CN1761625A - 用于减少在污水流中还原溶解的和/或大气硫化物的硝酸盐用量的装置和方法 - Google Patents

用于减少在污水流中还原溶解的和/或大气硫化物的硝酸盐用量的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种用于处理污水流的装置和方法，通过分别地或以混合物的形式添加足够数量的硝酸盐化合物和碱性物质，在添加物的下游得到的大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度比添加之前的污水流中的大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度低。通过在硝酸盐化合物中添加碱性物质，与无碱性物质的硝酸盐的理论上需要加入的用量相比，加入碱性物质的硝酸盐化合物的用量至少减少10％，就可以使污水流中大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度达到相对低的浓度。

Description

用于减少在污水流中还原溶解的和/或大气硫化物的 硝酸盐用量的装置和方法
发明背景
技术领域
本发明涉及的处理过程和系统通过添加硝酸根离子有效去除污水中溶解的硫化氢(例如排污系统、市政污水处理设备、工业污水以及类似污水)。更加特别的是，通过本申请涉及的处理过程和系统，用于还原在这样的污水中溶解的硫化物的硝酸盐用量比仅仅使用硝酸盐处理时的用量少。
背景技术
众所周知，在下水道中加入硝酸盐或亚硝酸盐，和/或蒽醌(烟华石)，可以通过厌氧细菌的作用抑制溶解的硫化物的结构。关于这一点，参考美国第3,300,404；4,446,031；4,681,687；5,386,842；以及5,500,368号专利(申请文件的全部内容作为引述明确并入本文)。
最近，有人提议通过美国专利第37,181号和第36,651号(申请文件的全部内容作为引述明确并入本文)的公共知识，在污水系统、废物处理设备和其他含有溶解的硫化物的工业废物应用中加入硝酸盐添加物，典型的例如硝酸盐水溶液，将会导致清除或实质性地减少硫化物，同时清除带有含硫化合物的轻微气味。同样众所周知的是，通过添加碱性物质(例如氢氧化钠，氢氧化钙)可以显著地提高污水流的PH值(例如大于10)并导致有效地降低产生溶解的硫化物的细菌活性。
不足的是，污水中PH值的显著提高不利于污水处理设备的有效操作。碱性物质同样引起溶解的硫化物的平衡转变，以致于更多不稳定的溶解的硫化氢(H2S)转变为稳定的硫离子(S2-)，因此抑制了硫化氢气体的释放。然而，硫化氢仍然可以在下游被除去(例如被释放到大气中)，当未经处理的额外流体与碱处理的污水进行混合，从而降低污水的PH值，并且稳定的硫离子又转变回不稳定的溶解的硫化氢。结果是，在如此高的PH值条件下，操作污水系统时不能特别考虑连续的得到满意的气味控制。
发明内容
现在已经发现少量的添加碱性物质在理论上足以提高污水PH值典型地达到7.5或者9，令人吃惊的结果是，，无论以何种形式必须加入到污水流中以显著减少或清除位于添加处的下游的溶解的硫化物的硝酸盐化合物的数量，与缺少碱性物质共同添加物的硝酸盐化合物的用量相比，至少减少10％(典型的是在20％-50％之间)。结果是，本发明的过程实质性地减少了所必需的硝酸盐化合物的剂量得到污水流中溶解的硫化物的实质性的减少，并且因此以足够少的硝酸盐消耗提供满意的气味控制。
根据本发明这个特别的更加优选的实施例，与添加硝酸盐化合物和碱性物质之前的污水流中大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度相比，添加足够数量的硝酸盐化合物和碱性物质用以降低至少10％的污水流中大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度，更加典型是大约20％，最典型是至少50％，。所取得的大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度的降低依赖于应用本发明的污水收集和处理系统的各种环境的考虑因素。因此，在某些条件下，根据本发明，通过添加硝酸盐和碱性物质的添加物实质性地清除污水流中大气硫化氢和溶解的硫化物的方法是可行的。
依据本发明的一个方面，提供了污水流处理的方法。其中的一个实施例中，该方法主要由以下两个步骤组成：步骤(a)在污水流的第一位置，加入足够数量的硝酸盐化合物到污水流中以降低第一位置下游的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想的浓度，以及步骤(b)在污水流的第二位置，加入主要由碱性物质组成的化合物到污水流中以减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
根据本发明的另一个实施例，提供在污水处理系统中使用的方法，该方法是在污水流的第一位置加入一定数量的硝酸盐化合物到污水流中以降低第一位置下游的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想的浓度。该方法主要包括：在污水流的第二位置，加入一定数量的主要由碱性物质组成的化合物到污水流中以减少通常用于降低至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想的浓度的硝酸盐化合物的用量。
根据本发明的另一个实施例，提供了污水流处理的方法。方法包括在污水流第一位置加入硝酸盐化合物，在污水流第二位置加入碱性物质的步骤；检测至少大气硫化氢、溶解的硫化物、PH值以及在污水流下游的第一和第二位置的残余硝酸盐量的含量；对应于检测步骤调整至少加入到污水流中的硝酸盐化合物和碱性物质之一的数量。有利的是，一个以上前面描述的实施例的前述步骤是手工操作的，例如由操作人员或计算机执行。
根据本发明的另一方面，提供了污水处理系统。污水处理系统包括与污水流动连接的硝酸盐源，与污水流动连接的碱性物质源，以及至少一个安装在污水下游的硝酸盐源和碱性物质源的传感器，传感器用于测量至少大气硫化氢，溶解的硫化物，PH值以及硝酸盐源和碱性物质源下游的残余硝酸盐之一的含量。污水处理系统进一步包括对应于测量至少大气硫化氢、溶解的硫化物、PH值以及硝酸盐源和碱性物质源的下游残余硝酸盐之一的含量的装置，该装置用于减少需要加入到污水中的硝酸盐和/或碱性物质的数量，加入的硝酸盐和/或碱性物质用于降低硝酸盐源和碱性物质源下游的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一到含量达到理想的含量。
根据本发明的另一方面，提供了计算机可读媒介。计算机可读媒介编入程序，在程序运行于计算机的处理器时，实施处理污水流的方法，步骤包括在污水流第一位置加入硝酸盐化合物，在污水流第二位置加入碱性物质，检测至少大气硫化氢、溶解的硫化物，PH值以及在污水流下游的第一和第二位置的残余硝酸盐量之一的含量，并且调整对应于检测步骤的加入污水流中的至少硝酸盐化合物和碱性物质之一的数量。
有利的是，本发明的实施例允许实质的减少加入污水流中用于抑制和/或减少大气硫化氢和溶解的硫化物的硝酸盐化合物的数量，不用考虑碱性物质是单独加入或者是与硝酸盐化合物混合加入污水流中。对应地，本发明的实施例可以适用于现有的污水处理设备和系统，以及计划中未来使用的污水处理设备。
附图说明
所附权利要求详细说明本发明了。本发明的前述的和进一步的优点可以通过以下结合附图的详细描述更好地理解，附图中相似的参考数字表明同样或者相似的装置。
在附图中，
附图1展示可以实施本发明的各种实施例的普通计算机系统；
附图2举例说明附图1中计算机中使用的存储系统；
附图3举例说明对应本发明的一个实施例的污水处理系统；
附图4举例说明对应本发明的另一个实施例的污水处理系统；
附图5举例说明污水处理系统的布局，并从中收集确定的试验数据；以及
附图6中的流程图，用于说明对应本发明的另一个实施例的污水处理过程。
术语的定义
本文所使用的术语“污水”是指来自市政、油田和工业作业的包括硫-还原细菌和脱氮细菌的水源，由于硫-还原细菌的生长和活动，污水容易受到影响而产生生物硫化氢(H2S)。水源包括来自市政使用水、石油和天然气开采作业用水、在油田注水作业中使用的海水、来自化学和生物化学处理以及纸张和纸浆作业的工业废水、生物固体处理应用水，以及工业热传递作业中使用的水。
本文所使用的术语“污水流”是指流动污水，典型的是通过管道或通过一个或多个泵或提升站相互连接的管道系统，但是同样指存储在时间上分开的两个点之间的收集容器里的污水，例如储水池。
本文所使用的术语“污水处理系统”和“污水处理设备”指任何污水收集和/或处理系统或设备，在这些系统或设备中污水经过处理或加工、抑制、去除或减少污水中不需要的成分。
本文所使用的术语“投放点”是指在污水流中投放硝酸盐化合物或硝酸盐化合物和碱性物质的混合物的地点。
本文所使用的术语“试验点”是指在污水流中测量基础传感器数据的地点(例如PH值，溶解的硫化物浓度，大气硫化氢的浓度，残留硝酸盐浓度等)。为方便，试验点经常与投放点安装在同一位置。
本文所使用的术语“监控点”是在污水流投放点的下游对经过处理的污水流测量传感器数据(例如，PH值，溶解的硫化物的浓度，大气硫化氢的浓度，残留硝酸盐浓度等)的地点。
本文所使用的术语“控制点”是指污水流投放点的下游建立经过处理的污水流的标准(例如，大气硫化氢，溶解的硫化物和残留硝酸盐的含量)的地点。控制点经常和其中一个监控点安装在同一位置。
本文所使用的术语“点”既是空间意义上的又是时间意义上的。特别的是对于流程很长的污水流，例如流经管道的污水流，术语“点”是指沿该距离或管道定位。对于存储在收集容器里的污水流，术语“点”是时间意义上的，两个不同的点在时间上分开，但在空间上不是必需分开的。
本文所使用的术语“滞留时间”是指投放点和监控点之间的时间，或者存储在收集容器里的污水流，是指容器容积更新的时间。
本文所使用的术语“多数”是指两个或更多。
本文以及说明书或权利要求中使用的术语“包括，包含”，“包括”，“带有”，“有”，“包含”，“使...卷入”以及类似术语应做开放型限定的理解，例如“包括但不限于”。个别的翻译措辞“由......组成，构成”和“基本上由......构成”是封闭的或半封闭的翻译措辞，例如对于权利要求的提出，美国专利局专利审查程序(英国原版2001年8月)2111.03部分。
详细说明
附图3举例说明对应于本发明的一个实施例的污水处理系统。如附图3所示，污水处理系统300包括输送管或管道310，通过这些管道污水流流入指定方向。多个上游传感器330安装在流体中(例如液体或/和气体)，传感器330在投放点304上游的试验点302与引入的污水流流动连接，在试验点302加入例如硝酸盐化合物和碱性物质的控硫化合物。多个下游传感器340安装在投放点304下流的监控点306的流体中与污水流流动连接。多个上游和下游传感器330，340电连接到控制器320，控制器320通过传感器提供的测量信号调整在投放点304的引入的污水流中加入的硝酸盐化合物和/或碱性物质的数量。例如，在上游和下游传感器330，340提供的污水流参数的基础上，控制器320调整加入到污水流中的硝酸盐化合物、碱性物质或者两者的混合物的数量和/或速度，以下结合附图6再做进一步讨论。
尽管，附图3中展示的大多数上游传感器330安装在投放点304上游一段距离的位置，较理想的是，本发明没有如此限制。例如，污水流的通道是受限制的，上游传感器330和投放点304实体上安装在同一位置，在这一位置向污水流加入控硫化合物。而且，较理想的是，在污水流中不同位置安装一个以上的上游传感器330。相似地，尽管如图所示下游传感器340安装在投放点304下游的合适位置，传感器安装位置的改变取决于是否便于接近污水流，以及污水流的流速和污水流中硫化物含量等因素。虽然附图3中只有一个监控点306，但较理想的是，如附图6的实例所示：在合适的位置增加监控点，以下进行详细讨论。
一般来说，投放点和监控点之间的距离应当是在污水流的特别流速时，提供足够的时间(术语“滞留时间”)促使污水流中的微生物发生生物化学反应将硝酸盐化合物还原为氮气。滞留时间的变化取决于未经处理的污水流中硫化物的含量，以及引入的污水流的温度和PH值。申请人发现滞留时间至少为15分钟；更加优选的是，更多的时间如至少30分钟；或者至少一个小时，通过生物化学还原硝酸盐的处理过程，一般一个小时的时间足够允许适当降低污水流中硫化物的含量，更多的时间仍然是优选的。在实例3中(以下做详细论述)，投放点和监控点的合适的距离是1英里，对应滞留时间是大约90分钟，足够导致投放点下游的大气硫化氢和溶解的硫化物含量的显著降低。
较理想的是，在其他的污水流处理系统中也可以适用，就试验点302与投放点304和监控点306之间空间距离而言，可能没有间隔。例如，在污水处理系统中未经处理的污水先存储在收集容器中，然后处理和释放(例如生物固体处理应用)，试验点302，投放点304，以及监控点306在空间上是一致的，但时间上是分开的。当然，在此类型的污水处理系统中，上游和下游的传感器是同一种物理类型的传感器，但通常用于在不同时间段测量污水参数，例如在投放控制硫和/或还原硫的化合物之前或之后的时间。
多个上游传感器330包括用于测量引入的污水流的PH值的传感器，用于测量引入的污水流中液态硫化物的含量或浓度的传感器，用于测量污水流中大气硫化氢的含量或浓度的传感器，或者一个或更多类似的传感器的组合。另外，上游传感器可能包括：例如用于测量引入的污水流温度的温度传感器，和/或用于测量引入的污水流的流速的转换传感器。一般来说，多个上游传感器330将包括用于测量引入的污水流的PH值的传感器和用于测量引入的污水流中液态硫化物含量的传感器，尽管可能提供其他优选的附加传感器。
多个下游传感器340可能包括与安装在试验点302的传感器相似的传感器。优选的是，多个下游传感器340包括用于测量经过处理的污水流中液态硫化物的含量或浓度的传感器，用于测量经过处理的污水流中大气硫化氢的含量或浓度的传感器，用于测量经过处理的污水流中硝酸盐残留物的数量传感器。另外提供例如PH值传感器，温度传感器，或一个或更多类似的传感器的组合。
如附图3所示，多个上游和下游传感器330，340中的每一个电连接到控制器320，可能是普通计算机系统例如个人电脑或工作站。控制器320的输入端322接收来自每组中大多数上游传感器330的信号，控制器320的输入端324接收来自每组中大多数下游传感器340的信号。在至少部分来自上游和下游传感器信号的基础上，控制器320确定当前的碱性物质和硝酸盐化合物的投入比例是否最佳，如果不是做相应调整。
尽管在附图3中描述的来自上游和下游的传感器信号通过一条电线传送到控制器320，较理想的是，本发明没有如此限制。例如，来自上游和下游的传感器信号可以选择通过独立的电线传送到控制器320，一条电线对应一个传感器，而不是如附图3中描述的多路连接。进一步，如果控制器320不能直接利用上游或下游的传感器提供的信号，那么提供适当的信号转换设备(未显示)。由于本领域内普通技术人员可以很好的理解传感器信号与控制器之间的连接，所以本文省略详细的描述。
硝酸盐化合物源350是通过计量阀和/或泵355流动地连接到输送管或管道310，同时碱性物质源360是通过计量阀和/或泵365流动地连接到输送管或管道310。如附图6的进一步描述，在至少部分来自上游和下游传感器330，340提供的测量值的基础上，每一个计量阀/泵接收来自控制器320的独立控制信号，以确定加入污水流的硝酸盐化合物或碱性物质的速率和/或数量。特别的是，计量阀和/或泵355接收来自控制器320的输出端326的控制信号，计量阀和/或泵365接收来自控制器320的输出端328的独立控制信号。
根据本发明的一个实施例，单一源提供硝酸盐化合物和碱性物质，硝酸盐化合物优选的是包括硝酸钙，碱性物质优选的是包括氢氧化钠。尽管可以选择使用其他种类的硝酸盐化合物例如硝酸钾和硝酸钠。在溶液中硝酸钙(大约3.5磅/加仑)提供的硝酸根的氧是例如硝酸钠(大约2磅/加仑)的两倍，因此，减少硝酸盐化合物的运输和存储费用。相似地，尽管可以使用其他类型的碱性物质，例如氢氧化钙或氢氧化钾，但是由于便于利用而且相对便宜，氢氧化钠溶液一般作为优选的碱性物质源。
加入到引入的污水流的硝酸盐化合物和碱性物质的相对数量当然是取决于引入的污水流的参数(例如，引入的污水流的温度和PH值，以及引入的污水流的大气硫化氢和溶解的硫化物的含量)，以及经过处理的污水流的理想标准(例如，在控制点经过处理的污水流中大气硫化氢和溶解的硫化物的含量。)但是，对于大多数污水流，申请人根据实践经验确定了硝酸盐化合物数量和碱性物质数量的摩尔比例大约在0.5-1之间，当硝酸盐化合物数量的与碱性物质数量的摩尔比例大约在2-1之间时，足以实质性地降低或清除在经过处理的污水流中的大气硫化氢和溶解的硫化物。
由于提供硝酸盐化合物和碱性物质的源是独立的，污水处理系统300可以最优化地满足引入的污水流的处理要求。例如，引入的污水流的日期，数量，速率，和/或加入硝酸盐化合物和/或碱性物质的时间等参数显著变化，参数可能彼此独立地变化使经过处理的污水流中大气硫化氢和液态硫化物的含量达到理想的含量。这样的高效配置系统对于大型的污水处理设备提供了经济地保证，其中的原材料消耗(硝酸盐化合物和碱性物质)形成运作费用的实质部分。
附图4举例说明本发明的另一个实施例。附图4展示的污水处理系统400与附图3展示的污水处理系统300相似，其中包括污水流经的液体输送管或管道410，多个上游传感器430安装在流体中(例如液体和/或气体)在试验点或试验位置402与引入的污水流相连接，多个下游传感器440安装在流体中在监控点或监控位置406与引入的污水流相连接，控制器420与大多数上游和下游传感器430，440电连接。在前述实施例的描述中，同样提供附加的监控点(未显示)。
然而，与附图3展示的污水处理系统300相比，污水处理系统400仅仅包括一个对应于本发明的实施例的单一的控硫化合物源455，该源包括硝酸盐化合物和碱性物质的混合物。附图4展示的污水处理系统更加适用于小型污水处理设备，其中的原材料耗费明显减少，或者独立的存储设备不可行的。
单一的控硫化合物源455在投放点404通过计量阀和/或泵475与污水流流动连接。在至少部分来自上游和下游传感器测量到的污水流参数的基础上，控制器420调整在投放点404加入污水流中的硝酸盐化合物和碱性物质的混合物数量和/或速率。例如，引入的污水流中硫化物的含量，以及前面在监控点的大气硫化氢和/或液态硫化物的含量的测得的水平高于预期，可以在引入的污水流中加入额外数量的硝酸盐化合物和碱性物质混合物。
正如前面描述的实施例中，多个上游传感器430可能包括：用于测量引入的污水流的PH值的传感器，用于测量引入的污水流中液态硫化物的含量或浓度的传感器，用于测量污水流中大气硫化氢的含量或浓度的传感器，或者一个或更多类似的传感器的组合。另外，上游传感器可能包括例如，用于测量引入的污水流温度的温度传感器，和/或用于测量引入的污水流的流速的转换传感器，等等。正如前面的实施例中，多个上游传感器430一般包括用于测量引入的污水流的PH值的传感器和用于测量引入的污水流中液态硫化物的含量传感器，尽管优选的是提供其他额外的传感器。正如前面的实施例，与其他的传感器相比一个以上的多个上游传感器430可以安装在污水流中的不同位置。
多个下游的传感器440一般包括与附图3中描述实施例的传感器相似的传感器。优选的是，大多数下游的传感器440包括：用于测量经过处理的污水流的液态硫化物的浓度或含量的传感器，用于测量经过处理的污水流的大气硫化氢的浓度或含量的传感器。较理想的是，由于硝酸盐化合物和碱性物质数量不能彼此独立改变，所以用于测量经过处理的污水流的硝酸盐残留物的传感器可以不用提供或省却。另外提供例如PH值传感器，温度传感器，或一个或更多类似的传感器的组合。
依据本发明的一个实施例，硝酸盐化合物和碱性物质混合在一起并由一个结合的源提供，优选的硝酸盐化合物包括硝酸钠，优选的碱性物质包括氢氧化钠。尽管可以选用其他类型的硝酸盐化合物，例如硝酸钙或硝酸钾，但是申请人根据经验确定：在大约华氏22度的条件下，与浓度为50％的碱性物质和水的腐蚀性溶液混合时硝酸钠在溶液中是稳定的。这与硝酸钙(形成氢氧化钙的沉淀物)与氢氧化钠的腐蚀性溶液混合形成对比。而且，硝酸钠可以方便经济地获得，并且费用低于其他种类的硝酸盐化合物。尽管可以使用其他种类的碱性物质，但是由于可以方便经济地获得，所以氢氧化钠再次优选为碱性物质的源。
混合物中硝酸盐化合物和碱性物质的相对数量可以根据引入的污水流的参数和处理污水流的理想标准而再次改变，在解释附图3时已经讨论过。然而，对于大多数污水流，申请人根据实践经验确定了硝酸盐化合物数量和碱性物质数量的摩尔比例大约在0.5-1之间，当硝酸盐化合物数量的与碱性物质数量的摩尔比例大约在2-1之间时，足以实质性地降低或清除在经过处理的污水流中的大气硫化氢和溶解的硫化物。
由于污水处理系统400包括硝酸盐化合物和碱性物质的结合源，该源非常适合小型的污水处理设备，其中原材料(例如硝酸盐化合物和碱性物质)的费用不构成运作费用中可估算的部分。但较理想的是，污水处理系统400可以适用于大型设备中，该设备的系统比较简单而且污水流的参数变化不明显，或者没有提出或要求具有控硫化合物的单一源(例如对现有的污水处理系统进行翻新改进)。
正如上面的讨论，附图3和附图4中的污水处理系统300和污水处理系统400分别包括接收来自上游和下游传感器信号的控制器320、420，至少部分在那些信号的基础上，控制器调整加入到污水流中的硝酸盐化合物的数量。本领域内的普通技术人员所理解的是：信息而不是来自上游和下游传感器的信号影响控制器320、420的操作。例如，引入的污水流的参数比如流速、PH值、大气硫化氢和溶解的硫化物的含量经常周期性地改变(例如一周中按天，一天中按时间等)，控制器使用这些反映引入的污水流参数的历史数据预测未来的参数。相应地，尽管所描述的控制器的操作与接收到的来自上游和下游传感器的控制信号相关，较理想的是，还应当考虑其他信息。
依据本发明的一个实施例，通过计算机系统完成控制器320、420的执行。计算机系统可以是普通计算机例如，在IntelPENTIUM-type处理器，a Motoroal PowerPC处理器，a Sun UltraSPARC处理器，a Hewlett-Packard PA-RISC处理器，或者其他类型的处理器基础上的计算机。可供选择的是，计算机系统可以包括专门的程序、特殊目的的硬件，例如，特定用途集成电路。附图1描述了普通计算机系统的一个操作控制器320、420的执行的实例。
计算机系统100一般包括处理器103，处理器与一个以上的存储器104相连接的，例如磁盘驱动存储器，随机存储器或其他用于存储数据的装置。存储器104通常用于在操作计算机系统100期间存储程序和数据。例如，存储器104在一段时间内存储与引入的污水流的参数相关的历史数据，以及当前传感器测量的数据。软件包括执行本发明的实施例的程序编码，软件一般存储在计算机中可读和/或可写的稳定的记录媒介(在附图2中进一步讨论)，然后复制到存储器104中，并由处理器103运行软件。可以使用任何一种编程语言例如Java，Visual Basic，C，C#或者C++，Fortran，Pascal，Eiffel，Basic，COBAL或将它们合并使用。
计算机系统的各部件通过互连机构105连接，部件包括一条以上的总线(例如在集成在同一机构里的各部件之间)和/或网络(例如存在于互相独立的机构的各部件之间)。相互连接的结构促进系统100的各部件之间的信息交流(例如数据，指令)。
计算机系统100还包括一个以上的输入装置102，例如，键盘、鼠标、磁球、扩音器、触摸屏，以及一个以上的输出装置101，例如，打印装置、显示器或扬声器。另外，计算机系统100包括一个以上的连接计算机系统100和通讯网络(网络的另一个选择是由一个或更多的计算机系统100形成的网络)的界面(未显示)。
根据本发明的一个实施例，一个以上的输入装置102可以包括用于测量引入的污水流和经过处理的污水流参数的传感器(例如附图3和附图4中的上游和下游传感器)，一个以上的输出装置101包括附图3中计量阀和/或泵355、365，或附图4中计量阀和/或泵475。可供选择的是，上游传感器、下游传感器、计量阀和/或泵，或者所有可以连接到通讯网络的部件有效地与计算机系统100连结。例如，可以把上游传感器330，430配置为直接与计算机系统100连接的输入装置，可以把计量阀和/或泵355和365，或475配置为直接与计算机系统100连接的输出装置，多个下游传感器连结到其他计算机系统或部件，通过通讯网络与计算机系统100交流。这样的配置允许下游传感器安装在离上游传感器足够远的位置，并且还可以向计算机系统100提供传感数据。
在附图2中更加详细地展示存储系统106，该系统典型地包括计算机可读和/或可写的非易失性的记录媒介201，其中存储详细说明处理器103运行的程序信号。媒介包括例如磁盘或闪存。典型地，在操作中，处理器103使数据，例如执行本发明的实施例的编码数据，从非易失性的记录媒介201中读取并输入到另一个存储器202，存储器202通过处理器存取信息的速度比媒介201存取的速度快。存储器202是典型的易失性存储器，随机存储器例如动态随机存储器、静态存储器，如图所示可以设置在存储系统106中，或者设置在存储器104中，未显示。
尽管计算机系统100通过作为计算机系统的一种类型的实例的方式展示，在其基础上实施本发明的不同方面，较理想的是，发明没有限制在软件条件下执行，或在如附图1所示的计算机系统中执行。甚至不是在普通计算机系统下执行，而是控制器可以选择专门的执行系统或者专门的可编程逻辑控制器。而且，理想的是，发明的各个方面可以在软件、硬件或固件、或者它们相互结合的条件下完成。
附图6是根据本发明的一个实施例描述污水处理系统300、400的操作的典型流程图。尽管主要是依据通过控制器(例如附图3中的控制器320或附图4中的控制器420)执行污水处理的方法或程序来描述污水处理系统的操作，较理想的是，本发明没有这些限制，以下描述的步骤大多数是手工完成的，例如通过人员而不是控制器，以下做进一步详细讨论。
步骤610中，要求用户提供输入经过处理的污水流质量的标准。例如，可能提示用户输入经过处理的污水流中溶解的硫化物和大气硫化氢的浓度的最大值。用户应当输入市政、国家、联邦规定的关于经过处理的污水流必须到达标准，以及对污水流质量的安全性和环保性要求或指导方针。较理想的是，其他数值在步骤610输入，例如经过处理的污水流最大或最小的PH值和/或估计的污水流流速，本发明没有限制要求建立一套专门的标准。而且，污水流的物理参数会影响污水流的处理，例如滞留时间、或步骤610中投放点和监控点之间的输入的距离参数。在用户输入步骤610理想的标准后程序进入步骤620。
在步骤620中，污水处理程序测量引入的污水流的不同的参数，参数由一个以上的大多数上流传感器330、430决定。例如，在步骤620中测量的引入的污水流的参数包括引入的污水流的温度、引入的污水流的PH值，引入的污水流中溶解的硫化物和/或大气硫化氢的浓度，或者任何这些参数的结合。在步骤620中测量的其他参数包括例如，引入的污水流的流速。引入的污水流的测量参数暂时存储在控制器的易失性记忆单元(例如随机存储器)，和/或以永久的形式存储在控制器的存储器中(例如附图1中的存储系统106)，例如作为历史数据用于有效地操作控制器，下面进一步讨论。
在测量引入的污水流的参数之后，程序进入步骤630，在步骤630中，程序确定加入到引入的污水流的硝酸盐化合物的数量，然后将确定的硝酸盐化合物的数量加入到污水流中。步骤630中加入的硝酸盐化合物数量以速率形式确定，例如加仑/天，或污水流量的百分比。在确定加入到污水流的硝酸盐化合物数量后，程序对计量阀或泵355进行配置以便在污水流中加入确定数量的硝酸盐化合物。
在步骤640中，程序确定加入到引入的污水流的碱性物质的数量，然后将确定数量的碱性物质加入到污水流中。步骤640中加入的碱性物质数量以速率形式确定，例如加仑/天，或污水流量的百分比。确定的数量可以在估计流速，例如步骤610中输入估计流速，或真实流速的基础上做出，例如在步骤620测量的真实流速。
尽管本发明没有对经过处理的污水流PH值的特定数值或数值范围进行限制，申请人依据经验认为：由滴定法计算出在步骤640中加入的碱性物质的数量足以提高污水流的大约一个单位的PH值，假设引入的污水流典型的PH值在6.5-7.5之间，如果污水流的引入的流速非正常地偏高或偏低，在步骤640中加入的碱性物质数量使经过处理的污水流的PH值在7-9之间，更优选的是在7.5和8.5之间。在确定加入到污水流的碱性物质数量后，程序对计量阀或泵365进行配置以便在污水流中加入确定数量的碱性物质。
污水处理系统不包括硝酸盐化合物和碱性物质的单一源，较理想的是，步骤630和步骤640结合形成单一步骤635，在步骤635中确定硝酸盐化合物和碱性物质混合物的数量并加入污水流中。例如，混合物包含等体积的硝酸盐化合物，例如硝酸钠(溶液浓度接近3.1磅的硝酸盐/加仑的溶液)以及浓度为20％，25％，或50％的氢氧化钠腐蚀性溶液。在步骤635中加入的混合物的数量是在加入的硝酸盐化合物数量，或加入的碱性物质数量的基础上确定的，因为它们互相决定对方的数量。在确定步骤635中加入的混合物数量后，程序对计量阀或泵475进行配置以便在污水流中加入确定数量的混合物。
在完成步骤635或640之后，污水流处理程序进入步骤650，在步骤650中，污水处理程序测量经过处理的污水流的不同的参数，参数由一个以上的多个下流传感器340、440决定。例如，在步骤650中测量的经过处理的污水流的参数一般包括经过处理的污水流中大气硫化氢的浓度或含量和经过处理的污水流中溶解的硫化物的浓度或含量。还要测量其他例如PH值和经过处理的污水流中的残余硝酸盐的浓度或含量等参数。较理想的是，在使用硝酸盐化合物和碱性物质的单一源时(例如附图3中污水处理系统300)，经过处理的污水流的PH值和污水流中的残余物的浓度或含量的测量结果允许个别改变硝酸盐化合物和碱性物质的数量达到最优化，这取决于测量值。
在测量经过处理的污水流的参数后，程序进入步骤660，在步骤660中，需要确定经过处理的污水流是否达到理想的标准，和/或系统是否最优化。经过处理的污水流是否达到理想的标准和/或系统是否最优化的决定取决于大多数下游传感器340、440的位置。例如，当多个下游传感器340、440安装在控制点时，则通过对比步骤650的测量参数和经过处理的污水流的理想的标准做出决定。
可供选择的是，当多个下游传感器安装在远离控制点上游的位置时，决定变得更加复杂。例如，当多个下游传感器安装在远离控制点上游的位置，预计发生进一步的生物活性，控制点的大气硫化氢和溶解的硫化物的含量比步骤650在监控点测量的经过处理的污水流的参数高。这是一个实例，步骤650中测量的参数可以调整(例如提高)以反映控制点的期望值，然后对比理想的标准，或者另一种选择是，调整控制点的理想标准(例如降低)以反映监控点的期望值。尽管本发明没有限制，更加优选的方案是当多个下游传感器340、440安装在控制点，本文中步骤660做出的决定更加精确和简洁。
步骤660确认经过处理的污水流达到标准并且系统是最优化的，程序终止。可供选择的是，如果做出经过处理的污水流没有达到标准或者系统不是最优化的决定，程序重新回到步骤630(污水处理系统包括硝酸盐化合物和碱性物质的单一源)，或步骤650(污水处理系统包括硝酸盐化合物和碱性物质的结合源)，其中硝酸盐化合物和/或碱性物质的数量，或者在步骤650的测量参数的基础上调整硝酸盐化合物和碱性物质数量。较理想的是，系统操作根据污水处理包括的是硝酸盐化合物和碱性物质的单一源，还是硝酸盐化合物和碱性物质的结合源而改变。相应地，系统操作的第一次描述中污水处理系统包括硝酸盐化合物和碱性物质的单一源(例如与附图3的系统相似的系统)，然后提到的污水处理系统包括硝酸盐化合物和碱性物质的结合源(例如与附图4的系统相似的系统)。
使用附图3中举例说明的污水处理系统时，加入引入的污水流的硝酸盐化合物和碱性物质的数量可以独立地调整以经济有效的方式达到经过处理的污水流的理想标准。例如，在步骤660确认溶解的硫化物和大气硫化氢的含量达到标准，但是残余的硝酸盐以适当的含量存在经过处理的污水流中，减少在步骤630中加入的硝酸盐化合物的数量以进一步优化系统。较理想的是，残余的硝酸盐以适当的含量存在于经过处理的污水流中表明：如果达到理想的标准，可以减少在步骤630中加入的硝酸盐化合物的数量和比例。当然，正如前面所提到的，残余硝酸盐以适当的含量存在于经过处理的污水流中取决于用于测量参数的传感器的位置。例如，用于测量残余硝酸盐含量的传感器安装在控制点，残余硝酸盐的平均含量高于1或2毫克/升，或者残余硝酸盐的峰值几乎高于5毫克/升表明：可以减少在步骤630中加入的硝酸盐的数量。依据经过处理的污水流的PH值，在步骤640中加入的碱性物质的数量也可以减少。在修改加入的硝酸盐化合物和/或碱性物质的数量后，程序回到步骤650和660。
可供选择的是，如果确定溶解的硫化物和大气硫化氢的含量没有达到标准，但是在经过处理的污水流中没有检测到硝酸盐残余物或只有少量的硝酸盐残余物，增加在步骤630中加入的硝酸盐的数量以进一步优化系统。依据经过处理的污水流的PH值，在步骤640中加入的碱性物质的数量也可以增加。在修改加入的硝酸盐化合物和/或碱性物质的数量后，程序回到步骤650和660。
如果溶解的硫化物达到标准，而大气硫化氢没有达到标准，则检测经过处理的污水流的残余硝酸盐的合适含量(例如在控制点测量的平均含量大约是1或2毫克/升，峰值几乎高于5毫克/升)，增加在步骤630中加入的碱性物质的数量以将H2S-HS-平衡点转变为理想的HS-，因此通过污水流中细菌的作用进一步增强残余硝酸盐的还原，并进一步优化系统。可供选择的是，如果大气硫化氢达到标准，而溶解的硫化物没有达到标准，则检测经过处理的污水流的残余硝酸盐的合适含量，减少在步骤630中加入的碱性物质的数量以将H2S-HS-平衡点转变为理想的大气硫化氢，从而降低溶解的硫化物的含量。经过修改步骤630中加入的碱性物质的数量之后，增加或减少加入到污水流的碱性物质的数量，程序回到步骤650和660。
如果溶解的硫化物和大气硫化氢的含量达到标准，经过处理的污水流中存在少量的残余硝酸盐或没有残余硝酸盐，那么经过处理的污水的PH值提高，例如大约是8.5-9，减少步骤640中加入的碱性物质的数量以进一步优化系统，可以认为加入的碱性物质的数量超过了需要的数量。
较理想的是，在附图3描述的污水处理系统可以通过配置优化加入到引入的污水流的硝酸盐化合物和碱性物质的数量，以有效成本的方式达到理想的标准。尽管附图4中的污水处理系统不如附图3的系统经济有效，但也可以通过配置以有效的方式达到理想的标准。
例如，在与附图4的污水处理系统相似的系统中，如果确定步骤660中溶解的硫化物和大气硫化氢的含量极大地超过标准(例如，溶解的硫化物的含量和大气硫化氢的含量低于理想的含量)，那么减少硝酸盐化合物和碱性物质的混合物的数量。步骤650和660不断重复直到达到理想的标准或超过预定含量，例如10％。另外的选择是，如果决定对于溶解的硫化物和大气硫化氢的含量没有达到标准，那么增加硝酸盐化合物和碱性物质的混合物的数量直到达到理想的标准或超过预定含量。
较理想的是，附图3和附图4中污水处理系统的实施例都是利用反馈控制经过处理的污水流的测量参数，在测量结果的基础上调整加入到引入的污水流的控硫化合物的数量。相应地，即使加入到引入的污水流的控硫化合物初始数量不是最优化的，系统可以随时间容易地调整到最优化的值。进一步说，由于这种类型的反馈控制，两种类型的系统都能响应引入的污水流的变化。
尽管本文描述的步骤或动作是由计算机系统执行或存储在计算机可读媒介中，较理想的是本发明没有如此限制。事实上，步骤620到660中每一步的执行无需使用计算机，例如，通过人员操作。例如，测量引入的污水流和经过处理的污水流的参数是由人员操作的，在这些参数的基础上，操作人员或其他操作者手工调整加入到引入的污水流中的硝酸盐化合物、碱性物质、或硝酸盐化合物和碱性物质的混合物的数量。而且，步骤660确定由人员执行，或者参考简单的流程图执行。相应地，尽管开始提到的描述污水处理程序是在计算机上的执行，较理想的是本发明没有如此限制。
较理想的是，对附图3和附图4中污水处理系统进行许多改造、修正和改进。例如，正如前面的讨论，引入的污水流的参数比如流速、温度、PH值以及大气硫化氢和溶解的硫化物的含量经常周期性地改变(例如一周中按天，一天中按时间等)。控制器320、420利用这些反映引入的污水流参数的历史数据以便将来预测引入的污水流参数，在这些参数的基础上，调整加入到引入的污水流中硝酸盐化合物、碱性物质、或硝酸盐化合物和碱性物质的混合物的数量。例如，如果历史数据表明引入的污水流的PH值周期性地改变(例如，与实例5的描述相似)，引入的污水流的流速周期性地改变，或者大气硫化氢或溶解的硫化物的含量经常周期性地改变，那么预先改变控硫化合物的数量。
而且控制器320、420的操作的变化取决于上游传感器330、430和/或与控制点相关的下游传感器340、440的布置。例如，下游传感器安装在控制点，控制点确定大气硫化氢和/或溶解的硫化物的含量超过理想标准，此时增加控硫化合物的数量就太迟了。这是一个实例，修正控制器320、420以响应引入的污水流测量参数的变化。
尽管附图3和附图4中的实施例通过多个上游和下游传感器的使用来描述，较理想的是该实施例在本发明中没有限制。例如，操作人员依据嗅觉选择测量引入的污水流和/或经过处理的污水流大气硫化氢或溶解的硫化物的含量，而不是需要电子的或机电传感器。本领域内的普通技术人员知道人类检测大气硫化氢含量的一般能力超过50/106，可以指导操作人员在判断大气硫化氢含量是否可以明显察觉的基础上调整加入到引入的污水流的控硫化合物数量。
实施例
在第一系列的实验中，申请人观察到当碱性物质，例如苛性钠，以相对少的数量和硝酸盐化合物一起加入到污水流，硝酸盐化合物例如从美国过滤器公司获得BIOXIDE或BIOXIDE-AQ(分别含有化学气味控制的硝酸钙或含有蒽醌的硝酸钙)，对大气硫化氢和溶解的硫化物的作用效果比两个相互独立的处理步骤的预计结合效果显著。尤其是，由于存在相互促进的效果，大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度降低到理想的含量，然而加入的用于得到同一含量的硝酸盐化合物的数量比仅仅添加硝酸盐的数量减少了50％。
在第一系列的实验中，进一步观察到，用于提高污水流的PH值的碱性物质的数量比理论上预计的数量有实质性的减少。尽管第二观察没有经过连续性实验的确认，连续性的实验确认：与需要加入的缺少共同添加的碱性物质的硝酸盐的数量相比，硝酸盐化合物和碱性物质的共同添加物能显著减少需要加入到污水流中用以明显减少或清除在添加点下游溶解的硫化物的各种形式的硝酸盐数量。
                  实施例1和实施例2
在污水泵站关闭两个用于加入含硝酸盐的气味控制化学物(从美国过滤器公司获得BIOXIDE或BIOXIDE-AQ)的投放地点。分析由泵输送的污水实验样本确定理论上需要在投放地点加入的用于提高一个单位PH值的碱性物质(氢氧化钠)的数量(计算出每106加仑污水流体中含126加仑的浓度为50％的腐蚀性苏打溶液)。
在前面观察的基础上，在投放地点安装腐蚀性苏打添加物的装置，但是作为谨慎的步骤，腐蚀性苏打添加物的速率以投放地点的流量为基础，加入的速率预计是提高一个单位的PH值的计算值速率的50％。由此，PH值的转变是预期的一个完整的PH值单位的改变。但是，奇怪的是，对于硝酸盐添加物的传统的剂量(BIOXIDE或BIOXIDE-AQ)在下游观察到一个完整的单位PH值的改变(而不是较小的PH值转变)。另外，未发现下游溶解的硫化物和大气硫化氢(H2S)，但是残余硝酸盐增加。这些数据证明如果下游溶解的硫化物没有增加，则无法预料硝酸盐的消耗的减少。
由于下游存在残余的硝酸根离子，减少BIOXIDE/BIOXIDE-AQ气味控制化学的物剂量。后继的现场试验显示对于无法发现的溶解硫化物的离子和/或大气硫化氢的好结果，还显示出存在残余的硝酸根离子。再次减少加入到污水中的气味控制化学物的数量，后继试验继续显示未发现二价硫离子、氢化硫和硝酸根离子。试验数据进一步证实观察结果，并将试验数据制成表格I和II。
从这些领域的试验中得到的试验数据显示：使用经过计算的用于提高污水流的一个完整单位PH值的碱性物质添加物的理论数量的一半，事实上导致了实践中增加一个完整单位PH值(而不是预期中较小的变化)。伴随加入污水中的硝酸盐和/或硝酸盐与蒽醌数量的实质性减少达到实质性的减少污水流中溶解的硫化物和在下游的监控点控制的大气硫化氢。
                        表I：提升站的下游出入孔的分流
  样本号   采样日   50％氢氧化钠剂量(GPD)   硝酸盐**剂量(GPD)   PH   溶解的硫化物(mg/L)   大气硫化氢ppm   残余硝酸盐(mg/L)
  控制1   1天   0.0   49   0.1
  控制2   7天   0.0   49   0.0
  控制3   8天   0.0   49   0.0
  控制4   9天   0.0   49   0.0
  控制5   10天   0.0   47.0   7.2   0.0   0.0   0.0
  1   12天   27.6   34.2   8.2   0.0   0.0   5.0
  2   13天   26.0   30.4   8.6   0.0   0.0   5.0
  3   16天   26.0   28.0   7.8   0.0   0.0   0.0
  4   17天   26.0   28.0   7.8   0.0   0.0   0.0
  5   18天   26.0   28.0   8.0   0.2   0.0   0.0
  6   20天   26.0   28.0   8.0   0.5   0.0   0.0
  7   20天   26.0   28.0   8.0   1.0   0.0   0.0
  8   25天   26.0   20.0   7.3   0.0   0.0   0.0
  9   33天   26.0   28.8   8.6   0.0   0.0   0.0
  10   51天   26.0   27.0   8.5   1.0   0.0   20.0
*从美国过滤器公司获得BIOXIDE-AQ硝酸钙和蒽醌气味控制化学物。
               表II：在主泵站合并经过处理的和未经处理的流体
  样本号   采样日   25％氢氧化钠剂量(GPD)   硝酸盐**剂量(GPD)   PH   溶解的硫化物(mg/L)   大气硫化氢ppm   残余硝酸盐(mg/L)
  控制1   1天   0   66   7.1   3   80   0
  控制2   29天   0   66   0.4   22.7***
  控制3   31天   0   66   20.5***
  控制4   32天   0   66   10.0
  控制5   41天   0   65.0   6.8   0.0   0.0   0.0
  1   43天   21.0   65   7.1   0.0   10   0.0
  2   43天   21.0   65   7.1   0.0   0   0.0
  3   44天   21.0   65   7.2   0.0   20.0   0.0
  4   46天   21.0   65   5.0   3.0   20.0   0.0
  5   46天   21.0   42   7.1   0.0   0.0   0.5
  6   46天   21.0   42   7.4   0.0   0.0   0.0
  7   47天   21.0   42   0.3***
  8   48天   21.0   42   0.3***
  9   49天   21.0   42   0.6***
  10   50天   21.0   42   5.4***
  11   51天   21.0   42   9.1***
  12   52天   21.0   42   7.0***
  13   53天   21.0   42   0.9***
  14   66天   21.0   55   6.2   3.0   5.0   0.0
  15   86天   21.0   55   6.8   10.0
  16   89天   21.0   55   7.3   0   5
  17   101天   21.0   55   7.0   1   20   0
  18   155天   21.0   55   6.8   2   30   0
  控制6   178天   0.0   55   6.5   3   120+   0
  控制7   197天   0.0   57.5   6.76   3   25   0
**从美国过滤器公司获得BIOXIDE气味控制化学物。
***24小时中每5分钟数据记录器记录的平均试样。
****11小时中每5分钟数据记录器记录的平均试样。
                      实施例3
污水处理设备在120天的一个周期中进行一系列试验。投放点(泵站)和监控点(排量出入孔)之间的距离接近1英里，偏差在1/10英里范围内，(在某时刻)测量的滞留时间大约90分钟。在试验期间，每周测量两次以下的流量参数：PH值、大气硫化氢(H2S)、液态硫化物、温度以及硝酸盐残余物。
实施例3分为9个时间段，在时间段中调整和维持独立变量(硝酸盐化合物和碱性物质的数量)并监控独立变量对从属变量(大气硫化氢的含量、液态硫化物的含量和PH值)的影响。
实施例3的数据证明硝酸盐化合物与碱性物质混合物的添加物能够相互作用防止和去除污水流中的大气硫化氢和液态硫化物。明确的是，通过比较第三周期和第七周期的数据可以看到，与仅仅使用硝酸盐进行污水处理相比，添加物中碱性物质的数量帮助增强防止和去除污水流中硫化物。进一步，通过比较第二周期和第七周期的数据可以看到，共同添加物的碱性物质允许的理想浓度接近0.5-2PPM H2S，可以通过在监控点加入浓度大约为66％的硝酸盐化合物达到理想浓度，预先要求的硝酸盐化合物中缺少共同添加物的碱性物质。
时间周期1(7天)，确定硝酸盐化合物的当前剂量，大气硫化氢(H2S)的数量可以忽略不记。相应地，时间周期2(14天)优化加入到污水流中的硝酸盐化合物的数量，目标值接近0.5-2PPM大气H2S。确定加入到引入的污水流中的硝酸盐化合物的数量大约为19GPD(加仑/天)，无需共同添加物的碱性物质可以达到大气硫化氢的平均含量1PPM并且在理想的0.5-2PPM范围内。
时间周期3(8天)和时间周期5(4天)证明没有共同添加物的碱性物质时，添加物少于19GPD的硝酸盐化合物不能达到理想的0.5-2PPM的大气硫化氢含量。
时间周期4(11天)举例说明添加物的硝酸盐化合物在降低大气硫化氢和液态硫化物含量的作用。在这一周期的时间内，经历机械问题导致实质性降低加入到污水流中的硝酸盐物质的数量。从表格III的数据可以看出，大气硫化氢和液态硫化物含量显著增加。
在时间周期6中(13天)，流量估计达到0.415MGD(百万加仑/天)，加入到污水流的碱性物质(50％氢氧化钠)按照滴定法计算的速率接近用于提高污水流的一个单位PH值的速率一半。尽管污水的实际流速比估计流速大约高出20％，估计流速用于计算这一时间周期的硝酸盐添加物的速率，污水流的PH值只提高了0.2个单位，大大低于预期的0.7个单位。
在时间周期7中，加入污水流中的碱性物质的计算速率用以增加一个完整单位的PH值。尽管污水的实际流速比估计流速大约高出30％，估计的流速用于计算这一时间周期的硝酸盐添加的速率，提高的污水流PH值再次远远低于预计值。由于PH值在时间周期6和7中都低于预计值，申请人推断污水流中部分碱性物质在反应中消耗。
时间周期8(8天)、时间周期9(3天)和时间周期10(21天)用于控制较早时间周期的重复条件。尤其是，时间周期8显示的结果与时间周期6的结果相似，加入的碱性物质的数量不足以达到大气硫化氢理想的含量。时间周期9显示的结果与时间周期2的结果相似，以及时间周期10显示的结果与时间周期1的结果相似并且重新配制加入到污水流的硝酸盐化合物的添加的速率。
实施例3中的数据证明硝酸盐化合物与碱性物质的添加物能够相互作用防止和去除污水流中的大气硫化氢和液态硫化物。而且，与按照滴定法计算的PH值的预计提高值相比，经过处理的污水流PH值相应地适度提高，暗示在脱硝处理的中使用碱性物质导致去除和/或防止污水流中的硫化物。事实上，时间周期5和时间周期6-8显示的数据，液态硫化物的含量得到实际降低是由于共同添加物的碱性物质，由此证明共同添加物的碱性物质有利于污水流中硫化物的减少，以及导致硫化物不能溶解的原因不仅仅是由于PH值的提高。
                       表III数据表一览(平均周期±周期标准偏差)
  时间周期   硝酸盐**剂量(GPD)   投放50％腐蚀苏打(GPD)   大气硫化氢PPM   液态硫化氢(mg/L)   PH   流量(MGD)
  1   29.2±4.7   0.0   0.0±0.0   0.0±0.0   8.2±0.2   0.60±0.09
  2   19.0±1.4   0.0   1.0±0.7   0.0±0.0   8.0±0.1   0.55±0.07
  3   13.9±0.8   0.0   4.9±3.1   0.7±0.5   7.9±0.2   0.47±0.09
  4   4.3±5.9   0.0   31.9±24.0   3.0±1.6   7.9±0.2   0.44±0.14
  5   12.7±0.2   0.0   8.5±4.4   3.0±0.0   7.9±0.3   0.53±0.14
  6   12.5±0.3   7.7±2.6   3.6±2.8   2.6±1.1   8.1±0.2   0.48±0.11
  7   12.5±0.1   18.1±1.0   1.1±0.8   0.5±0.5   8.3±0.3   0.54±0.10
  8   12.6±0.1   10.3±0.4   2.8±1.9   0.9±0.8   8.3±0.1   0.83±0.27
  9   20.2±1.2   0.0   3.7±3.2   0.5±0.0   7.8±0.1   0.95±0.09
  10   24.2±4.7   0.0   0.4±0.8   0.3±0.2   7.9±0.2   0.85±0.18
*BIOXIDE气味控制化学物美国过滤器公司。
数据记录器T82每5分钟记录一次的大气H2S日平均值(PPM)，每天中午汇总。
监控器间隔三四天监控一次，校准优先于配置，使用空气和校准气体检查扰动进行修正。
间隔三四天通过采集试样获得液态硫化物的值(毫克/升)，运用亚甲基兰色析方法分析LaMotte Kit.
每周一使用Extech计量表校准PH值。
流量MGD决定于市政提供的泵送时间和775GPM的泵送速率的乘机。
                      实施例4
在36天的周期里污水处理设备进行一系列的试验。从投放点(投放站)到监控点的距离大约是6.3英里(33,116英尺)，距离是由平均日流量是4MGD的30英寸直径的导管构成，导管的平均日流量是实施例3中使用设备的平均日流量的10倍。在这一系列的试验中，每周测量下列参数：PH值、大气硫化氢(H2S)，液态硫化物、温度以及残余硝酸盐。
实施例4分为5个周期，在周期中调整和维持独立变量(硝酸盐化合物的数量和碱性物质的数量)，测量独立变量对附属变量(大气硫化氢的含量、液态硫化物的含量、PH)的影响。
实施例4的数据再次证明硝酸盐化合物的添加物与碱性物质的添加物能够相互作用防止和去除污水流中的大气硫化氢和液态硫化物。特别是，可以从周期1和周期4数据的对比中看出，共同添加物中的碱性物质能够降低93％大气硫化氢含量，并且把液态硫化物的含量降低到不可检测的程度，在污水处理中硝酸盐化合物的数量比仅使用硝酸盐的数量减少20％。可以确定，额外时间的进一步试验可以更加优化硝酸盐化合物与碱性物质的数量。
时间周期1(9天)使用背景数据。当硝酸盐化合物的添加物的速率476GPD，大气H2S的平均值是34PPM。在时间周期2中(10天)，维持硝酸盐化合物的数量在同样的水平(在泵变量的范围内)加入的碱性物质速率是174GPD(大约每百万污水中含43加仑碱性物质)。在时间周期2中，大气硫化氢的含量降低一半达到17PPM，液态硫化物的含量显著降低。
在时间周期3(2天)中，碱性物质的投放速率是在周期2中的2倍，硝酸盐化合物的数量基本恒定。在这些投放速率的条件下，与仅仅使用硝酸盐处理相比大气硫化氢的含量减少86％(达到4.9PPM)，液态硫化物的含量减少50％。
在时间周期4(3天)中，硝酸盐化合物与碱性物质投放速率减少大约20％对大气或液态硫化物都没有不利影响。事实上，相对于时间周期3大气和硫化物的含量会进一步降低。可以肯定，大气和硫化物的含量维持在时间周期1的水平时，碱性物质和硝酸盐化合物的数量还能够减少，但是在系列试验的过程中经历了无数问题，包括大量降水、机械故障、初级数据收集错误等阻碍试验的进行。
在时间周期5中(8天)，停止加入碱性物质的添加物并且恢复硝酸盐化合物原始的添加的速率。
试验4的数据进一步证明硝酸盐化合物添加物与碱性物质的添加物能够相互作用防止和去除污水流中的大气硫化氢和液态硫化物。而且，经过处理的污水流的PH值适度提高表明：在脱硝处理过程中使用了碱性物质。特别是，相比与时间周期1，时间周期4的液态硫化物的含量实质性降低，因此支撑了在脱硝处理过程中使用了碱性物质的结论，而不是致使硫化物不能溶解的原因在于PH值的提高。
                       表IV数据表一览(平均周期±周期标准偏差)
  时间周期   硝酸盐**剂量(GPD)   投放50％腐蚀苏打(GPD)   大气硫化氢PPM   液态硫化氢(mg/L)   PH   雨量
  1   476±15   0.0   34±13   0.16±0.26   7.01±0.12   0.17±0.18
  2   494±0.1   174±65   17±8   0.03±0.08   7.24±0.26   0.43±0.58
  3   492±0   386   4.9±3.4   0.7±0.5   7.99±0.20   0.0±0.0
  4   377±18   333±2   2.3±0.3   0.0   7.55   0.35±0.31
  5   492±0   0.0   无数据   无数据   6.91   0.42±1.03
*BIOXIDE气味控制化学物美国过滤器公司。
数据记录器T82每5分钟记录一次的大气H2S日平均值(PPM)或者ODALOG每5分钟记录一次，给定7AM7到AM合成物。
监控器间隔三四天监控一次，校准优先于配置，使用空气和校准气体检查扰动进行修正。
间隔三四天通过采集试样获得液态硫化物的值(毫克/升)，运用亚甲基兰色析方法分析LaMotte Kit.
                     实施例5
在一个月的时间周期中，污水处理设备进行一系列的试验。从投放点(投放站)到监控点的距离大约是3英里(15,850英尺)，距离是由平均日流量是0.65MGD的16英寸直径的导管构成。在这一系列的试验中，每周测量下列参数：PH值、大气硫化氢(H2S)，液态硫化物、温度以及残余硝酸盐。
实施例5分为5个周期，在周期中调整和维持独立变量(硝酸盐化合物的数量和碱性物质的数量)，监测独立变量对附属变量(大气硫化氢的含量、液态硫化物的含量、PH)的影响。由于市政用水中存在碱性物质(氢氧化钠)结晶，所以使用25％的腐蚀性溶液而不是通常的50％腐蚀性溶液(同等体积50％腐蚀性溶液按照TABLE V2.33分为三份)。
实施例5的数据证明共同添加物的碱性物质可以显著减少加入到污水中用于控制大气和液态硫化物的含量的硝酸盐化合物的数量。数据进一步显示引入的污水流参数的对应时间相应变化，在投入的硝酸盐化合物速率的简单例子中碱性物质上不是最经济的。尤其是，引入的污水流参数的对应时间相应变化，添加物的硝酸盐化合物和/或添加物的碱性物质的速率依据引入的污水流参数变化以便得到最经济有效的污水处理系统。
时间周期1(3天)用于收集背景数据，添加硝酸盐化合物的速率是157GPD，大气硫化氢的平均含量是0.4PPM。
在时间周期2(6天)中，添加硝酸盐化合物速率减少到122GPD，加入的碱性物质的速率是40GPD。在时间周期2中，大气硫化氢的含量维持在2.1PPM，液态硫化氢的含量维持在时间周期1中的相同的水平上。
在时间周期3(4天)中，投放的碱性物质的速率增加大约63％，与时间周期2的速率水平65GPD相当，硝酸盐化合物的数量维持不变，大气硫化氢的含量和PH值也没有显著变化。在这一点上，污水流的PH值明显高于大部分的污水流和引入的污水流的PH值。该段污水流的PH值在一天24小时内变化1.5个单位。在多个污水流中，未经处理的污水流的PH值在6.5-7.5之间，PH值的变化大约是0.2单位或更少。由于PH值的大幅度变化表明，添加的碱性物质的速率在一天内变化，当PH值已经超过8.0时，在污水流中加入碱性物质就无意义了。
在计划执行改变添加的碱性物质的速率之前，试验终止，因此下一时间周期(时间周期4(8天))，在重新建立的原始条件下消耗的添加物中只有硝酸盐化合物。再次终止试验(持续3天后)添加的硝酸盐化合物的速率降低到122GPD。同时添加的碱性物质的速率上升到70GPD，当污水流处于强酸条件下时，加入大量的碱性物质。在时间周期5(3天)中，大气硫化氢的含量维持在大约3PPM，在时间周期1中使用的硝酸盐化合物数量为78％，时间周期4中使用的硝酸盐化合物的数量为69％。
尽管没有充分的时间来完全优化系统，但是可以相信：进一步减少大气和液态的硫化氢的含量、加入的硝酸盐化合物的数量、加入的碱性物质的数量，可以实现在高PH值期间降低添加的碱性物质的速率，在低PH值期间提高添加的碱性物质的速率。
实施例5中的数据证明：共同添加物中碱性物质可以显著减少加入到污水流中用于控制大气和液态硫化物的含量的硝酸盐化合物的数量。而且，数据同时表明：当污水流的PH值在一个相对短的时间周期内改变时，硝酸盐化合物和碱性物质的投放速率的比例不是最经济优化的。尤其是，在实施例中，从某种意义上说，硝酸盐化合物和/或碱性物质的添加速率在引入的污水流参数的基础上可以独立变化以得到经济有效的污水处理系统。
                       表V数据表一览(平均周期±周期标准偏差)
  时间周期   硝酸盐**剂量(GPD)   投放25％腐蚀苏打(GPD)   大气硫化氢PPM   液态硫化氢(mg/L)   PH   残余硝酸盐(mg/L)
  1   157±0   0.0   0.4±1.5   0.3±0.3   8.3±0.2   0.17±0.18
  2   122±9   40±6   2.1±0.1   0.5±0.6   8.2±0.5   21±31
  3   118±8   65±12   2.6±1.8   2.5±0.2   7.8±0.4   1.2±2.0
  4   177±0   0   2.1±2.6   0.6±0.6   7.9±0.3   7±11
  5   122±3   70.0±0   3.1±1.0   1.8±0.7   8.4±0.1   3.6±3.1
*BIOXIDE气味控制化学物美国过滤器公司。
数据记录器T82每5分钟记录一次的大气H2S日平均值(PPM)或者ODALOG每5分钟记录一次，给定7AM7到AM合成物。
控制器间隔三四天监控一次，校准优先于配置，使用空气和校准气体检查扰动进行修正。
间隔三四天通过采集试样获得液态硫化物的值(毫克/升)，运用亚甲基兰色析方法分析LaMotte Kit.
                      实施例6
在大约四个月的时间周期中，污水处理设备进行一系列的试验。实施例的数据清楚地证明：添加物中硝酸盐化合物与添加物中碱性物质共同作用可以防止和消除污水流中大气硫化氢和液态硫化物。尤其是时间周期3和5的比较中可以看出，加入添加物中碱性物质与仅使用硝酸盐进行处理相比，液态硫化物含量的减少超过60％，大气硫化氢的含量减少大约30％。而且，与仅加入硝酸盐化合物进行处理相比减少超过32％硝酸盐化合物的数量。
在附图5中描述了一般的处理设备的实体布局，来自泵站1510和泵站2520的污水通过大约2英里的导管与压力释放阀1530连接，在压力释放阀1530短时间释放压力后，本段流体与来自泵站3540的流体合并，合并流经过大约2英里的距离经过压力释放阀2550到达处理设备560。在处理设备560，本段流体与来自提升站570的污水合并，处理合并的流体并降低大气和液态硫化物的含量，处理设备560接收并处理的全部污水流体大约在1.5MGD，北边的流体大约是1.1MGD，0.8MGD的流体流经压力释放阀1530。
在使用硝酸盐化合物和碱性物质进行处理之前，在提升站570定期测量超过2000PPM的大气硫化氢含量，在提升站570之前的大约100英尺的地方使用ODOPHOSTM气味、腐蚀性物质以及气味控制进行处理，并且在提升站安装一个檫洗器以减轻最糟糕的提升站570的气味问题。但是在处理设备560中，来自南边的流体与来自北边的流体合并，大气硫化氢的气味问题达到高峰水平超过1000PPM，这一系列试验的目的是减少液态硫化物的含量到低于10mg/L的水平。
在这一系列试验中，每两周测量一次在泵站2520(例如投放点)加入的硝酸盐化合物和碱性物质的数量，以及在压力释放阀1530和处理设备560(监控点)的流量参数，例如PH值、大气硫化氢、液态硫化物、温度、残余硝酸盐。实施例6的数据分为5个时间周期，其中调整和维持独立变量(硝酸盐化合物的数量和碱性物质的数量的)并监控独立变量的对附属变量(例如大气硫化氢、液态硫化物、PH值)的影响。
时间周期1中(5天)，收集在不使用添加物的硝酸盐化合物和碱性物质的背景数据。在不使用处理设备的情况下，在压力释放阀PRV1的液态硫化物含量是23mg/L，相应地，大气硫化氢含量是29mg/L，123PPM。
时间周期2(32天)，加入的硝酸盐化合物的实际速率是96GPD，没有添加物的碱性物质，在这一时间周期中，PRV1和处理设备的液态硫化物含量减少一半，处理设备的硫化氢含量减少到大约117PPM。
时间周期3(26天)，加入的硝酸盐化合物的投放速率增加到150GPD，没有添加物的碱性物质，在这一投放速率，PRV1的液态硫化物含量减少到5mg/L，处理设备的大气硫化氢含量是9mg/L，与未经过处理的流体的大气硫化氢含量相比处理设备的大气硫化氢含量减少30％。
时间周期4(8天)，在泵变化的范围内，硝酸盐化合物的投放速率维持在时间周期3的水平，但是加入的碱性物质的实际速率达到19GPD。在这一时间周期中，与仅使用硝酸盐化合物处理相比(例如相对于时间周期3)，PRV1的液态硫化物含量减少一半，在处理设备液态硫化物含量减少2/3。对比没有经过处理的(例如时间周期1)，PRV1和处理设备的液态硫化物含量减少超过87％，处理设备的大气硫化氢含量减少超过66％。
时间周期5(19天)，硝酸盐化合物的投放速率减少34％，碱性物质的投放速率增加到50GPD。从时间周期4和5的数据对比可以看出，尽管硝酸盐化合物的数量显著减少，大气和液态硫化物的含量基本维持在处理设备的水平，PRV1的液态硫化氢的含量减少到0.06mg/L。可以确信，硝酸盐化合物和/或碱性物质的数量进一步减少，处理设备的液态硫化物的含量的测量值低于10mg/L的目标含量。
实施例6的数据清楚地表明：添加物中硝酸盐化合物与添加物中碱性物质共同作用可以防止和消除污水流中大气硫化氢和液态硫化物。尤其是与时间周期3和5相比，液态硫化物的含量减少超过60％，大气硫化氢的含量减少大约30％，通过添加碱性物质与仅使用硝酸盐化合物进行处理相比，硝酸盐化合物的数量减少超过32％。而且，对液态与大气的硫化氢含量有相互促进作用，同时没有对处理设备周围地区的限制，但是明显扩展到投放点下游。
                          表VI数据表一览(平均周期±周期标准偏差)
  时间周期   硝酸盐**剂量(GPD)   投放50％腐蚀苏打(GPD)   PRV1的液态硫化氢(mg/L)   PRV1PH   设备的液态硫化氢(mg/L)   设备的PH   设备的大气硫化氢PPM
  1   0   0   23±5   7.2±0.1   29±3   7.0±0.1   123±46
  2   96±9   0   12±13   7.4±0.3   15±10   7.1±0.1   117±30
  3   149±3   0   5±7   7.1±0.2   9±6   6.9±0.1   87±40
  4   146±   19.3±0.3   3±3   7.5±0.2   3±4   7.0±0.3   54±10
  5   101±2   49.8±0.4   0.06±0.12   7.8±0.5   3±2   7.3±0.1   60±18
*BIOXIDE气味控制化学物美国过滤器公司。
数据记录器T82每5分钟记录一次的大气H2S日平均值(PPM)或者ODALOG每5分钟记录一次，给定7AM7到AM合成物。
监控器间隔三四天监控一次，校准优先于配置，使用空气和校准气体检查扰动进行修正。
间隔三四天通过采集试样获得液态硫化物的值(毫克/升)，运用亚甲基兰色析方法分析LaMotte Kit.
前述的本发明的实施例可以通过多种方式实现。例如，可以使用硬件、软件或硬件与软件的结合来实现前面讨论的对降低大气硫化氢含量和液态硫化物的含量的功能。当使用软件执行时，软件编程可以通过任何适合的处理器运行。更加较理想的是，任何单一部件或计算机系统多个部件的连接执行前述功能。一般考虑到一个以上的控制器，用于控制前面讨论的功能。一个以上的控制器可以多种方式执行，例如专门的硬件，或使用微码编程处理器或者执行前述功能的软件。
在这方面，较理想的是，本发明的一种实施例的执行至少是计算机可读媒介，(例如计算机记忆器、软盘、压缩盘、磁带等)，编入计算机程序(例如多数指令)。当处理器执行时，计算机可读媒介完成前面讨论的本发明实施例的功能。存储程序的计算机可读媒介可以输送以便安装在任何计算机系统中执行本文讨论的本发明的特征。另外，较理想的是，所指的计算机程序在执行前面讨论的功能时，没有限制申请程序在主机上运行。更确切的是，本文使用的计算机程序术语，在一般意义上是指任何类型的计算机编码(例如软件或微码)，处理器可以运行程序完成前面讨论的本发明的特征。
现在描述的本发明的实施例中，对于本领域内的普通技术人员，以上的讨论仅仅是以实施例的方式举例说明而不是限制。大量的修改和其他实施例在本领域内的任何普通技术的范围内以及预期落入本发明范围内。尤其是，尽管本发明提到的许多实例，包括特征连接方法步骤或系统部件，应当理解为那些步骤和部件可以通过其他方式连接以完成同样的目的。讨论的步骤、元素及特征仅仅是与一个实施例关联，不是排除其他实施例中相同的作用，而且，对于在下面的权利要求中引用的一个以上的装置和功能的限制，其中的装置并非确定为本文公开的用于完成引述的功能的装置，但是用于覆盖任何为实现引述功能的现在的和未来发展的装置的范围。
在权利要求中使用的序数词例如“第一”、“第二”、“第三”等，用于修饰权利要求项而不是由于本身含有任何优先、在先或一项权利要求的顺序在另一权利要求之前或者执行方法步骤的时间顺序。但是，仅仅作为标签使用以区别例如带有特定名称的权利要求的元素与另外一个带有相同名称的元素(而不是用于顺序性的属于)，来区分权利要求的元素。

Claims (67)

1.一种污水处理方法，基本上包括如下步骤：
(a)在污水流第一位置加入足够数量的硝酸盐化合物到污水流中，加入的硝酸盐化合物用于降低至少在第一位置下游的大气硫化氢和溶解硫化物之一的浓度达到理想浓度；以及
(b)在污水流第二位置加入主要包含碱性物质的化合物到污水流中，加入的化合物用于减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
2.根据权利要求1的方法，其中的化合物主要包含的碱性物质至少包括氢氧化钙或氢氧化钠。
3.根据权利要求1-2的方法，其中步骤(b)至少减少10％的在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
4.根据权利要求1-2的方法，其中步骤(b)至少减少20％的在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
5.根据权利要求1-2的方法，其中步骤(b)至少减少30％的在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
6.根据权利要求1-5的任何一种方法，其中步骤(b)包括加入到污水流的化合物主要是碱性物质，加入到污水流中的足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一位置的大约一个单位的PH值。
7.根据权利要求1-6的任何一种方法，其中步骤(b)中包括加入到污水流的化合物主要是碱性物质，加入到污水流中的足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一位置的PH值，提高的PH值大约在7.5-8.5个单位之间。
8.根据权利要求1-7的任何一种方法，其中步骤(a)降低至少10％的第一位置下游的大气硫化氢和溶解的硫化物的浓度。
9.根据权利要求1-8的任何一种方法，其中步骤(a)和步骤(b)在同一位置上完成。
10.根据权利要求1-9的任何一种方法，其中步骤(a)和步骤(b)通过加入预先确定的硝酸盐化合物和主要由碱性物质组成的化合物的混合物来同步完成。
11.根据权利要求10的方法，其中预先确定的混合物中包括硝酸钠和氢氧化钠。
12.根据权利要求1-10的任何一种方法，其中的硝酸盐化合物包括硝酸钙。
13.根据权利要求1-9的任何一种方法，其中的硝酸盐化合物包括蒽醌，其中步骤(a)和步骤(b)分别独立完成。
14.根据权利要求1-8的任何一种方法，其中的硝酸盐化合物包括蒽醌，其中第一与第二位置在空间上互相分离。
15.在污水处理系统中加入一定数量的硝酸盐化合物到污水流中，在污水流第一位置加入的硝酸盐化合物用于降低在第一位置下游的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想浓度的浓度，方法基本上由以下内容组成：在污水流第二位置加入一定数量的化合物，化合物主要包含加入到污水流中减少硝酸盐化合物的数量的碱性物质，硝酸盐化合物通常用于降低至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想浓度的浓度。
16.根据权利要求15的方法，其中的步骤包括在污水流第二位置加入足够数量的主要由碱性物质组成的化合物到污水流中以减少至少20％的硝酸盐化合物的数量，硝酸盐化合物通常用于降低至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想浓度。
17.根据权利要求15的方法，其中的步骤包括在污水流第二位置加入足够数量的主要由碱性物质组成的化合物到污水流中以减少至少30％的硝酸盐化合物的数量，硝酸盐化合物通常用于降低至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的浓度达到理想浓度。
18.根据权利要求15-17的任何一种方法，其中在第二位置加入的化合物的数量足以提高污水流下游第一位置的大约一个单位的PH值。
19.根据权利要求15-18的任何一种方法，其中在第二位置加入的化合物的数量足以提高污水流下游第一位置的PH值，提高的PH值在7.5-8.5之间。
20.处理污水流的方法，包括如下步骤：
(a)在污水流第一位置加入硝酸盐化合物；
(b)在污水流第二位置加入碱性物质；
(c)检测至少大气硫化氢、溶解的硫化物以及污水流下游第一和第二位置的残余硝酸盐之一的含量；
(d)调整与检测步骤对应地加入到污水流中的至少硝酸盐化合物和碱性物质之一的数量。
21.根据权利要求20的方法，其中步骤(d)由计算机完成。
22.根据权利要求20-21的任何一种方法，其中步骤(b)包括加入足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一和第二位置的大约一个单位的PH值。
23.根据权利要求20-22的任何一种方法，其中步骤(b)中包括加入足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一和第二位置的PH值，提高的PH值大约在7.5-8.5个单位之间。
24.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一高于理想的含量时，增加在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
25.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量高于理想的含量时，增加在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
26.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一高于理想的含量时，增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
27.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量高于理想的含量时，增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
28.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量高于理想的含量时，增加在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量和增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
29.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一低于理想的含量时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
30.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
31.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一低于理想的含量时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
32.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
33.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量和减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
34.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
35.根据权利要求34的方法，进一步包括如下步骤：
(e)在第二位置或第二位置之前，检测污水流的PH值；
(f)  检测污水流下游第一和第二位置的PH值。
36.根据权利要求35的方法，其中步骤(d)进一步包括，当步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
37.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量低于第一理想含量，溶解的硫化物含量高于第二理想含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
38.根据权利要求20-23的任何一种方法，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量高于第一理想含量，溶解的硫化物含量低于第二理想含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
39.根据权利要求20-23任何一种方法，进一步包括如下步骤：
(e)在第二位置或第二位置之前，检测污水流的PH值；
(f)检测污水流下游第一和第二位置的PH值。
40.根据权利要求39的方法，其中步骤(c)包括检测污水流下游第一和第二位置的大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，以及步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
41.根据权利要求39的方法，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，步骤(c)残余的硝酸盐的含量可以忽略，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量，以及步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位。
42.根据权利要求20-41任何一种方法，其中步骤(a)和步骤(b)在污水流同一位置完成。
43.污水处理系统包括：
硝酸盐源与污水流动连接；
碱性物质源与污水流动连接；
至少一个传感器，安装在污水流下游的硝酸盐源和碱性物质源，用于检测硝酸盐源和碱性物质源下游的大气硫化氢和溶解的硫化物之一的含量；以及
响应于在硝酸盐源和碱性物质源下游测量出的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的含量的装置，该装置用于减少加入到污水流中的硝酸盐的数量，硝酸盐用于降低在硝酸盐源和碱性物质源下游的至少大气硫化氢和溶解的硫化物之一的含量达到理想的含量。
44.根据权利要求43的污水处理系统，其中用于减少加入到污水流的硝酸盐的数量的装置包括计算机操作控制器执行与硝酸盐源、碱性物质源，以及至少一个传感器的连接。
45.根据权利要求43-44的任何一个污水处理系统，其中用于减少加入到污水流的硝酸盐的数量的装置包括用于向污水流中加入一定数量的碱性物质的装置。
46.根据权利要求43的污水处理系统，其中用于减少加入到污水流的硝酸盐的数量的装置包括：
至少一个与硝酸盐源和污水流动连接的第一阀或泵；
至少一个与碱性物质源和污水流动连接的第二阀或泵；以及
计算机操作控制器，计算机操作控制器与至少一个第一阀或泵，至少一个第二阀或泵和至少一个传感器之一进行电连接。
47.根据权利要求44或46的污水处理系统，其中控制器被编程以加入足够数量的碱性物质到污水流中，提高污水流下游的硝酸盐源和碱性物质源的至少一个单位的PH值。
48.根据权利要求44、46或47的污水处理系统，其中控制器被编程加入足够数量的碱性物质到污水流中，提高污水流下游的硝酸盐源和碱性物质源的PH值，提高的PH值在7.5-8.5之间。
49.根据权利要求44、46、47或48的污水处理系统，其中至少一个传感器包括：
第一传感器，安装在硝酸盐源和碱性物质源下游，用于检测硝酸盐源和碱性物质源下游大气硫化氢的含量；以及第二传感器，安装在硝酸盐源和碱性物质源下游，用于检测硝酸盐源和碱性物质源下游溶解的硫化物的含量。
50.根据权利要求49的污水处理系统，响应于第一传感器测量的大气硫化氢的含量和第二传感器测量的溶解的硫化物的含量，控制器编程调整加入到污水流中碱性物质的数量。
51.一种编有程序的计算机可读媒介，当其运行于计算机处理器时，完成污水流中的处理方法，包括如下步骤：
(a)在污水流第一位置加入硝酸盐化合物；
(b)在污水流第二位置加入碱性物质；
(c)检测至少大气硫化氢、溶解的硫化物、污水流下游第一和第二位置的残余硝酸盐的含量；
(d)调整对应于检测步骤的加入到污水流中的至少硝酸盐化合物和碱性物质之一的数量。
52.根据权利要求51的计算机可读媒介，其中步骤(b)加入足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一和第二位置的大约一个单位的PH值。
53.根据权利要求51的计算机可读媒介，其中步骤(b)加入足够数量的碱性物质用于提高污水流下游第一和第二位置的PH值，提高的PH值在7.5-8.5之间。
54.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一高于理想的含量时，增加在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
55.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物之一的含量高于理想的含量时，增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
56.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量高于理想的含量时，增加在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量和增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
57.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量之一低于理想的含量时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量。
58.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到至少大气硫化氢含量和溶解的硫化物之一的含量低于理想的含量时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
59.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括在污水流下游第一和第二位置检测大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量和减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
60.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，减少在步骤(a)中加入的硝酸盐化合物的数量，。
61.根据权利要求60的计算机可读媒介，进一步包括如下步骤：
(e)在第二位置或第二位置之前，检测污水流的PH值；
(f)检测污水流下游第一和第二位置的PH值。
62.根据权利要求60的计算机可读媒介，其中步骤(d)进一步包括，当步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
63.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量低于第一理想含量，溶解的硫化物含量高于第二理想含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
64.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量高于第一理想含量，溶解的硫化物含量低于第二理想含量以及在步骤(c)中检测到残余硝酸盐的平均含量大约是1-2mg/L或更多时，增加在步骤(b)中加入的碱性物质的数量，。
65.根据权利要求51-53的任何一种计算机可读媒介，进一步包括如下步骤：
(e)在第二位置或第二位置之前，检测污水流的PH值；
(f)检测污水流下游第一和第二位置的PH值。
66.根据权利要求65计算机可读媒介，其中步骤(c)包括检测污水流下游第一和第二位置的大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，以及步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位时，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量。
67.根据权利要求65计算机可读媒介，其中步骤(c)包括检测大气硫化氢含量、溶解的硫化物含量以及污水流下游第一和第二位置的残余的硝酸盐的含量，以及其中步骤(d)包括当在步骤(c)中检测到大气硫化氢含量和溶解的硫化物含量低于理想的含量时，步骤(c)残余的硝酸盐的含量可以忽略，减少在步骤(b)中加入的碱性物质的数量，以及步骤(f)显示污水流下游第一和第二位置的PH值比在步骤(e)中检测到污水流的PH值高出至少一个单位。
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