CN202089861U - 用于处理和改善水的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于处理和改善水的水处理系统，该系统公开了一个用于接收来自水源的污水的沉淀池；至少一个用于接收来自沉淀池的污水的曝气池；一个用于对来自至少一个曝气池的废水进行消毒的消毒器；一个用于检测参数的检测器；以及，一个用于根据检测器检测到的参数控制水处理系统操作的控制器。该民用水处理系统，其将减少大型水处理站运行和从水厂向独立住所输送水所需的化石燃料。该系统在一些限制水资源或是水资源有限的地区(如在干燥气候带)增加了居民的可用水量。而且，该系统可使家庭用水量在特定的周期内具有更高的使用效率。

Description

用于处理和改善水的水处理系统

本申请要求了申请日为2007年5月10日、申请号为60/917,101的美国在先申请的优先权，该申请在此引入并作为参考。 

发明的背景 

技术领域本发明涉及在小型场所内处理和再利用水的系统。小型场所是指如住宅和小型企业。本发明更特别涉及可在住宅进行再利用和/或灌溉的水处理系统。本发明适用的水源包括蓝水、黑水、灰水和从自然源得到的水(如降雨、暴雨径流等)。 

背景技术随着对如全球变暖等环境问题的认识的增加，我们已经意识到需要寻找保护和有效利用自然资源的方式。人们已经对降低对通过化石燃料获取能量的依赖给予了极大的关注并付出了巨大的努力。然而，另一种重要资源的有限供给的重要性还未得到足够的重视。这种资源就是水。 

据估计，地球表面积中大于75％的部分被水覆盖。然而，这些水中仅一小部分可不经过处理饮用或使用。其中大于96％的水是洋、海和湾。在占4％的淡水中，68.7％蕴藏在冰帽、冰川和永久性积雪中。(见earthobservatory.nasa.gov)。如盐水占总水量的绝大部分，在将它用于饮用或其他目的时需要进行脱盐处理。参见Cath的名为净化液体的系统和方法、公开号为20060144789的美国专利；Sirkar的名为用直接接触膜蒸馏和减压膜蒸馏的设备和方法、公开号为20060076294的美国专利；Marcellus的名为盐水、卤水和脏水的脱盐的机械及脱盐方法和制造该机械的设备、公开号为20060076226的美国专利；Craven的名为淡水的萃取设备、公开号为20050189209的美国专利。脱盐方法需要相当大的能量来完成。按照加利福尼亚海岸委员会的说法，脱盐成本范围在2,500-15,000kWh/AF(每英亩千瓦小时)。(见 http://www.coastal.ca.gov/desalrpt/dchapl.html)。 

当水被用在住宅和/或商业环境中，最终使用的水在可用和/或可再利用之前可能需要精心制备、消耗能量，以及进行处理。甚至湖水和溪水可能携带使人致病的病原体， 所以对其进行处理和/或加工使其能被人类安全使用才是适当的做法。 

传统的废水包含需氧的且以生化耗氧量(BOD)衡量的含碳化合物和含氮化合物(通常以NH4⁺存在)。BOD是确定生物有机体在水系统中的耗氧速度(通过有机物质的降解)的化学过程。BOD用于水的质量管理和评估的生态学和环境科学中。BOD₅表示在20℃的温度下经过5天的时间在黑暗中测量的微生物在水样本中耗氧的速度。 

在一些地区，执行控制水污染法律要求在废水处理目标中除了去除含碳化合物和悬浮固体外，还需考虑去除氮和磷。磷和含氮化合物是细胞生长所需的重要营养物质，这样持续将含磷和含氮水排放到自然界受纳水体，如河水和溪水中，终将导致进一步逐渐肥料化和富营养化，造成普遍的水生植物的繁茂。这样，反过来，危害水栖生物且造成水质量和水景观质量的逐步降低。既然水生植物的生长最终依赖可得到的营养物质，则减少磷和含氮化合物的含量即可限制这些不期望的生长。 

政府部门目前需要对这些废水进行进一步纯化，其中的重点是有机化合物、含磷化合物和含氮化合物。含磷化合物通常经过氧化沉淀被除去，即将化学物质加入到废水中且将含磷化合物氧化为作为难溶性盐而沉淀析出的磷酸盐。含磷化合物通常也在单个水池或化粪池中沉淀。 

进一步地，世界上一些国家存在一些由于可用的净水和/或能用于洗浴和清洁的水不足产生的严重健康问题。NGOs已经做出了一些努力如扶轮国际呼吁需要增加能使用的可信和安全的水(见http://www.rotary.org/aboutrotary/president/boyd/water.html)。在发展中国家，部分问题源于住宅中得到蓝水(也就是安全的可用于煮饭、清洁、洗浴和饮用的水)的市政基础设施难以使用。然而，即使在美国和欧洲，人们越来越意识到不管市政设施设计的有多好，即使在一些地区限制了水的供应，水的使用也已经对社会和经济产生了影响。在美国的拉斯维加斯，美国经济增长最快的地区之一，最近被报道说预计该市至2016年将用完其水资源。 

通常，在美国，许多家庭连接于提供输入水，即称为“蓝水”的市政水源。美国环境保护局(USEPA)通过执行联邦政府净水和安全引用水法律设立了水的标准来实施联邦政府净水和安全引用水实施法规。自然纯水不存在上述问题。在自然界，所有水都包含一些杂质。在溪水中流动的水，静处在湖中的水，以及大地上通过泥土和岩石层过滤的水，溶解或吸附它所接触到的物质。一些这样的物质是无害的。事实上，一些人恰恰偏爱矿泉水，因为矿物质使水具有充分吸引人的口感。然而，在某种程度上，矿物质，像 人造化学物质一样，被认为是使水味道不佳或甚至是危险的污染物。 

一些污染物来自自然岩层腐蚀，其他污染物是工厂排出的，农田使用的，或消费者在家里或庭院使用的物质。污染源可能就在你身边或可能离你数里远。当地水质报告能说明在饮用水中存在何种污染物，被发现的污染物的量，以及每种污染物真实的或可能的来源。 

一些地下水系统已经建立水源保护计划来保护它们的源头不受物质污染。同样地，一些地表水系统也围绕其水库的分水岭进行保护使水不受污染。现在，政府和水供应部门正系统地评估每个饮用水水源和确定污染物的潜在来源。该过程将有助于保护他们供应的饮用水免受污染，且主要结果将在以后的水质报告中呈现。 

蓝水适于各种家庭使用，因家庭和商业上汲取的水含有矿物质，蓝水还可用于对蓝水质量没有要求的方面，如，浇灌草坪，冲厕所。当水用作普通家用时，可使用不同质量的水。三种质量的水通常存在于连接市政污水系统或化粪系统的系统中。这三种质量的水包括：蓝水，如在把止水塞放入浴盆前一直开启输入蓝水的龙头直到水变热；灰水，如来自洗衣，淋浴，浴池的水等，其可能含有一些杂质；黑水，如来自厨房的水池，洗碗池，和厕所的水。按照USEPA，美国家庭平均每天使用400加仑的蓝水，约30％是户外使用，如灌溉草坪。一些专家估计多于50％的商业和住宅灌溉水由于蒸发，流失，或过度灌溉被浪费。图1示出了普通家庭用水设置情况。 

当前一些可得到的水处理系统涉及商业或市政规模的水处理设备。如，StankewichJr.的美国专利号3,764,523，名为含BOD水的硝化，涉及在活性污泥存在下利用氧气进行生物化学氧化，从含BOD水中除去含碳和氮食物的方法。 

为了提高水资源危机的意识人们已进行了其他努力，至少对于景观使用的灰水的再利用取得了初步成就。如，Art Ludwig的用灰水创造绿洲：选择、构建和利用灰水系统(4^thEd.2006年2月)，讨论了各种方法来节约新鲜(蓝)水以及用洗涤水进行灌溉。澳大利亚新水公司已经开发了水回收系统，用于处理和回收家用灰水；以及雨水回收系统，用于在家庭中回收和储存雨水(见www.newwater.com.au)。参见新水公司的水处理方面的PCT公开号WO 2005/095287。 

水回收系统包括全天候平衡灰水的变化和成分的收集单元，可以自动溢出到下水道。混合的灰水随后被泵抽送经毛发和棉绒阱进入处理单元，在其中进行生物处理，以及化学和物理过滤处理。处理后的污水随后通过轻度溴消毒处理且保持至少30分钟进行消毒。之后，污水被传送到尺寸适宜家用的回收装置的再利用部分。处理室有三个可替换的池，每一个每天能处理水235升，总的处理量大约是每天700升。新西兰绿洲净水公司开发的另一系统是净水系列2000(见www.oasisclearwater.co.nz)。该净水系统不是一个专用的池。它是一个包括五个处理步骤的废水曝气处理系统。液体通过液压分配器流过系统。废水首先进入预处理池，沉积池，从这里流进第二沉积池。水从第二沉积池出来后通过过滤器，在其中进行了生物和机械过滤。此后水进入中心曝气池，然后进入澄清池。澳大利亚水-新星公司开发了另一种曝气废水处理系统(见 www.aquanova.com.au)。水-新星公司(Aqua-Nova)的系统也是进行废水处理。而丹麦的BioKube开发了另一种系统(见www.Biokube.com)。BioKube公司的系统可对污水进行生物清洁来制备可用于灌溉的再生水。BioKube公司的系统在抽取废水进入清洁池之前在一个预处理池中降解硫化氢。同样可参照Hedegaard的美国专利公开号为2004/0173524废水的生物提纯方法及适宜实施该提纯方法的小型机械设备。 

发明内容

本发明一方面提供了低保养费的处理黑水、灰水和自然水源的民用的模块化系统。本发明包括进行以下处理的设备和方法：分离水源，大型过滤(如过滤大的颗粒物质等)，在调配罐中添加分离物质的操作，输送至曝气池，最后过滤，及可选的最后净化步骤。本发明涉及在家庭中处理和使用水的方法和设备。 

提供用于民用水处理的模块化设备的一个优点是其能降低家庭再利用水操作和大型水处理站运行和从水处理厂向独立住所输送水所需的化石燃料量。另一个优点是在一些水资源有限的或是限制使用水资源(如在干燥气候带)的地区，增加了居民的可用水量。本发明还有另一个优点是对于家庭来说由于以特定的循环更有效地再利用水而减少了用水量。同时本发明还有一个优点是在使用时根据水的质量分配水，如，用处理过的灰水代替蓝水来灌溉草坪。 

本发明的另一方面是提供一种水处理系统。该水处理系统包括用于接收来自水源的污水的沉淀池；至少一个用于接收来自沉淀池的污水的曝气池；用于对来自至少一个曝气池的废水进行消毒的消毒器；用于检测参数的检测器；以及，用于根据检测到的参数控制水处理系统操作的控制器。 

沉淀池配置为与厌氧消化器连通。另外，厌氧消化器接收来自沉淀池的污泥。而且， 通过检测器检测厌氧细菌活性的参数。控制器根据检测到的参数对细菌活性进行调整。而且，曝气池与曝气源连通。曝气源输送曝气物质，适宜的曝气物质包括，如：空气、纯化的氧气，以及臭氧。曝气源与调节器控制连接，用于控制输送曝气物质的速率，或水流的速率。此外，另一方面，通过检测器检测曝气池的参数。例如，可根据检测器检测到的参数决定曝气物质的输送速率，或者通过系统的水的流速。消毒器可以是臭氧发生器、紫外线光源、热源、蒸馏装置、反渗透系统和/或化学处理装置中的一种或者多种。在一些实施方案中，根据检测器检测到的参数启动消毒器。进一步地，检测器可检测可溶固体的总量、电导率、温度、色度、浑浊度、硬度、沉淀物、酸度、碱度、钙含量、镁含量、钠含量、碳浓度、氯浓度、硫浓度、钠吸收比、溴浓度、痕量金属浓度、重金属浓度、硝酸盐形式的氮浓度、磷酸盐形式的磷浓度、钾浓度、药物化合物、激素和/或新陈代谢副产物中的一个或多个参数。检测器与计时器通信连接，以及该检测器能以一定时间间隔进行检测。进一步地，检测器能根据需要对控制器提供实时检测数据。 

本发明另一方面公开了一种水处理方法。该方法包括：从水源接收污水，对从水源接收的污水进行需氧处理，对经过需氧处理的污水进行参数检测，以及根据检测参数的结果调整对污水的需氧处理。该方法还包括对从水源接收的污水进行厌氧处理。另外该方法还包括添加控制反应的物质的步骤。另外，根据检测到的参数的结果完成添加控制反应的物质的步骤。该方法也可以包括一个或多个过滤步骤，也可以包括一个或者多个杀菌步骤或过程。杀菌步骤可选择以下设备：臭氧发生器、紫外线光源、热源、蒸馏装置、反渗透系统和/或化学处理装置。进一步地，该杀菌步骤包括选择不止一种杀菌处理方式，并根据检测到的参数以连续的、并行的或者可选择的方式进行杀菌处理。进一步地，在一些实施方式中对系统的输出进行检测。在另一个实施例中，对系统的输出进行原地再利用。另外，可对从水源接收到的污水进行分离。 

引用结合本说明书中提到的所有公开物、专利以及专利申请在此通过引用结合到本文中，实现与对每个单独的公开物、专利以及专利申请进行具体和个别说明以通过引用结合到本文中相同的效果。 

附图说明

本发明具备新颖性的特征在附加技术特征中进行了详尽的解释。下文详细地描述了本说明书的实施方式，通过下文的详细描述将得到对于本发明的特征和优点的充分理解，在实施方式中运用了本发明的原理，且其中附图如下： 

图1a-d示出了连接市政下水道或传统化粪系统的住宅用水系统，如发明背景中所述，目前使用的雨水集流系统，说明了来自普通家庭和代表性的土壤层的水的成分。 

图2说明了在现行方法作用下的水的流向； 

图3a-d说明了几个在使用地处理水的系统； 

图4a-b说明了使用地水处理设备的附加的细节； 

图5a-b是本发明的系统和方法的操作步骤的流程图；和 

图6说明了通过本发明对水的流向的改变。 

具体实施方式

图1b示出了利用重心引力收集雨水的雨水集流系统。如，雨水从房屋屋檐下落进入雨水沟。该雨水沟随后运送雨水且将其完全排入管体式水塔。当该管体式水塔内的雨水达到其150加仑的容量时，溢出的水通过管道且完全流入900加仑的鼓状池。两个300加仑的桶收集从900加仑的鼓状池溢出的水，以及任何其它的溢出水流入公共排污系统。水龙头位于管体式水塔和900加仑的鼓形罐的底部。当水龙头打开时，管体式水塔和鼓形罐中的水压将水排出。如，构建一个库顶为42′x48′、坡度在约1到2的系统，用作收集器的系统。在小的降雨期间一天能收集400加仑雨水，在暴雨期间，几个小时就能收集1500加仑。单凭经验方法计算的被收集的平方英尺面积上的雨水的量，约为，在我们的25×40英尺的屋顶上，每一次降雨有400加仑水。 

灰水是除了厕所和源于丢弃垃圾而被浪费的养料外的所有废水。灰水的特征在于它的氮含量和黑水中的氮含量相比更少，黑水也就是来自厕所的水。本领域的技术人员应该意识到，氮是最严重和难以除去的影响潜在饮用水供应的污染物之一。另外，灰水含有较少的能够通过水传播有机物的病原体。最终，灰水比黑水降解更快。如图1c所示，灰水通常包括5％的混合成分1，10％的厨房水2，15％的洗衣水3，和30％的洗浴水4。对于普通家庭，剩余的使用水，即40％的部分，是来自厕所。灰水通常含有50％磷，10％氮和40％化学需氧量，而黑水含有50％磷，90％氮和60％化学需氧量。如图1d所示，水在到达水位和饱和区之前通过不饱和区排放到土壤上。这样水必然通过自然过程得到过滤，这与雨水通过土壤，岩石等实质是自然的过程得到过滤相似。 

在大多数住宅的供水系统中，包括市政系统，水从水源210如井，河，湖，水库或 市政水源中得到。随后水通过输水系统212进行输送。通常水在经分配216到最终使用者220之前经过几个级的处理214。一旦最终使用者使用水，如，通过洗浴，洗衣，煮饭等，可收集的水经收集220而被输送到废水处理设备224。经过处理的水随后经排放226，如，回到水源210，或循环水经第三级清洁230后经分配232输送给最终使用者使用。第二，最后的第三级处理使用通常是市政使用如绿化灌溉，可参照，如，加利福尼亚红杉市的关于循环水的背景，可从http://www.redwoodcity.org/publicworks/water/recycling/background.htm得到。 

如表1所示，加利福尼亚能源协会报道了在水的输送周期中所使用的能源，如下： 

表1 

用水循环环节的能量强度范围 

参照加利福尼亚水-能源关系(WER)，表1-2，P.9(公开号CEC-700-2005-011-SF)。用于将水输送到最终使用者的大部分能量发生在开始的水供应和输送、水处理和水分配的三步中。适度量的能量被用于收集、排放及循环水处理和分配中。在德克萨斯州，如，被最终使用者使用的大约25％的水仅用于景观美化目的，同时USEPA估计平均约30％用于户外，另外，40-60％的水用于其他非土地灌溉且回到市政系统成为灰水(图1C证明)。这样，减少水供应量将将减少输送水所需的能量。 

图3a-d说明了本发明的系统的各种可操作的设计。在图3a中，蓝水20从水源得到，如市政供应水或井水，进入家庭10，公寓，住宅，或小型商业场所。水在使用地被使用者使用且使用后的水流出家中。流出的水可以进行水源分离350，如，通过分别汲取水源或使用一个或多个在线传感器来确定水质是黑水322，(如90％氮和60％化学需氧量)或灰水324和蓝水326(如10％氮和40％化学需氧量)。随后水，如，直接进入市政废水系统或使用地黑水化粪系统340，其将处理黑水，或进入使用地水系统360，其将处理灰水324或灰水与蓝水的混合体326。当用使用地水系统360处理水时，其将在使用地使用370，如，灌溉草坪，补充当地水位。通过即刻就地使用，减少了30％水的需求和在输送水整体减少的基础上减少了输送水所需能量。另外，当地使用补充水位减少了沉降的影响。 

在图3b所示的另一种系统中，蓝水和黑水流出住宅10中且随后将被分离器350根据其质量对水进行分离处理。该分离器通过使用与一个或多个适于确定流出住宅的水的参数的传感器连接的控制器来分离水。根据测量的参数，该控制器控制处理水在用预处理系统的同时是通过灰水系统还是黑水/市政系统。被分离的水或将被输送至，如市政废水系统340或经由使用地系统360进行再利用。就地利用包括，如土地灌溉，滴灌和传统灌溉，还有其他家庭使用，包括如，洗衣和洗浴。 

如图3c所示，水不经分离，而是所有的水(灰水和黑水)在一个单独的系统中被就地处理使其能直接再使用。在图3d所示的其他系统中，水仍被使用地系统360处理。从使用地系统360排出水后，如果需要的话，将根据该水是否干净到足以就地再利用对被处理的水进行可选地分离350。没有干净到足以就地再利用的水被回收到使用地系统360中进行进一步处理或排到如市政废水系统340中。 

如同本领域技术人员会注意到的，系统的分离部分能通过如根据设置在水流中的一个或多个位置上的传感器采集到的参数结果来分离水。相对于该采集到的参数，可开启一个在一个或另外的方向上引导移动流体的阀。通过提供多于一个的在线传感器，可提早检测到参数的变化以启动分离器。通常在检测到一个不符合要求的参数时启动分离器，分离器将提前被启动来确保将检测到的液流分离。这种早期分离也可捕抓到如具有灰水参数的流体。进一步地，该系统可以提供一个或多个分离器，使得可在处理过程中的不止一个位置进行分离。该分离器通常由连接控制器的传感器控制。 

图4a-b描述了图3a-d的使用地系统的附加细节。水从水源60进入该系统。水能以 在第一步发生沉积的速率流经生物降解区。通过先确定水中颗粒物的平均沉积速率，再通过控制器调整流速来确定适当的速率，使得水在该区域的时间比颗粒物从该区域的顶部到底部的平均沉积时间更长。通过调整水的流速到所需物的沉积速率能使得任何需要沉积的颗粒物沉积。细菌的供应也根据水流的调整进行相应调整。水源可为从站点得到的任何水，包括但不局限于蓝水、黑水、灰水、雨水(如来自雨水集流系统的水)等。水可从一个或多个水源收集且收集在沉淀池410中。 

该沉淀池410能够与控制器和电源连接。沉淀池410中的污泥412被收集在池底部，或被收集在与沉淀池连接的一个储罐内。污泥412能从沉淀池中清除且可选将其通过厌氧消化器414处理产生能源。从沉淀池出来的流体经过一个或多个曝气池420、426。该一个或多个曝气池可与一个或多个曝气源连接。对一定时间内流经该系统的废水和/或曝气量或臭氧化的量进行控制，更易促进和优化微生物的生长条件，因为消除了“日循环高峰”。因此，达到更好的细菌生长条件可对水进行更好的净化。 

可通过一个或多个调节器423、429或控制器对曝气做进一步的控制。在某些情况下，两个曝气池需要一个单独的调节器和一个单独的曝气源，在其它配置中每一个曝气池由其自身的调节器和曝气源进行控制。一旦流体通过一个或多个曝气池，该流体被供应到一个或多个消毒器中。该消毒器可串行排列或相对曝气池的出口并行排列。该消毒器430可为，如，臭氧发生器、臭氧机、紫外线光源、热源、蒸馏系统、反渗透系统和/或化学处理器。一旦流体通过该一个或多个消毒器，该流体就被450检测且被检测的污水490，如果其足够清洁的话，随后将就地重新使用。进一步地，提供不止一个消毒器，可根据来自检测器的参数连续、并行地启动或者可选择地启动消毒器。 

如同本领域技术人员会注意到的，可提供一个或多个检测器。如，一个检测器可用于在曝气池中检测水。对于本领域技术人员来说，可选用适当的检测器，包括，如，pH检测器、细菌检测器等，以检测水的质量，以及确定是否需要加入和需要加入多少能够影响生物反应速率的细菌或其它本领域技术人员已知的物质，以辅助水处理过程。以一定时间间隔对水进行检测，如，由控制器控制在处理过程中的几个点上，如果需要的话，包括水最初置于池中时。可以配置一个与检测器通信连接的计时器，以控制对水进行检测的时间。通过，如使用能随时间流逝而溶解以暴露预定量细菌的材料覆盖水面的方法配置的细菌生长表面，以逐渐释放的方式使细菌暴露在储罐的水环境中。在另一种实施方式中，细菌被保存在细菌释放箱中，该细菌释放箱不时地，或是根据需求，或是在限 时释放器的作用下，释放所选择数量的细菌。 

生物氧化发生在至少两个阶段中。首先，至少一部分有机污染物在活性污泥存在下是至少部分经过气体处理的，如，经过曝气处理。第二，处理后的废水-活性污泥混合物从处理阶段中排出，且在静置澄清步骤中分离污泥和净化的水。在静置澄清步骤中分离的污泥至少部分循环进入处理阶段。 

使污泥具有活性的方法通常是细菌和原生动物的混合系统，其中活性污泥中的细菌消化溶解曝气池中的废水中的有机物质，而原生动物(如钟形虫属、弓形虫属、累枝虫属、盖纤虫属、草履虫属和豆形虫属)在繁殖的细菌上捕食。细菌的世代时间能短至20到120分钟，然而原生动物的生命跨度，如，以草履虫为例只有10小时。这样氧气利用率较低使得空气扩散进入曝气池的速率较低，且估算的OTR值最多约为1mmolO₂/lhr。这样，处理速度较低，且处理含有高浓度有机物质的废水较困难。 

在某些实施方式中，希望通过主要成分是具有较短世代时间，即高繁殖率的细菌的活性污泥，以及通过增加曝气池中液体的OTR值，使活性污泥适应新环境，以及尤其是使用主要成分为细菌的凝聚剂实现废水处理。废水中的含有机物质的高效活性污泥可通过以下方式获得：将废水引入曝气池，且在活性污泥存在下通过将氧气(其可以是空气或臭氧的形式)输入曝气池中对废水进行曝气处理，其中在氧气输送到曝气池的输送速率为5到80mmolO₂/lhr的条件下氧化有机物质，且尤其是主要成分为细菌的凝聚剂在氧气输送速率至少为10mmolO₂/lhr的情况下形成。需氧微生物将不稳定的污染物转化成稳定的、不易腐烂的化合物。 

这样，如，曝气池中未处理的废水和得到很好曝气的富含需氧微生物的活性污泥，二者的化合能用于将不稳定的污染物转化为稳定的化合物。转化发生速率能进一步通过污泥的曝气量进行控制。当通过添加溶解氧来进一步刺激微生物时，微生物吸附未处理水中的悬浮的和溶解的污染物，以减少转化成稳定化合物的污染物质。 

微生物和稳定化合物的混合液体随后将根据需要转移至澄清器中。在澄清器中，固体、曝气的微生物和稳定化合物，被分别通过水载介质加入且静置在澄清器底部。具有过多微生物的固体随后回收到曝气池的入口端。 

废水将按照惯例，在第一步骤中，先与活性污泥混合，同时以空气、比空气具有更高氧气含量的气体或以臭氧的形式引入分子氧。因活性污泥中含有具有活性的耗氧微生物，废水中的有机污染物被分解或降解，该特殊机制被部分转化为细菌物质，且部分转 化为二氧化碳和水。第一步的总的结果是氧化进入系统的液体中的含碳化合物。该步骤中的微生物需要氧气维持其代谢功能，以及生长和繁殖，以快速降解废水中的有机物质。该微生物是相对紧凑的，即具有充分低的密度和低的比表面体，这样他们能在后置澄清器中静置污泥时被除去。净化的废水和污泥随后从后置澄清器中被排出。部分被排出的包含沉淀的微生物的污泥循环到第一处理步骤，使废水一活性污泥混合物中能保持所需数量的微生物，以保证生物处理的持续进行。 

污泥能以可变速率整日输送，这提供给水处理工厂必需的相对于待处理的水量是优化的大量污泥。在一些实施例中，对净化的富含硝酸盐的水进行硝化。由于硝酸盐的存在，能够获得低价的析出磷。 

在主要是自养细菌存在的条件下，除了有机物质的生物降解外，在包含将铵态氮氧化至亚硝酸盐和硝酸盐的第二步骤中可同时进行化学降解。在该第二步骤中，将空气或含有的氧气百分比比空气更大的气体供应给细菌。第二步骤中发生的化学降解是废水的硝化，以及大多数情况下在主要的生物降解已经在第一步中发生后才进行。中间澄清池可设置在第一和第二步骤之间。 

在活性污泥存在下，该至少部分使用气体(空气、氧气、臭氧)的废水处理方法进行的是有机物质的生物降解，产生废水一活性污泥混合体，其将从处理区被收回且被分成净化水和污泥。该活性污泥至少部分被回收进处理区，和/或经过生物反应器进行处理。在用于携带氮化细菌的大孔携带物质的存在下，至少在一个处理步骤中发生硝化。至少部分使用气体的污水处理方法可根据系统内的传感器检测到的参数进行实时控制，以向该提供更多或者更少的气体，使反应加速或减速。参数包括，但不局限于pH值，如，pH值在6.5到8.4的范围内被认为对于灌溉用水是适当的。 

其他重要参数包括，如，总的含盐浓度、电导率、钠吸收率、有毒离子的存在，以及痕量元素和重金属的存在。这些参数与控制反应相关，如，通过改变废水和/或污泥的流速，改变曝气的速度，和/或改变向该系统提供的促进反应的添加剂的比例。 

表2说明了附加参数。 

表2 

废水可测参数 

为硝化细菌使用具有低比重的大孔物质作为携带体或衬底材料为集群提供了大的活性表面积，这样，允许细菌菌落在处理系统中均匀地分布。通过在衬底材料的大孔物质中进行繁殖，则硝化细菌被迫以分散模式进行生长，这相对于使用传统凝聚活性污泥的情况能够得到足够大的传质面积。因第二步骤中的BOD负荷较小，在不考虑曝露给微生物增长的高表面积的情况下，没有因自然氧化而产生过量污泥的重大危险。既然硝化细菌也固定在携带物质的大孔中，且后者易于保持在反应器中，硝化细菌可能被排入排水渠的危险被消除，这样使第二步骤的进行无需后期的净化步骤。同时，发生在后期净化步骤中因反硝化问题产生的浮泥问题也将被消除。如使用低比重携带体，假定该携带体具有相对小的个别颗粒的形式，利于含氧气体(空气和/或工业氧气和/或臭氧)的以细型如0.1至0.5mm、中型如1.5至3mm，或大型如3至10mm起泡的形式引入反应器的有力循环方式，以维持硝化处理。可选地，可以用机械手段增强必然发生的波动，如，循环泵或搅拌器。在一个实施例中，聚胺酯泡沫体被用作携带体。 

可通过限制特定位置的溶解氧的浓度到约1至3mg O₂/l或在较高的范围内选择个别颗粒的直径，如直径优选为约15到50mm，的方式在携带体内产生厌氧区，使得在反应器内除了发生硝化作用外也发生反硝化作用。该厌氧区可被控制器来控制，该控制器调节厌氧区可得到的溶解氧的量。 

为了通过所说明的需氧细菌和其他生物生命体促进有机废物的生化移除，必须为维持需氧生物活性提供足够的氧。到结束时，在传统的污水处理过程中的活性污泥曝气的步骤中，气泡引入到曝气池中的混合液体中。空气仅含有约23％干重的氧气，这样，利于管理氧气重量百分比多达90％或者95％的富氧气体的气泡。 

在一步活性污泥污水处理系统中，澄清的沉清液体从沉淀澄清池顶部流出且可能随后被排放。在两步活性污泥污水处理系统中，从沉淀澄清池中出来的沉清液体进入进一步的进行硝化的氧化或氧气处理区，硝化即是将可溶解的氨转化成硝酸盐。该硝化池顺次连接有沉淀澄清池，沉淀活性污泥从该沉淀澄清池回到硝化池中，以及沉清液体将根据需要从该沉淀澄清池中以工厂污水被排出。 

活性污泥不能独自使被处理的废水达到完全净化。这样，在普通的一步或两步法的活性污泥污水处理工厂中，有机废物通常保留在从最后的沉淀澄清池流出的沉清液体中，处理后的每100cc污水中大肠杆菌计数高达10⁵。 

在实践中，从任何这样的设备排出的污水不进行进一步处理一定包含大量的需氧物 质，以化学需氧量(COD)来表示，以及可生物降解的有机物，以生化需氧量(BOD)来表示。当大多数活性污泥处理系统的BOD被系统中的需氧细菌同化，即使是操作很好的设备，也不可避免的在包含高度分散的细菌的废水中残留从沉淀和排出过程中逃脱的BOD。 

细菌包括潜在的线型菌，另外污水会含有其他病毒形式的线型菌。将这些细菌和病毒排放到公共水域中将促使传染性疾病的扩散，按照公共健康法规定通常在将工厂污水排放到承受水域前需要通过消毒进行额外的处理。如，美国环境保护局规定对处理后的工业污水中的大肠杆菌进行计数，每100cc污水中的大肠杆菌数不能大于200。这样的消毒处理可以通过采用各种传统的氯消毒剂来实现，氯消毒剂已被发现具有有效的杀菌性能。 

臭氧作为普通消毒剂其效力被公认已有很长时间。例如，公知的臭氧的杀菌性能使得臭氧被用于对饮用水进行杀菌，尤其是在欧洲。 

用臭氧-以空气或包含少量百分比臭氧的氧气的形式，来处理污水处理设备中的污水-已受到广泛建议来替代氯化处理。已被发现对污水处理设备的污水进行臭氧处理对于污水杀菌很有效，另外，臭氧处理能加快反应速度。然而，这在包括使用地水处理系统的范围内还未达到商业利用。 

在处理过程中的一个或多个站点和时间上进行水处理过程的实时检测和调节使使用地水处理系统能达到的水质量足以就地被再使用。 

图4b所示的系统示出了至少能处理灰水的系统的部件。附加的系统可顺次地或并行地设置。一旦水源被分离，在不脱离本发明的范围内，在考虑气候和系统安装的生态环境下可以配置并行的定位于水源的处理系统。 

如上所述，水根据水源被分离，其中水源被分类为家用灰水、家用黑水和天然源(如雨水)。为了简单说明，示出了一个单独的处理系统。然而，如同本领域技术人员会注意到的，为了便于住宅使用(如，在每天10-2500加仑水的范围内；具有根据储存目标加仑数的配置的容量：储存能力500-25,000加仑)，系统被设计为模块化和紧凑形式。另外，系统可被设置为并行式的，那样一旦水根据水源进行了分离，每一种根据水源分离出的水体将进入自己的处理系统并随后被混合回到住宅，或作为功能水源分别回到住宅(如黑水，被处理和返回住宅后在厕所中使用；灰水，被处理和返回住宅后用于洗衣等)。 

大颗粒物质可被除去，如，通过中间过滤器402。合适的过滤器包括，如，尼龙长袜或纸芯过滤器。该过滤器402能以那些本领域的技术人员所知的多种方式进行配置。一种机构提供了一种将传感器的状态发送至一控制器的旋转罐过滤系统。一旦过滤器不能有效地对水进行处理(如过滤器充满了)，该罐将旋转以露出一个新的过滤器。这样的旋转过滤器罐降低了系统进行保养的频率。另外，该过滤器可配置为包括一个或多个传感器，该传感器用于检测对水处理系统有害的或影响系统的生物活性的物质(如漂白剂)是否超出预定量或超出量为多少。在这样的情况下，该传感器可以传送信号给控制阀来调控液体，以阻止水进入系统且发出系统需要保养或注意的警报。 

当水通过中间过滤器402时，水进入沉淀池410，或缓冲罐来保持。如上所述，当水在沉淀池410中时，额外的物质可能沉淀在池底部或漂浮在顶部，在此处可将其除去。在经过可选的除去物质的第二步后，水被输送至曝气池426，在其中水被搅拌(如用桨或搅拌器)使水曝气。另外，或可供选择地，将氧气加入到曝气池中的水里或用任何其他技术进行可控曝气。水的曝气有利于阻止有害细菌在水中繁殖。消毒器430可为，如臭氧发生器、紫外线光源、热源、蒸馏系统、反渗透系统和/或化学处理器。该系统可由调节器440来控制和调节，该调节器440可以根据控制信号来调节一个或多个参数。进一步地，系统可采用不止一个消毒器，消毒器可被连续地、并行地激活，或可根据从检测器得到的参数进行选择性的启动。 

在不脱离本发明的范围内也可在系统中设置另外的过滤器。在不脱离本发明的范围内也可在设置另外的曝气池。 

如，检测器也可被配置在曝气池中来检测水。适当的检测器对本领域技术人员来说是显然的，包括，如，PH检测器，细菌检测器等，来检测水的质量，以及确定是否需要加入和需要加入多少将影响生物反应速率的细菌或对于本领域技术人员来说已知的物质，以在水处理过程中起辅助作用。水检测以一定时间间隔进行，如，由控制器控制在处理过程中的几个点上，根据需要包括水最初进入池中时。可以配置一个与检测器通信连接的计时器，以控制对水进行检测的时间。如通过使用能随时间流逝而溶解以暴露预定量细菌的材料覆盖水面的方法配置的细菌生长表面，以逐渐释放的方式使细菌暴露在储罐的水环境中。在另一个实施例中，细菌被保存在细菌释放箱中，该细菌释放箱不时地，或者按照需要，或者是在限时释放器的作用下释放所选择数量的细菌。 

另外，可使用控制装置控制子系统的运行，如，检测的速率和/或时间，增加细菌 的速率和/或时间，曝气(搅拌或添加氧气)的速率和/或时间。另外，控制装置可配置为用于接收来自任何子系统，如检测设备、细菌输送设备或曝气系统的输入数据。控制装置的信息可随后被用于确定接下来的细菌或者氧气输送和/或检测的时间间隔。另外，当水质水平表示出过滤器需要维修时，该控制装置可发出警告信号。此外，或可作为选择地，该控制装置可与远程或中央站建立通讯来检测水质水平，细菌水平(或在水中的或在细菌输送系统中的)，也可检测过滤器替换和系统服务需求。 

如上所述，可根据需要将细菌从细菌分配器中添加到曝气池426中，以进一步辅助水处理的进行。控制器可根据检测结果和/或通过中央站控制细菌的添加。之后，水在被输送到最终过滤装置前需要对其进行至少一次检测。适当的过滤装置对于本领域技术人员来说是显而易见的。与上述过滤器相似，可使用旋转罐过滤系统，其将传感器的状态发送至控制器。当该过滤器不能有效地过滤水时(如过滤器充满了)，该罐旋转以露出一个新的过滤器。这样的旋转过滤罐降低了进行维修的频率。在最后的过滤后，在将水返回住宅使用前(无论是田地或室内)，可用如紫外线光源或臭氧对水做进一步的检测和/净化。 

图5a示出了本发明的方法的操作步骤的流程图。在最初的可选择的步骤中，进入系统的水根据水源510进行识别和分离。通常，水被分为灰水和黑水。可用适当的机械设备实现分离，如美国大多数住宅建筑法典目前要求的分离管道，或通过使用一个或多个设置在输入端上(如沿着输入管设置)的水质传感器。水一旦被分离，每一种分离的水体便可在其自己的模块化处理系统中分别进行处理，或，如，黑水可以直接进入市政污水系统，而灰水和/或天然源的水(如通过集流系统得到的雨水)直接进入其自己的模块化处理系统中，或同样的处理系统中。分离步骤可在处理过程中的最初阶段或在其后进行，通过回顾图3a-d可以注意到这一点。 

一旦水根据水源进行了分离，大的颗粒物质即可通过，如，过程过滤512，这可以例如，用尼龙长袜、纸芯过滤器，或其他适当的能滤除大颗粒的过滤装置得以除去。 

通常，为了使水可以饮用的水处理装置包括一系列絮凝/倾析/过滤类型的物理/化学处理单元，以氧化单元作为补充。 

可利用絮凝处理，如通过添加凝结剂(氯化铝聚合物、氧化铝、氯化铁等)来调节水中胶体微粒状态的物理/化学步骤，使得水中胶体微粒能通过倾析被消除。 

微生物、微污染物、不能通过絮凝移除的化合物(铁离子、镁等)，利用强氧化剂 如臭氧、氯气或二氧化氯破坏它们的成分。移除微污染物，如果是易挥发的可通过汽提(强制性空气循环)实现或用活性碳进行吸附的方法实现。后面的方法具有不像氧化剂那样无论怎样都不能破坏污染物的缺点。可单独使用臭氧或与过氧化氢或紫外线结合使用来使水可饮用。为了使水能够饮用而进行水处理的标准设备可包括絮凝单元与其后的倾析单元、过滤单元(如涉及石英砂)、臭氧处理单元、涉及颗粒或粉末活性碳的过滤单元，以及最后的消毒单元。 

常用于饮用水装置的过滤单元优选具有两层过滤物质，且特别地，第一层颗粒碳位于第二层石英砂的上方。假如定期地冲洗颗粒物质的基床，则采用这种叠加层过滤物质使其能有效地阻挡待处理水中的颗粒物。当水被过滤512后，水被输送至沉淀池514或污泥池进行静置。当水在沉淀池中时，额外的非水物质或将沉淀在池底，或浮在顶部，在这里该物质将被除去，如，通过用桨撇取水的顶部除去浮层。厌氧处理通常发生在沉淀池内。进一步地，检测512和添加物质，如细菌或酶，也能使沉淀池中进行的厌氧处理更有效。 

然后，水从沉淀池514输送到曝气池516，水在曝气池中进行曝气(例如，用桨或混合器搅拌或通过喷水式饮水口曝气)。可加入氧气或臭氧提高曝气度(如用喷水式饮水口或曝气系统)。另外氧气或臭氧的添加速度可被调节到最适合曝气处理的值。可根据来自曝气池的传感器参数调节输送氧气或臭氧的速度。本着有利于该过程的原则，可持续地或定期地进行检测520。 

另外，通过设置检测器对水进行检测520(如pH值，细菌数等)，来检测是否需要添加以及需要添加多少细菌用于辅助处理。预期适宜测量的参数对本领域技术人员来说是显而易见的。 

检测可不时进行，如果需要，或当水最初进入池中时进行或持续进行。根据需要可将细菌或其他物质添加到曝气池中，以进一步辅助水处理。本领域技术人员可从橡子生物技术公司(Acorn Biotechnical Corporation)，该公司生产用于清洁产品和水处理的细菌培养物和酶，以及生物专家有限公司(BioExport Ltd.)、生物科学公司(Bioscience，Inc)和其他本领域技术人员熟知的公司获得适合的细菌。在一个实施例中，可通过在曝气室内设置细菌生长表面添加细菌，该曝气室具有与内含细菌的水接触的(如利用细管或格栏)大的表面积。此后，在将水输送至可选的最终过滤218单元前应至少对水进行一次检测。经过最终的过滤，在将水输送回住宅使用(无论是绿化或室内使用)前可以进行进一步 的检测和/或净化。检测和/或细菌添加可通过设备内的控制器和/或与设备内的控制器通信连接的中央站来控制。 

可选择对水进行一次或多次杀菌处理524。输出526可被运送至市政污水系统532或进行使用地再利用530。在使用地再利用之前，该输出526再次被检测以确定其是否满足再利用所需的参数。 

图5b示出了本发明的处理方法的详细步骤。水，如废水，从水源被直接输送至沉淀池514。可用适当的机械装置进行可选的分离步骤，如美国大多数住宅建筑法典目前要求的分离管道，根据需要，或通过使用一个或多个在设置在输入端上(如沿着输入管设置)的水质传感器。分离步骤可在处理过程中的最初阶段或在其后进行，通过回顾图3a-d可以注意到该点。 

如上所述，为了使水可以饮用的处理水的装置通常包括一系列絮凝/倾析/过滤类型的物理/化学处理单元，以氧化单元作为补充。 

当水在沉淀池中时，额外的非水物质或将沉淀在池底，或浮在顶部，在这里该物质将被除去，如，通过用桨撇取水的顶部除去薄层。厌氧处理通常发生在沉淀池内。进一步，检测512和可选择地物质的可控式添加，如细菌或酶，也能使沉淀池中进行的厌氧处理更有效。 

然后，水从沉淀池514输送到曝气池516，水在曝气池中进行曝气(例如，用桨或混合器搅拌或通过喷水式饮水口曝气)。可加入氧气或臭氧提高曝气度(如用喷水式饮水口或曝气系统)。另外氧气或臭氧的添加速度可被调节到最适合曝气处理的值。此外，可根据来自曝气池的传感器参数调节输送氧气或臭氧的速度。以便于采用这种方法为基础，可持续地或定期地进行检测520。可选地，可以调节水经由系统进行处理的速度。 

另外，通过设置检测器对水进行检测520(如pH值，细菌数等)，来检测是否需要添加以及需要添加多少细菌用于辅助处理。预期适宜测量的参数对本领域技术人员来说是显而易见的。 

检测可不时进行，如果需要，或当水最初进入池中时进行或持续进行。根据需要可将细菌或其他物质添加到曝气池中，以进一步辅助水处理。本领域技术人员可从橡子生物技术公司(Acorn Biotechnical Corporation)，该公司生产应用于清洁产品和水处理的细菌培养物和酶，以及生物专家有限公司(BioExport Ltd.)，生物科学公司(Bioscience，Inc)和其他本领域技术人员熟知的公司获得适合的细菌。在一个实施例中，可通过在曝气室 内设置细菌生长表面添加细菌，该曝气室具有与内含细菌的水接触的(如利用细管或格栏)大的表面积。此后，在将水输送至可选的最终过滤518单元前应至少对水进行一次检测。经过最终的过滤，在将水输送回住宅使用(无论是绿化或室内使用)前可以进行进一步的检测和/或净化。检测和/或细菌添加可通过设备内的控制器和/或与设备内的控制器通信连接的中央站来控制。 

可选则对水进行一次或多次杀菌处理524和检测处理521。输出526可被运送至市政污水系统532或进行使用地再利用530。在使用地再利用之前，该输出526再次被检测以确定其是否满足再利用所需的参数。 

图2示出了当前使用水的方法。本发明的水处理方法，如图6所示，充分地改变了水的使用和处理方式以及处理水所需的能量。仍从水源610如井、河、湖、水库或市政水源获得水，随后通过水输送系统612进行输送，并在经分配616到终端使用者620之前，对水进行若干级的处理614。然而，一旦终端使用者使用水，如淋浴、洗衣、煮饭等，可收集的水经收集622和处理624。处理后的水经排放626，如，回到水源610，或在经检测636后供最初的终端使用者在使用地再利用632。另外，在处理过程中可能产生一些能源634，进一步减少了系统的能量荷载。另外，如同本领域技术人员会注意到的，子步骤640发生在使用地而不是在离使用地较远的地方。 

如同本领域技术人员会注意到的，多数有机废物包含多种如对其进行适当处理能能转化成甲烷(CH₄)的物质。通过已知的生物处理方法得到甲烷，如厌氧发酵(也被称为厌氧消化)，该方法包括在适度温度，环境压力，和几乎中性的pH值下将有机物质转化为甲烷和二氧化碳。厌氧发酵通常在没有外生电子接收体如氧气，硝酸盐和硫酸盐的情况下，通过一系列微生物相互作用进行。传统的厌氧发酵通常用于进行废水处理。 

人们已经研究产烷生物(也就是产生甲烷的细菌)在产生甲烷的消化处理中的功效。因产烷生物分解代谢的酶解物的量有限，所以，对于通过厌氧消化将复杂的有机酶解物降解为甲烷，其他有机物也是必须的。因此传统的厌氧消化器通常包含发酵细菌，产乙酸菌和产甲烷细菌的混合物。 

发酵菌使可水解的聚合物(可溶的糖，肽，和长链脂肪酸)转化成有机酸和乙醇中间体。这些中间体随后在产乙细菌的作用下转化成氢气，二氧化碳和乙酸，该氢气、二氧化碳和乙酸之后在产甲烷细菌的作用下转化为甲烷。酸和乙醇中间体转化为甲烷的速率相对于将氢气和二氧化碳转化为甲烷的速率来说较慢。这样，在一些实施例中，可在 系统里提供一种厌氧消化器。为了增强厌氧消化器的性能，可以对该消化器进行调整，将其保持在温度在大约20℃到大约55℃的高温范围内的“绿室”环境内。该绿室优选使用太阳能能源来保持高温。得到的污泥经过厌氧消化器产生额外的生物气体。有机物质随后通过，如收集污泥，从污泥中产生包含硫醇的经过提炼的生物气体成分，并将含硫醇的生物气体成分引入耐高温硫醇燃料电池中的方法转化为电流。该燃料电池随后在不显著降低燃料电池性能的情况下，通过电化学处理将生物气体成分转化为电流。 

另外，如上所述，可在系统中采用紫外线(UV)光源。如，紫外线光源可用于对排出系统的水进行附加的杀菌处理。另外，UV可用于辅助对水进行臭氧化的处理。 

表3 

用水循环环节的潜在的可节约的能量强度 

因水在使用地被处理和检测，降低了供应和输送步骤612、处理步骤614和分配步骤616所需的能量。降低的一方面直接源于大约20％至30％的水被用于景观美化的事 实。通过减少水供应和传输量多达25％，用于景观美化的水将充分地减少。能量需求可能会进一步减少，因高达60％的使用水能被就地再利用，因而进一步减少了来自水系统的个体的总汲水量。这样，每个单元对在一个水利用循环的每个能量单位中能实现配置的能源节约15％到57％之间。 

按照该说明书公开的内容配置的系统具有的清洁水平为：BOD＜25g/l；COD＜125mg/l，P＜1.5mg/l，SS＜35mg/l，能实现的更好的清洁水平为：BOD＜10g/l；COD＜75mg/l，NH₄＜5mg/l，P＜1.5mg/l，SS＜15mg/l。该系统一般适用的范围是每天处理水在约500到约10,000加仑之间，且存储的水量在约10.000到约1,000,000之间。这样，系统适于处理量在65立方英尺和约13,368立方英尺之间，存储量在1,368立方英尺和约133,680立方英尺之间。 

在进一步理解本发明公开的实施方式的过程中，本领域技术人员可能会对一些美国专利感兴趣，这些专利包括但不局限于3,930,998水处理；3,960,717处理废水的方法；3,964,998在废水处理方面和涉及废水处理的进展；3,994,802从废水中除去BOD和含氮污染物；4,056,465制备非罐装的活性污泥；4,132,637在水处理中用臭氧化的废气循环进行臭氧消毒；4,153,544处理有机废水的方法；4,160,723从废水中除去污染物的方法和装置；4,162,153通过处理含BOD的物质产生具有高含量的氮和磷的生物量；4,173,531废水的硝化-反硝化；4,202,763高效的污泥活化方法；4,415,454废水的硝化处理；4,479,876生物净化废水的方法和装置；4,568,462在具有吸附部分的污水处理装置中处理污水的方法；4,693,827保护生物硝化系统的方法；4,961,854活性污泥废水处理方法；4,975,197奥贝尔废水处理方法；5,316,832培养污泥脱氮剂的生物降解层；5,382,369废水-处理方法；5,407,566处理废水的装置；5,472,611废水净化方法和设备；5,531,896处理废水的方法；5,607,593用深层过滤隔膜使水可饮用的装置；5,654,198可检测的处理水的聚合物和监控该聚合物聚合的方法；5,658,993可溶于水或可分散在水中的接枝聚合物及其制备和使用；5,792,360水玻璃组成的水处理系统；5,837,142处理公厕废水的隔膜方法；6,099,731处理水的方法和装置；6,132,629持续或间隔的供应臭氧水的方法和装置；6,146,524多步臭氧注射水处理系统；6,150,618自动检测设备；6,183,643对水进行反硝化的方法和装置；6,276,304注入臭氧的装置；6,280,633臭氧传感器和在净化水的系统中使用该臭氧传感器的方法；6,295,864在净室环境中处理水溶的污染物的分析系统和方法；6,312,588水净化器；6,337,020通过臭氧处理对含有附 加的污泥的废水进行净化的方法和设备；6,406,629使用薄膜过滤器除去磷的生物学方法；6,428,710制备和将臭氧化的水输送至使用点的方法和机械；6,468,953制备含臭氧的抗微生物的组合物的方法；6,485,645使用薄膜过滤器除去磷的生物学方法；6,485,646处理含氨的废水的方法；6,485,696用臭氧从废水中回收/除去金属元素；6,536,272水的检测，数据采集，以及输送模式；6,539,772检测危险情况水系统压力的方法和装置；6,551,518结合臭氧化和电解氯化的对水净化的方法；6,561,048水流检测装置；6,592,762处理含BOD的废水的方法；6,602,417处理含特殊成分如氨水的废水的方法；6,610,983用电磁辐射检测真菌的方法；6,706,185除去磷的生物学方法和生物除磷装置；6,761,825对已灭菌的水除味的方法；6,780,331在高压下对污染的液体进行臭氧化的方法；6,787,043净化水的装置和方法；6,796,436制备纯净水的方法和装置；6,814,877通过结合臭氧化反应和电解氯化反应来制备至少产生亚氯酸盐，二氧化氯以及氯酸盐之一的方法；6,921,476紫外线辅助的改进的臭氧化水处理系统和改进的臭氧化模式；7,005,069对废水曝气的装置和方法；7,008,539除去水中的氨的装置和方法；7,008,543用二氧化氯和臭氧来对水供应中的副产物进行消毒；7,011,750水处理设备；7,012,394用于地下曝气的电池动力空气调节系统；7,014,173用于水下隔膜模式的循环曝气系统；7,014,769减少集中在废水中的硝酸盐的方法；7,018,532对水进行曝气和混合；7,022,223从水层表面除去漂浮的固体废物的方法和设备；7,033,503能持续供应和循环曝气的市政废水处理装置和方法；7,041,214废水处理设备；7,041,219增强泻湖中的废水处理的方法和设备；7,052,610浸入式隔膜过滤系统和溢出方法；7,060,185用原本为颗粒的活性污泥的废水处理装置和使用其进行的废水处理方法；7,063,786废水处理生物反应器；7,063,788利用中空的纤维隔膜的垂直渗入的纱线束进行过滤分散物的装置；7,067,086微流积累和成分定量；7,070,005土壤曝气装置；7,077,958污水处理机械；7,086,280曝气传感器；7,096,968曝气设备；7,100,683适宜的曝气设备；7,114,844曝气装置和发法；RE32，429非罐装的活性污泥的制备；RE39，203废水处理设备的水流和曝气系统。 

本发明的优选实施方式已在此公开和说明。对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些实施方式仅通过示例的方式被提出。对于本领域技术人员来说可在不脱离本发明的实质范围内对实施方式进行多种变型、变化以及替换。应当清楚的是，可在实践中对本文所说明的本发明的实施方式进行各种替换。 

Claims (7)

1.一种用于处理和改善水的水处理系统，包括：

一个用于接收来自水源的污水的沉淀池；

至少一个用于接收来自沉淀池的污水的曝气池；

一个用于对来自至少一个曝气池的废水进行消毒的消毒器；

一个用于检测参数的检测器；以及，

一个用于根据检测器检测到的参数控制水处理系统操作的控制器。

2.如权利要求1所述的水处理系统，其中，该沉淀池与一个厌氧消化器连通。

3.如权利要求1或2所述的水处理系统，其中，该曝气池与曝气源连接。

4.如权利要求3所述的水处理系统，其中，该曝气源用于输送曝气物质，该曝气物质从以下物质中选择：空气、纯化的氧气和臭氧。

5.如权利要求4所述的水处理系统，其中，该曝气源与一个用于控制其输送曝气物质的速率的调节器控制连接。

6.如权利要求1或2所述的水处理系统，其中，消毒器是一个或多个臭氧发生器、紫外光源、热源、蒸馏装置、反渗透系统和/或化学处理装置。

7.如权利要求1所述的水处理系统，其中，该检测器与计时器通信连接。 

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