其中臭氧化罐中的臭氧化处理未完全地消耗由臭氧生成单元所生成的臭氧的情况下，臭氧化罐输出包含臭氧的排气。在这种情况下，排气包含臭氧。在臭氧泄漏的情况下，或出于任何其它原因，排气也可包含臭氧。

有利地，该方法还包括向曝气罐供应处理气体的步骤。

这允许在供应曝气罐之前调整排气成分，同时以有效方式回收排气以用于水处理，而无需将大量的臭氧传送于曝气罐中。

有利地，所述水处理系统还包括：

-臭氧破坏装置，用于破坏排出气体中的臭氧，

-设置为绕过臭氧破坏单元的旁路模块，特别是旁路模块设置在臭氧化罐下游和曝气罐上游或与臭氧破坏单元并联。

有利地，该方法还包括：

-在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，绕过用于破坏排气中臭氧的臭氧破坏单元的步骤，或

-在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下，使排气穿过臭氧破坏单元的步骤。

换句话讲，该方法还包括：

-其中从臭氧化罐所接收的气体在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下绕过臭氧破坏单元的步骤，或

-其中从臭氧化罐所接收的气体在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下穿过臭氧破坏单元的步骤，和

-将穿过旁路模块的气体供应至曝气罐。

这允许以有效方式绕过破坏或降低排气中臭氧含量的功能，以更好地控制对曝气罐的氧气供应。

通过将排气重新引导通过布置于臭氧破坏单元的入口和出口端口上的一组阀，或通过打开和关闭臭氧破坏单元以调整排气中臭氧的量，旁路功能可执行。该阀组可包括布置于臭氧破坏单元上游的一个阀，布置于臭氧破坏单元下游的一个阀，和布置成平行于臭氧破坏单元的一个阀。该旁路功能可考虑到臭氧破坏单元的上升曲线或达到额定值或的巡航破坏速度的所需时间。

有利地，该方法包括对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证的步骤，从而意味着验证臭氧化罐当前是否以从臭氧生成单元所接收的臭氧对水进行处理。

优选地，验证臭氧化罐是否正在供应气体的步骤作为初始步骤来执行，或者在执行和重复一系列步骤(形成回路)的情况下作为循环的初始步骤来执行。

这允许检查用于将氧气供应至水处理系统的至少一个曝气罐的方法的实施方式当前状态。

有利地，水处理系统还包括：

-曝气装置，以用于将包含氧气的空气供应至曝气罐，

-氧气管线，用于将氧气从臭氧生成单元的入口侧供应至旁路模块，以及

-至少一个氧气传感器。

有利地，该方法还包括：

-测量排气中氧气浓度的步骤，

-在测量氧气浓度低于氧气浓度阈值的情况下，将氧气从臭氧生成单元的入口侧供应至旁路模块的步骤，或

-在测量氧气浓度高于氧气浓度阈值的情况下，将空气从曝气装置供应至曝气罐的步骤。

有利地，测量排气中氧气浓度的步骤以至少一个氧气传感器来执行。

有利地，该方法还包括：

-将测量氧气浓度与氧气浓度阈值相比较的步骤。

有利地，氧气浓度阈值优选地为60重量％，更优选地为80重量％。

有利地，该方法还包括：

-在测量氧气浓度低于氧气浓度阈值的情况下，将氧气从氧气源供应到至少一个曝气罐的步骤，或

这允许提出一种用于将额外氧气供应至曝气罐以用于更有效水处理的方法，并且特别地允许检测臭氧化罐的顶盖上的收集区中的(大)空气泄漏。特别地根据水处理系统的管道布置，这也允许在未使用旁路模块的情况下将氧气直接地供应到至少一个曝气罐。

有利地，臭氧含量阈值优选地为2.5重量％，和更优选地为1重量％。

这允许提供更有效水处理，并且特别允许检测臭氧化罐上的不良转移和/或臭氧生成单元的不良工作。

有利地，臭氧含量阈值包括臭氧质量含量阈值和/或臭氧质量流含量阈值，该臭氧质量含量阈值优选地为2.5重量％，更优选地为1重量％。

这允许仔细地调整排气中臭氧的含量，以限制对于曝气罐的生物行为的影响。这也允许提供更有效水处理，并且特别地允许检测臭氧化罐上的不良转移和/或臭氧生成单元的不良工作。由于两个阈值(一个阈值用于臭氧质量含量并且一个用于臭氧质量流)，可执行水处理系统的指导。这些阈值可在处理期间根据客户需求进行调整，诸如待处理水的质量、水的污染、待处理污染物的种类或量。对于臭氧质量流，出于更好精度的目的，可需要联接质量流传感器和臭氧浓度传感器。

有利地，曝气罐包括至少一个溶解氧气传感器。

曝气罐中液体的溶解氧气含量可以至少一个溶解氧气传感器来测量。

有利地，该方法还包括：

-将测量溶解氧气含量与溶解氧气阈值相比较的步骤。

有利地，该方法还包括：

-测量曝气罐中液体的溶解氧气含量的步骤，和

-在测量溶解氧气含量高于溶解氧气阈值的情况下，停止排气至曝气罐的供应的步骤，或

-在测量溶解氧气含量低于溶解氧气阈值的情况下，处理该排气以降低其臭氧含量的步骤，和将处理气体供应至曝气罐。

这允许调整排气的成分以更好地指导水处理。

有利地，该方法还包括：

-在测量溶解氧气含量低于溶解氧气阈值的情况下，将排气从旁路模块供应至曝气罐的步骤，和

-在测量溶解氧气含量低于溶解氧气阈值的情况下，将氧气从臭氧生成单元的入口侧供应至旁路模块的步骤，或

-在测量溶解氧气含量低于溶解氧气阈值的情况下，将空气从曝气装置供应至向曝气罐的步骤。

这允许调整排气的成分，以更好地指导水处理，同时考虑曝气罐中的溶解氧气。

有利地，溶解氧气阈值在2小时以上的期间优选地为6mg/L，在2天以上的期间更优选地为5mg/L。

这允许调整排气的成分，同时考虑水处理的惯性。特别地，这允许考虑由于曝气罐尺寸的惯性或臭氧破坏单元的惯性(诸如在停止之后上升或升温，等等)。

有利地，曝气罐还包括至少一个氧化还原电位传感器，或一组传感器还包括至少一个氧化还原电位传感器。

曝气罐中液体的氧化还原电位可以氧化还原电位传感器来测量。

有利地，该方法还包括：

-测量曝气罐中液体的氧化还原电位值的步骤。

有利地，该方法还包括：

-将测量氧化还原电位值与氧化还原电位阈值相比较的步骤。

有利地，该方法还包括：

-在测量氧化还原电位值高于氧化还原电位阈值的情况下，停止排气至曝气罐的供应的步骤。

这允许调整排气的成分，同时考虑曝气罐的生物行为，特别地通过考虑曝气罐中液体的氧化还原电位。

有利地，水处理系统还包括至少一个质量流传感器。

臭氧质量流可以质量流传感器来测量。

有利地，该方法还包括：

-以至少一个氧气传感器测量从臭氧化罐所接收的气体中的氧气浓度，

有利地，该方法还包括：

-将测量氧气浓度与氧气阈值相比较的步骤，该氧气阈值优选地为60重量％，更优选地为80重量％，

有利地，该方法还包括：

-测量从臭氧化罐所接收的气体的质量流的步骤。

有利地，该方法还包括：

-将测量质量流与质量流阈值相比较的步骤。

有利地，该方法还包括：

-在测量氧气浓度低于氧气阈值的情况下和在从臭氧化罐所接收气体的质量流高于质量流阈值或质量流需求的情况下，将氧气从臭氧生成单元的入口侧供应至旁路模块的步骤，

-在测量氧气浓度高于氧气阈值的情况下，将空气从曝气装置供应至曝气罐的步骤。

有利地，该方法还包括：

-在测量氧化还原电位低于氧化还原电位阈值的情况下，和/或在曝气罐内侧的液体的氨浓度低于氨阈值的情况下，和/或在需要来自曝气罐的更多曝气的信息的情况下，将氧气从臭氧生成单元的入口侧供应至旁路模块，或

-在测量氧化还原电位低于氧化还原电位阈值的情况下，和/或在曝气罐内侧的液体的氨浓度低于氨阈值的情况下，和/或在需要来自曝气罐的更多曝气的信息的情况下，将空气从曝气装置供应至曝气罐的步骤。

这允许以有效方式调整对曝气罐的氧气供应。质量流需求为顾客所要求或所吸引的氧气量；取决于待处理的水、水处理系统的设计或客户的请求。换句话讲，需求可取决于生物体、曝气罐容积、温度，或任何其它合适或相关的物理、生物或化学参数。此外，这允许根据来自曝气罐的其它参数(诸如氨浓度、氧化还原电位或曝气请求或需要)而调整对曝气罐的氧气供应。从曝气罐所请求的更多曝气的信息可由SCADA(监督控制以及数据采集)来发出，该SCADA为通用术语，意指用于控制和命令系统的HMI(人机界面)。

有利地，该方法还包括：

-在测量氧气浓度高于氧气阈值的情况下和/或在从臭氧化罐所接收的气体质量流高于质量流阈值的情况下，使从臭氧化罐所接收的气体转向至大气环境的步骤。

有利地，该方法还包括：

-验证至少一个曝气罐是否需要排气的步骤，

-在至少一个曝气罐均不需要排气的情况下，在使该排气穿过臭氧破坏单元之后，将该排气释放至大气环境的步骤。

在不存在来自曝气罐运行或处理的需要或请求的情况下，这允许避免排气对于曝气罐的任何注入。特别地，通过测量溶解氧气含量、氨含量、硝酸盐含量、氧化还原电位、应用延迟、计算平均值或积分值或验证偏差，验证至少一个曝气罐是否需要排气的步骤得以进行。

本发明的第二方面为一种水处理系统，包括：

-至少一个曝气罐，

-至少一组传感器，包括至少一个臭氧传感器，

-臭氧生成单元，以用于生成至少包含臭氧的气体，

-臭氧化罐，该臭氧化罐供应有由臭氧生成单元所生成的气体，该臭氧化罐布置成输出排气，

-供应管线，该供应管线布置于臭氧化罐和至少一个曝气罐之间以用于供应待供应到至少一个曝气罐的排气，

-用于处理从曝气罐所接收的气体的器具，

-控制单元，在臭氧传感器测量等于或高于臭氧含量阈值的排气中的臭氧含量的情况下，该控制单元布置成控制用于处理气体的器具。

用于将包含氧气的气体供应至曝气罐的供应管线的另选定义在于，该供应管线至少包括：

-臭氧化罐，该臭氧化罐供应有来自臭氧生成单元的气体并且输出包含氧气和臭氧的气体，

-用于处理从臭氧化罐所接收的气体的器具。

这允许提出一种有效水处理，以实施根据第一方面的方法。

臭氧化罐布置于臭氧生成单元的下游。

有利地，水处理系统还包括：

-旁路模块，该旁路模块布置于臭氧化罐的下游和至少一个曝气罐的上游或与臭氧破坏单元平行，并且包括：

-臭氧破坏单元，以用于在供应到至少一个曝气罐之前破坏排气中的臭氧。

这允许提出配备有臭氧破坏单元的水处理系统以有效破坏或减少排气中的臭氧含量。

排气从臭氧化罐进行收集和接收，特别地由于臭氧化和管道上的(紧密)顶盖。

通过将排气重新引导通过布置于臭氧破坏单元入口端口和出口端口上的一组阀，或通过打开和关闭臭氧破坏单元以调整排气中的臭氧量，气体处理功能或旁路功能可执行。

有利地，水处理系统还包括布置成绕过臭氧破坏单元的一组阀。

该阀组可包括布置于臭氧破坏单元上游的一个阀门、布置于臭氧破坏单元下游的一个阀和布置成与臭氧破坏单元平行的一个阀。

这允许有效地绕过臭氧破坏单元，以调整排气中的臭氧含量。

有利地，水处理系统还包括控制单元，以用于实施根据第一方面的方法。

有利地，水处理系统还包括曝气装置。曝气装置布置成向曝气罐供应包含氧气的空气，供应氧气或供应至少包含氧气的任何其它气体。这可以氧气瓶、空气注射器或压缩机或任何合适装置来执行。

这允许在排气再注入的同时调整曝气罐的氧含量或浓度。

有利地，该组传感器还至少包括：

-一个氧气传感器，或

-一个溶解氧气传感器，或

-一个氧化还原电位传感器，或

-一个质量流传感器。

这允许提出具有完整组传感器的水处理系统，以更好地指导水处理系统。

附图说明

通过以下由附图示出的对本发明的特定非限制性实例的详细描述，本发明的其它特征和优点将更清楚地显现，其中：

-图1表示根据本发明的水处理系统和根据本发明的用于将氧气供应至水处理系统的曝气罐中的方法；

-图2表示连续曝气模式下根据第二实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤；

-图3表示连续曝气模式下根据第三实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤；

-图4表示间歇曝气模式下根据第四实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤；

-图5表示间歇曝气模式下根据第五实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤。

具体实施方式

图1表示水系统和用于将氧气供应至水处理系统的曝气罐中的方法。

水处理系统1包括臭氧生成单元或臭氧生成机器11、氧气源10、臭氧化罐12、一组传感器(该组传感器包括至少一个臭氧传感器13和一个氧气传感器14)、排气破坏单元或臭氧破坏单元15、两个曝气罐18a，18b、供应管线16(其布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间以用于供应待供应至曝气罐18a，18b的从臭氧化罐12所输出的排气)、旁路模块22，以及实施方法的控制单元。供应管线16包括与第一曝气罐18a连接的第一部分和与第二曝气罐18b连接的第二部分。

臭氧生成机器或臭氧生成器11包括布置成从消耗源(诸如氧气瓶、氧气批次或氧气源10)供应氧气的入口或输入，以及布置成排出包含待供应至曝气罐12的臭氧的气体的出口或输出。

臭氧生成单元11还包括至少一个电气单元、由臭氧化间隙和介电层隔开的至少两个电极，并且还可包括氧气循环泵。氧气从臭氧生成单元11的入口(通过氧气循环泵或通过气体压力或任何其它传输器具)供应至臭氧化间隙，其中允许电晕效应的放电形式的电力正在将氧气转换成臭氧，循环至臭氧生成单元11的出口。由于臭氧生成单元或臭氧生成机器11的效率不是100％，臭氧生成单元11所输出的气体至少包含氧气和臭氧。

臭氧生成单元11还可包括布置用于冷却电极的水冷回路。

在一个实施例中，电极为金属的，并且介电层包括施涂至电极的至少一者上的陶瓷涂层。

臭氧生成单元11所输出的气体注入至臭氧化罐12中，以处理臭氧化罐12内侧的水。

臭氧化罐12包括用于容纳待处理水的贮存器或保持罐，以及用于待处理水的循环的进水口12a和出水口12b。臭氧化罐12还包括收集器或紧密顶盖，以收集由臭氧化罐12所输出的排气。

排气为由于水的处理而从臭氧化罐12所发出的排气或排放气体。也就是说，由于臭氧化罐12的水处理的效率不是100％，排气包括排放气体并且包括臭氧和/或氧气。

换句话说，由于注入臭氧化罐12中的臭氧未由臭氧化罐12内侧的水完全地利用或转换，排气包括臭氧；并且由于并非所有部分氧气均溶解的事实以及由于臭氧化罐12内侧与水的化学和生物反应(或出于其它原因)，排气包括氧气。

排气还可包括其它排放气体。

如先前所解释的水处理系统1包括臭氧传感器13，以测量排气中的臭氧含量。臭氧传感器13布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间，并且优选地布置于臭氧化罐12和臭氧破坏单元15之间。

水处理系统1的传感器组还包括氧气传感器14，以测量排气中的氧气浓度。氧气传感器14布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间，并且优选地布置于臭氧化罐12和臭氧破坏单元15之间。

这些传感器还分别适合于测量臭氧质量流或氧气质量流。另选地，水处理系统1还包括臭氧质量流传感器和氧气质量流传感器，它们布置成分别测量排气中的臭氧质量流和氧气质量流。

如先前所解释的水处理系统1包括排气臭氧破坏单元或臭氧破坏单元15，其布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间。

供应管线16布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间，以用于供应带供应至曝气罐18a，18b的排气。

臭氧破坏单元15供应由得自臭氧化罐12的排气。臭氧破坏单元15通过破坏臭氧而降低排气的臭氧含量。臭氧破坏单元15可为热破坏器、化学破坏器或催化破坏器，或它们的组合。

在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，旁路模块22布置成绕过破坏单元15，并且向曝气罐18a，18b供应来自供应管线16和臭氧化罐12的排气；并且在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下，旁路模块22布置成未绕过臭氧破坏单元15(或允许排气由臭氧破坏单元15进行破坏)并且向曝气罐18a，18b供应处理排气。旁路模块22包括布置成实现旁路功能的一组阀20a、20b和20c，如下文所进一步解释。

臭氧含量阈值优选地为2.5重量％，并且更优选地为1重量％。

旁路功能可由控制单元或旁路模块22来执行。也就是说，作为实例，由于旁路模块22的阀组(该阀组手动地或自动地致动)，或者通过控制臭氧破坏单元15的停机或运行的控制单元，旁路功能可实现。

也就是说，旁路功能可由控制单元来执行，这意味着臭氧破坏单元15可根据排气中臭氧含量的测量值和与臭氧含量阈值的比较结果而打开或关闭，以破坏或未破坏排气中的臭氧。

另选地，旁路功能可由旁路模块22来执行，这意味着排气根据排气中的测量臭氧含量和与臭氧含量阈值的比较结果而传送至臭氧破坏单元15或未传送至臭氧破坏单元15。

如上文所解释的旁路模块22包括布置成实现旁路功能的阀组20a、20b和20c。

也就是说，阀20a布置于臭氧化罐12和臭氧化破坏单元15之间，以当阀22a闭合时切断排气流或避免排气流穿过臭氧破坏单元15，和当阀20a打开时，使排气穿过臭氧破坏单元15。换句话讲，阀20a布置于臭氧破坏单元15的上游。

阀20c布置成平行于臭氧破坏单元15，以当阀20a闭合并且阀20c打开时允许排气穿过阀20c以绕过臭氧破坏单元15。

阀20b布置于臭氧破坏单元15的下游，布置于臭氧破坏单元15和曝气罐18a，18b之间，以当阀20a和20b打开(并且优选地，阀20c闭合)时使由臭氧破坏单元15所处理的排气进入曝气罐18a，18b。当阀20b闭合并且阀20c打开时，这种布置避免了任何回流进入臭氧破坏单元15。当然，阀组20a、20b、20c还可包括一组止回阀以避免任何不期望回流。

水处理系统1还包括配备有阀的氧气管线17，以用于将氧气从氧气源10供应至曝气罐18a，18b，而无需穿过臭氧生成单元11、臭氧化罐12、臭氧破坏单元15和旁路模块22。换句话讲，氧气管线17将臭氧生成单元11的入口侧连接至旁路模块22和臭氧破坏单元15的输出侧，以直接地供应曝气罐18a，18b(图1中的两个罐18a，18b)。

另选地，氧气管线17将氧气源10连接至旁路模块22和破坏单元15的入口侧，以与旁路模块22和臭氧破坏单元15上游的排气进行混合。

在测量氧气浓度低于氧气浓度阈值(其优选地为60重量％，更优选地为80重量％)的情况下，氧气可从臭氧生成单元11的入口侧供应至曝气罐18a，18b。

曝气罐18a，18b配备有阀19a、19b，以用于将曝气罐18a，18b连接至旁路模块22、臭氧破坏单元15和供应管线16。

曝气罐18a，18b还配备有一组传感器21a、21b，包括溶解氧气传感器、氧化还原电位传感器和/或氨传感器和/或硝酸盐传感器，以根据测量值与曝气罐溶解氧气阈值、氧化还原电位阈值或其它操作阈值的比较结果而指导排气或由臭氧破坏单元15所处理排气的供应。

水处理系统1还包括布置于臭氧破坏单元15和曝气罐18a，18b之间的大气管线23。

当曝气罐18a，18b不需要注入排气时(由于客户要求或生物需求)，排气由臭氧破坏单元15通过破坏排气中的臭氧含量进行处理，并且该处理排气传送至大气环境以不干扰曝气罐18a，18b中的生物行为，该生物行为用于处理曝气罐18a，18b内侧的水。

水处理系统1还包括用于将包含氧气的空气直接供应于曝气罐18a，18b中的曝气装置24。

在测量氧气浓度高于氧气浓度阈值的情况下，包含氧气的空气可从曝气装置24供应至曝气罐18a，18b。

因此，总而言之，所例示的方法涉及将氧气供应至水处理系统1的曝气罐18a，18b，并且包括：

-将包含臭氧的气体注入臭氧化罐12中的步骤，包含臭氧的该气体由臭氧生成单元11来生成，

-由于顶盖(和管道)，从臭氧化罐12收集排气的步骤，

-由于布置于臭氧化罐12和曝气罐18a，18b之间的臭氧传感器13，测量排气中的臭氧含量的步骤，和

-将测量臭氧含量与臭氧含量阈值相比较的步骤，该臭氧含量阈值优选地为2.5重量％并且更优选地为1中％，以及以下步骤：

-在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，向曝气罐18a，18b直接地供应排气，或

-在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下，处理排气以降低其臭氧含量，并且向曝气罐18a，18b供应处理气体。

处理排气以降低其臭氧含量的步骤可通过以下步骤来执行：

-在测量臭氧含量低于臭氧含量阈值的情况下，绕过臭氧破坏单元15的步骤，或

-在测量臭氧含量等于或高于臭氧含量阈值的情况下，使排气穿过臭氧破坏单元15的步骤。

图2表示连续曝气模式下根据第二实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤。

在图2中，水处理系统的指导如下。

水处理系统1以连续曝气模式进行指导。

在第一种情况下，排气供应低于曝气罐18a，18b的一者或两者所需的氧气或低于曝气氧气阈值(其为曝气罐18a，18b所需的氧气质量流或氧气量)。换句话讲，曝气罐18a，18b的一者或两者需要相比于当前所供应的更多氧气，以用于正确或期望水处理。也就是说，这些步骤适用于曝气罐18a，18b的一者或两者，尤其相对于图2至图5。由于阀19a、19b，可容易手动地或自动地切换至第一曝气罐18a、第二曝气罐18或两个曝气罐18a、18。

对应于臭氧化罐是否正在供应气体(意指验证臭氧化罐12当前是否以从臭氧生成单元11所接收的臭氧对水进行处理)的验证的步骤以方框编号S0来表示。

如果对于以方框编号S0所表示的步骤的验证和对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证的回答为“是”(图2中以方框编号S1所表示)，那么存在三个另选步骤，以方框编号S10、S11和S12来表示。

对应于测量溶解氧气(由曝气罐18a，18b的溶解氧气传感器21a、21b所测量)等于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S10来表示。如果该步骤(对应于测量溶解氧气等于溶解氧气设定值或阈值的验证)的结果或状态为“是”，那么执行以方框编号S10A所表示的(动作)步骤(对应于将从臭氧化罐12所接收的完全量(100％)的排气注入至曝气罐18a，18b)因此，曝气罐18a，18b从供应管线16供应氧气。

对应于测量溶解氧气高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S11来表示。如果步骤S11(对应于测量溶解氧气高于溶解氧气设定值或阈值的验证)的结果为“是”，那么执行以方框编号S11A所表示的(动作)步骤，即排气的注入减少或停止并且过量的排气传送至臭氧破坏单元15。

对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值的验证的步骤以方框编号S12来表示。如果步骤S12(对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值的验证)的结果为“是”，那么执行方框编号S12A所表示的(动作)步骤，即，将完全量的排气传送至曝气罐18a，18b，并且空气从曝气装置24传送至曝气罐18a，18b作为补充氧气源。

如果对步骤S0(对应于曝气罐是否正在供应气体的验证)的验证的回答为“否”(以图2的方框编号S2所表示)，那么执行以方框编号S2A所表示的(动作)步骤，即，由空气曝气装置24完全提供了曝气并且氧气可经由氧气管线17从氧气源10来额外地供应。换句话讲，如果臭氧化停止，那么曝气通过空气曝气装置24来完全地提供，并且氧气可经由氧气管线17从氧气源10来额外地供应。

图3表示连续曝气模式下根据第三实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤。

水处理系统1以连续曝气模式进行指导。

在第二种情况下，排气供应高于曝气罐18a，18b所需的氧气或曝气氧气阈值(其为曝气罐18a，18b所需的氧气质量流或氧气量)。换句话讲，曝气罐18a，18b需要相比于当前供应的更少氧气，以用于正确或期望水处理。氧气需求与客户的要求和/或曝气罐的生物行为有关。

以方框编号S0所表示的步骤对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证，意味着验证臭氧化罐12当前是否正在以从臭氧生成单元11所接收的臭氧对水进行处理。

如果步骤S0(对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证)的验证的回答为“是”(图3中以方框编号S3所表示)，那么存在以方框编号S30、S31和S32所表示的三个另选步骤。

对应于测量溶解氧气(由曝气罐18a，18b的溶解氧气传感器21a、21b所测量)等于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S30来表示。如果步骤S30(对应于测量溶解氧气等于溶解氧气设定值或阈值的验证)的结果或状态为“是”，那么执行以方框编号S30A所表示的(动作)步骤，其中从臭氧化罐12所接收的完全量(100％)的排气传送至曝气罐18a，18b。因此，曝气罐18a，18b从供应管线16供应氧气。另选地，如果对应于测量溶解氧气等于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤S30的结果或状态为“是”，那么执行以方框编号S30A'所表示的(动作)步骤，该(动作)步骤包括在一定等待时间之后测量溶解氧气低于溶解氧气阈值的进一步验证；并且如果测量溶解氧气等于或低于溶解氧气阈值，那么完全量的排气供应至曝气罐18a，18b。

对应于测量溶解氧气高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S31来表示。如果步骤S31(对应于测量溶解氧气高于溶解氧气设定值或阈值的验证)的状态为“是”，那么执行由方框编号S31A所表示的(动作)步骤，即，排气注入减少或停止，并且过量的排气传送至臭氧破坏单元15。

对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值的步骤以方框编号S32来表示。如果步骤S32(对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值的验证)的状态为“是”，那么执行由方框编号S32A所表示的(动作)步骤，即，完全量的排气传送至曝气罐18a，18b，并且氧气从氧气源10传送至曝气罐18a，18b作为补充氧气源。

对应于臭氧化停止的验证的步骤以方框编号S4来表示。如果对应于臭氧化停止的验证的步骤S4的状态为“是”，那么执行由方框编号S4A所表示的(动作)步骤，其经由氧气管线17从氧气源10来供应。

图4表示间歇曝气模式下根据第四实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤。

水处理系统1以间歇曝气模式进行指导。

水处理系统1还包括安装于曝气罐18a，18b中的鼓风机，以搅动曝气罐18a，18b内侧的水并且将氧气带至曝气罐18a，18b内侧。

在第三种情况下，排气供应低于曝气罐18a，18b所需的氧气或曝气氧气阈值(其为曝气罐18a，18b所需的氧气质量流或氧气量)。换句话说，曝气罐18a，18b需要相比于当前供应的更多氧气，以用于正确或期望水处理。

方框编号S0表示对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证的步骤，意味着验证臭氧化罐12当前是否正在以从臭氧生成单元11所接收的臭氧对水进行处理。

如果步骤S0(对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证)的验证的回答为“是”(以图4中方框编号S5所表示)，那么存在以方框编号S51和S52所表示的两个另选步骤。

对应于曝气“打开”的验证的步骤以方框编号S51来表示。这意味着对其执行步骤的曝气罐18a，18b之一的曝气或排气或氧气或空气的供应为“打开”或期望的。

如果步骤S51(对应于曝气“打开”的验证)的结果或状态为“是”，那么存在以方框编号S511和S512所表示的两个另选步骤。

对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S511来表示。如果对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤S511的状态为“是”，那么存在以方框编号S5111和S5112所表示的两个另选步骤。

对应于从开始点(例如，曝气罐18a，18b中的处理开始)运行的时间低于时间阈值的验证的步骤以方框编号S5111来表示。

如果其低于时间阈值，那么执行以方框编号S5111A所表示的(动作)步骤，即，启动排气至曝气罐18a，18b的完全注入(100％)。

对应于从开始点运行的时间高于时间阈值的验证的步骤以方框编号S5112来表示。

如果其高于时间阈值，那么执行以方框编号S5112A所表示的(动作)步骤，即，排气至曝气罐18a，18b的完全注入(100％)以及曝气罐18a，18b以曝气装置24的曝气。

对应于测量溶解氧气等于或高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S512来表示。如果对应于测量溶解氧气等于或高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤S512的状态为“是”，那么执行以方框编号S512A所表示的(动作)步骤，即，排气至曝气罐18a，18b的注入，其中过量的排气传送至臭氧破坏单元15，激活曝气罐18a，18b中的鼓风机以及调整至期望溶解氧气。

对应于曝气“关闭”的验证的步骤以方框编号S52来表示。这意味着对其执行这些步骤的曝气罐18a，18b之一的曝气或排气或氧气或空气的供应为“关闭”或非期望的。

如果步骤S52(对应于曝气“关闭”的验证)的状态为“是”，那么执行以方框编号S52A所表示的(动作)步骤，即，鼓风机停机并且排气的注入转移至需进行曝气的另一曝气罐18a，18b。

对应于臭氧化停止的验证的步骤以方框编号S6.来表示。如果臭氧化停止，那么执行以方框编号S6A所表示的(动作)步骤，即，曝气经由氧气管线17从氧气源10来完全地提供。

图5表示间歇曝气模式下根据第五实施例的用于将氧气供应至曝气罐中的方法的步骤。

水处理系统1以间歇曝气模式进行指导。

水处理系统1还包括安装于曝气罐18a，18b中的鼓风机，以搅动曝气罐18a，18b内侧的水。

在第四种情况下，排气供应高于曝气罐18a，18b所需的氧气或曝气氧阈值(其为曝气罐18a，18b所需的氧气质量流或氧气量)。换句话讲，曝气罐18a，18b需要相比于当前供应的更少氧气，以用于正确或期望水处理。

如果步骤S0(对应于臭氧化罐是否正在供应气体的验证)的验证的回答为“是”(以图5中方框编号S7所表示)，那么存在以方框编号S71和S72所表示的两个另选步骤。

对应于曝气“打开”的验证的步骤以方框编号S71来表示，意味着对其执行这些步骤的曝气罐18a，18b之一的曝气或氧气或空气的供应为“打开”或期望的。

如果步骤S71(对应于曝气“打开”的验证)的结果或状态为“是”，那么存在以方框编号S711和S712所表示的两个另选步骤。

对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S711来表示。如果对应于测量溶解氧气低于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤S711的结果或状态为“是”，那么存在以方框编号S7111和S7112所表示的两个另选步骤。

对应于从开始点(例如，曝气罐18a，18b中的处理开始)运行的时间低于第二时间阈值的验证的步骤以方框编号S7111来表示。

如果其低于第二时间阈值，那么执行以方框编号S7111A所表示的(动作)步骤，即，启动排气至曝气罐18a，18b的排气的完全注入(100％)。

对应于从开始点运行的时间高于第二时间阈值的验证的步骤以方框编号S7112来表示。如果其高于第二时间阈值，那么执行以方框编号S7112A所表示的(动作)步骤，即，排气至曝气罐18a，18b的完全注入(100％)以及曝气罐18a，18b以曝气装置24的曝气。

对应于测量溶解氧气等于或高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤以方框编号S712来表示。

如果对应于测量溶解氧气等于或高于溶解氧气设定值或阈值的验证的步骤S712的结果或状态为“是”，那么执行以方框编号S712A所表示的(动作)步骤，即，排气至曝气罐18a，18b的注入，其中过量的排气传送至臭氧破坏单元15，激活曝气罐18a，18b中的鼓风机并且调整至期望溶解氧气。

对应于曝气“关闭”的验证的步骤以方框编号S72来表示。这意味着对其执行这些步骤的曝气罐18a，18b之一的曝气或排气或氧气或空气的供应为“关闭”或非期望的。

如果步骤S72(对应于曝气“关闭”的验证)的状态为“是”，那么执行以方框编号S72A所表示的(动作)步骤，即，鼓风机停机并且排气的注入转移至需进行曝气的曝气罐18a，18b的另一曝气罐18a，18b。

对应于臭氧化停止的验证的步骤以方框编号S8来表示。如果对应于臭氧化停止的验证的步骤S8的状态为“是”，那么执行以方框编号S8A所表示的(动作)步骤，即，曝气经由氧气管线17或曝气装置24从氧气源10来完全地提供。

当然，应理解，对于本领域技术人员而言，可以实施仍在如所附权利要求所限定的本发明的范围内的明显改进和/或修改。

特别地，其指代用于将氧气供应至水处理系统的曝气罐的方法的所有步骤的组合。

此外，当然应理解，这些步骤可应用于曝气罐的一者或另一者，或同时应用于两者。此外，水系统可包括两个以上的曝气罐18a，18b。

Claims

1.用于将氧气供应至水处理系统(1)的至少一个曝气罐(18a，18b)的方法，所述方法包括：

-将包含臭氧的气体注入臭氧化罐(12)的步骤，

-从所述臭氧化罐(12)收集排气的步骤，

-测量所述排气中的臭氧含量的步骤，以及

-将所述测量臭氧含量与所述臭氧含量阈值相比较的步骤，以及以下步骤：

-在所述测量臭氧含量低于所述臭氧含量阈值的情况下，直接地向所述至少一个曝气罐(18a，18b)供应所述排气，或

-在所述测量臭氧含量等于或高于所述臭氧含量阈值的情况下，处理所述排气以降低其臭氧含量，并且向所述至少一个曝气罐(18a，18b)供应所述处理气体。

2.根据前述权利要求所述的方法，还包括：

-在所述测量臭氧含量低于所述臭氧含量阈值的情况下，绕过臭氧破坏单元(15)以用于破坏所述排气中的臭氧的步骤，或

-在所述测量臭氧含量等于或高于所述臭氧含量阈值的情况下，使所述排气穿过所述臭氧破坏单元(15)的步骤。

3.根据前述权利要求的方法，还包括：

-测量所述排气中的氧气浓度的步骤，

-将所述测量氧气浓度与氧气浓度阈值相比较的步骤，所述氧气浓度阈值优选地为60重量％并且更优选地为80重量％，

-在所述测量氧气浓度低于所述氧气浓度阈值的情况下，将氧气从氧气源(10)供应至所述至少一个曝气罐(18a，18b)的步骤，或

-在所述测量氧气浓度高于所述氧气浓度阈值的情况下，将空气从曝气装置(24)供应至曝气罐(18a，18b)的步骤。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述臭氧含量阈值优选地为2.5重量％，并且更优选地为1重量％。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

-测量所述曝气罐(18a，18b)的液体中的溶解氧气含量的步骤，和

-在所述测量溶解氧气含量高于溶解氧气阈值的情况下，停止所述排气至所述曝气罐(18a，18b)的供应的步骤。

6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，还包括：

-在测量溶解氧气含量低于溶解氧气阈值的情况下，将所述排气从旁路模块(22)供应至所述曝气罐(18a，18b)的步骤，和

-在所述测量溶解氧气含量低于所述溶解氧气阈值的情况下，将氧气从所述臭氧生成单元(11)的入口侧供应至所述旁路模块(22)的步骤，或

-在所述测量溶解氧气含量低于所述溶解氧气阈值的情况下，将空气从曝气装置(24)供应至所述曝气罐的步骤。

7.根据权利要求5至6中任一项所述的方法，其中所述溶解氧气阈值在2小时以上的期间优选地为6mg/L，在2天以上的期间更优选地为5mg/L。

8.一种水处理系统，包括：

-至少一个曝气罐(18a，18b)，

-至少一组传感器，所述至少一组传感器包括至少一个臭氧传感器(13)，

-臭氧生成单元(11)，以用于生成至少包含臭氧的气体，

-臭氧化罐(12)，所述臭氧化罐(12)供应有由所述臭氧生成单元(11)所生成的所述气体，所述臭氧化罐(12)布置成输出排气，

-供应管线(16)，所述供应管线(16)布置于所述臭氧化罐(12)和所述至少一个曝气罐(18a，18b)之间，用于供应待供应至所述至少一个曝气罐(18a，18b)的所述排气，

-用于处理从所述臭氧化罐(12)所接收的气体的器具，

-控制单元，所述控制单元布置成在所述臭氧传感器测量等于或高于臭氧含量阈值的排气中的臭氧含量的情况下控制用于处理气体的所述器具。

9.根据前述权利要求所述的水处理系统，还包括：

-旁路模块(22)，所述旁路模块(22)布置于所述臭氧化罐(12)下游和所述至少一个曝气罐(18a，18b)上游，

-臭氧破坏单元(15)，以用于供应至所述至少一个曝气罐(18a，18b)之前破坏所述排气中的臭氧。

10.根据前述权利要求所述的水处理系统，还包括：

-一组阀，所述阀组布置成绕过所述臭氧破坏单元(15)，

-曝气装置(24)，

所述组传感器还至少包括：

-一个氧气传感器，或

-一个溶解氧气传感器，或

-一个氧化还原电位传感器，或

-一个质量流传感器。