包括主要固體的輻射的廢水處理系統和方法與流程

包括主要固體的輻射的廢水處理系統和方法本申請是一項發明專利申請的分案申請，其母案的申請日為2010年7月8日、申請號為201080030782.3(PCT/US2010/041322)、發明名稱為“包括主要固體的輻射的廢水處理系統和方法”。相關申請本申請要求2009年7月8日申請的美國臨時專利申請第61/224,016號的權益，其全部內容通過引用方式列入本文中。技術領域本發明涉及用于廢水處理的系統和方法。

背景技術：
家庭污水及工業廢水的有效處理乃提高生活質量與保有潔凈水的一個極為重要的方面。直至約半世紀前的標準操作，單純將廢水排放于水源諸如河川、湖泊及海洋造成的問題明顯，生物及化學廢物對全部生命形式造成危害，包括傳染病的傳播及暴露于致癌化學品。因此，廢水處理方法出現于自泛在的都市廢水處理設施，清潔來自人群的衛生廢水，直至特化的工業廢水處理方法，其中必須解決來自于各種工業應用的特定污染物。廢水處理工廠典型地使用多個處理階段，包括初級處理、次級處理和三級處理。生物氧化是用于除去大部分廢水污染物的熟知次級處理步驟。通常，來自生物氧化和/或其他次級處理方法的流出物仍舊含有進一步處理(例如三級處理)用于它們除去所要求的污染物的水平。生物難處理的及生物抑制性有機及無機化合物存在于某些待處理的工業及衛生廢水流。多方面嘗試解決這些生物難處理的及生物抑制性化合物的處理。某些類型的已知處理包括使用粉末活性炭來吸附及隨后去除生物難處理的及生物抑制性有機化合物。操作上成本密集的某些廢水處理方法的一部分包括從已經通過曝氣或其他次級方法處理的廢水除去相對低濃度的污染物。盡管多種系統已經用于三級處理，例如吸附和過濾器，但是存在需要更有效和成本更低的三級處理，而沒有和常規方法關聯的限制和缺點。

技術實現要素：
根據一個或多個實施方案，本發明涉及處理廢水的系統和方法。本發明提供處理廢水的系統和方法，其中使用主要分離方法將大部分固體和生物需氧化合物從廢水物料分離，以產生固體相和水相。固體相被輻射以降低病原體水平，使得其安全地用作土壤替代物和/或添加劑，從而固體可以因此以環境友好的方式丟棄。在另外的實施方案中，已經通過輻射滅菌的固體混合合適的惰性填料材料，以產生土壤替代物，肥料，堆肥，或其他土壤添加物。液體相以比處理足額廢水所要求的基本上更小的系統來處理，所述處理足額廢水可以包括懸浮的介質生物再生反應器系統。根據本發明的液體處理系統包括和低通量吸附性材料生物再生反應器一體化的高通量吸附性材料處理系統。根據一個或多個實施方案，本發明涉及一種處理含有固體和生物需氧化合物的廢水的方法。該方法包括：使用主要分離方法從所述廢水物料中分離大部分所述固體和生物需氧化合物，以提供固體相和包括廢水(并且在某些實施方案中是低濃度廢水)的水相，所述固體相含有初始水平的病原體；輻射所述固體相以降低病原體水平；在混合區段中使所述廢水和吸附性材料混合足夠時間，以使來自所述廢水的污染物吸附到所述吸附性材料上；從廢水和吸附性材料的混合物中分離和除去大部分所述廢水；將具有吸附其上的污染物的吸附性材料和少部分所述廢水送至生物再生反應器；使所述吸附性材料和廢水在所述生物再生反應器中呈懸浮一定時間，該時間足以允許所述生物再生反應器中的微生物對所述吸附的污染物的至少一部分產生生物作用；從所述生物再生反應器排放生物處理的水流出物；以及使再生的吸附性材料循環至所述混合區段。根據一個或多個實施方案，本發明涉及一種廢水處理系統。所述系統包括：輻射處理區段，具有：輻射源；用于接納主要固體的入口；用于排放輻射的主要固體的固體出口；和廢水出口。所述系統還包括混合區段，具有：和所述輻射處理區段的所述廢水出口相連的廢水入口；吸附性材料入口；和排放出口。所述系統還包括吸附性材料沉積和液體分離區段，具有：和所述混合區段的排放出口相連的漿料入口，處理的水出口和污染的吸附性材料出口。所述系統還包括吸附性材料生物再生反應器系統，具有：生物再生反應器，包括和所述吸附性材料沉積和液體分離區段的污染的吸附性材料出口相連的污染的吸附性材料入口，生物處理的水出口，和和所述混合區段的吸附性材料入口相連的再生的吸附性材料出口。根據一個或多個實施方案，本發明涉及一種廢水處理系統。所述系統包括：輻射處理區段，具有：輻射源；用于接納主要固體的入口；用于排放輻射的主要固體的固體出口；和廢水出口。所述系統還包括高通量吸附系統和低通量吸附系統。所述高通量吸附系統包括：和所述輻射處理區段的廢水出口相連的入口，用于接觸所述廢水和吸附來自所述廢水的污染物的吸附性材料源，用于排放已經接觸所述吸附性材料的大部分接納的廢水的液體出口，和用于排放具有吸附的污染物和少部分接納的廢水的吸附性材料的吸附性材料出口。所述低通量吸附性材料生物再生反應器系統用于使具有吸附的污染物的吸附性材料保持呈懸浮一定時間，該時間足以允許微生物消化吸附的有機污染物。所述低通量吸附性材料生物再生反應器系統包括：生物再生反應器，具有：用于從所述高通量吸附系統的吸附性材料出口接納具有吸附的污染物的吸附性材料的入口，混合液出口，和與所述高通量吸附系統的吸附性材料源相連的吸附性材料出口。附圖說明將以進一步細節及參考附圖說明本發明如下，全部是說明或涉及本發明的裝置、系統及方法。附圖中，并未照比例繪制，各個類似組件在各幅圖間以類似的組件符號表示。附圖中：圖1為使用生物反應器的一種膜生物反應器系統的示意圖，其含有一個或多個區段，帶有懸浮的吸附性材料；圖2為使用吸附性材料的廢水處理系統的實施方案的示意圖，該吸附性材料在本發明中使用的膜操作系統的生物反應器上游中以再生和/或再激活吸附性材料；圖3為廢水處理系統的示意圖，該系統包括高通量吸附性材料處理系統的實施方案，包括混合區段和吸附性材料沉積和液體傾瀉區段(和具有生物再生反應器和膜操作系統的低通量吸附性材料生物再生反應器一體化)；圖4為廢水處理系統的示意圖，該系統包括高通量吸附性材料處理系統，包括混合區段和吸附性材料沉積和液體分離區段的另一實施方案(和低通量吸附性材料膜生物再生反應器一體化)；圖5為廢水處理系統的示意圖，該系統包括高通量吸附性材料處理系統(和低通量吸附性材料生物再生反應器的另一實施方案一體化)；圖6為廢水處理系統的示意圖，該系統包括高通量吸附性材料處理系統的進一步實施方案(和低通量吸附性材料生物再生反應器一體化)；圖7為根據本發明的一個實施方案的處理廢水的流程的示意圖，包括主要固體的輻射；以及圖8為根據本發明的另一個實施方案的處理廢水的流程的示意圖，包括主要固體的輻射。具體實施方式如此處使用，“生物難處理的化合物”表示廢水中當接觸微生物時難以被生物分解的該等類別化學需氧量(“COD”)化合物(有機和/或無機)。“生物難處理的化合物”可具有各種難處理的程度性質，自輕度難處理至高度難處理的范圍。“生物抑制性化合物”表示廢水中抑制生物分解程序的該等化合物(有機和/或無機)。“生物不穩定性”表示容易消化的簡單有機物，諸如人類及動物排泄物、食物廢料，及無機物，諸如氨及磷系化合物。“COD”或“化學需氧量”表示導致有機物質氧化及無機化學品諸如氨及亞硝酸鹽氧化的化學反應期間，廢物耗用氧的能力測量值。COD測量包括生物不穩定性、生物抑制性及生物難處理的化合物。“BOD5”表示在5天期間內可生物降解的生物需氧化合物。“混合液懸浮固體”或“MLSS”表示存在于接受處理的廢水中的溶解的及懸浮的微生物及其他物質；“混合液揮發性懸浮固體”或“MLVSS”表示MLSS中的活性微生物；以及“混合液”表示廢水、MLSS和MLVSS的組合型混合物。如此處使用，“吸附劑”或“吸附性材料”表示粒狀活性炭包括已經處理提供對預定化學品種類、金屬或其他出現于待處理的廢水中的化合物的親和力；以粒狀鐵為主的化合物例如氧化鐵復合物；合成樹脂；以及粒狀硅酸鋁復合物中的一者或多者。在描述于自系統的一個區段至另一個區段例如自含有懸浮吸附性材料的生物反應器至膜操作系統的流出物中吸附性材料存在的上下文中，“基本上不含”或“基本上免除”一詞指限制送至膜操作系統的吸附性材料量于不會對其中的膜過濾程序要求的效率造成不良影響的量。例如，在某些實施方案中，“基本上不含”或“基本上免除”指在給定系統于生物反應器或一個或多個生物反應區段內部所使用的預定量吸附性材料，達至少約80體積％；在額外實施方案中至少約90體積％，及又其他實施方案中至少約95體積％，及又進一步其他實施方案中至少約99體積％。但本領域技術人員基在此處教示應該理解這些百分比僅供舉例說明之用，而可依據下列因素而改變，包括但不限于所使用的膜類型及其防蝕性、要求的流出物質量、在一給定系統所使用的預定量的吸附性材料，及其他因素。本發明涉及廢水處理系統及方法。如此處使用，“廢水”(例如流入物流101，201，301，401，501，601或701)定義流入廢水處理系統的任何待處理的水，諸如地表水、地下水、及來自工業、農業及都市來源的廢水流，其具有可生物分解材料污染物、可被細菌分解的無機物、不穩定性有機化合物、生物難處理的化合物、和/或生物抑制性化合物。來自工業及都市來源的廢水典型地含有生物固體，及惰性物質及有機物，包括生物抑制性及生物難處理的有機物。生物抑制性及生物難處理的有機物的實例包括合成有機化學品，諸如聚電解質處理化學品。其他生物抑制性及生物難處理的有機物包括多氯聯苯類、多環芳香烴類、多氯二苯并-對-二噁英類、及多氯二苯并呋喃類。內分泌干擾性化合物也屬一類生物抑制性及生物難處理的有機物，其可能影響有機體的激素系統且出現于環境。內分泌干擾性化合物包括：烷基酚化合物，諸如用于去除油脂的壬基酚及出現于避孕藥的天然激素及合成類固醇，諸如17-b-雌二醇、雌酮、睪固酮、乙炔基雌二醇。欲處理的廢水的其他實例包括：高強度廢水；低強度廢水；以及來自掩埋場的滲濾物。水也可經處理來去除病毒。廢水中的污染物的其他實例包括：阻燃劑、溶劑、穩定劑、多氯聯苯類(PCB)；二噁英類；呋喃類；多核芳香化合物(PNA)；藥物、石油；石化產物；石化副產物；纖維素；來自紙漿造紙工業的廢物產物；磷；磷化合物及衍生物；以及農業化學品諸如衍生自或用于制造肥料、殺蟲劑、及除草劑的化學品。來自工業及都市來源的廢水也含有源自于水處理過程而隨后難以去除的微量組成化合物。水處理過程所導入的微量成分的實例包括亞硝胺類，諸如可能自專有的陽離子及陰離子樹脂釋放的N-亞硝二甲胺(NDMA)。如此處使用，“低濃度廢水”是指具有低濃度的生物不穩定性(即，易于消化)有機化合物的廢水，該濃度低于在常規次級處理系統(例如激活的淤泥曝氣過程或膜生物反應器)中典型地支持生物處理系統的流入物物料濃度。另外，如此處使用，“低濃度廢水”包括在傳統處理生物系統中不易于生物氧化的流入物，因為廢水強度太低或者含有不易生物降解的某些化合物。它們還可含有完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合，其不能生物氧化，或者比典型生物氧化系統可得的情況要求更長的殘留時間。另外，如此處使用，“經歷上游廢水處理的流出物”通常表示來自一個或多個常規或任何稍后開發的廢水處理系統的流出物。“經歷上游廢水處理的流出物”可以衍生自經歷初級和/或主要處理方法和次級處理方法(例如激活的淤泥曝氣方法或膜生物反應器)的廢水，并且通常具有低濃度的生物不穩定性(即，易于消化)有機化合物，其典型地將不足以在大部分常規次級處理系統(例如激活的淤泥曝氣方法或膜生物反應器)中支持生物反應。另外，在本發明某些實施方案中還涵蓋的是，“經歷上游廢水處理的流出物”是也已經經歷一個或多個常規或稍后開發的三級處理的流出物，例如在某些廢水處理工廠中，來自三級處理系統的流出物可以含有超過批準的排放水平的污染物水平，并且這種流出物可以被本發明的系統和方法所處理。在進一步實施方案中，“經歷上游廢水處理的流出物”可以衍生自主要分離系統，其中基本上所有的固體都已經除去，例如沉積器、澄清池或其他固體分離裝置中的一個或多個。在甚至進一步實施方案中，“經歷上游廢水處理的流出物”可以包括已經經歷主要分離系統并稍后進行輻射的廢水。一般而言，廢水處理設施使用多個處理階段來清潔水，讓水可安全地釋放入水體，諸如湖泊、河川、及溪流。目前，許多衛生污水處理廠包括初步處理階段，其中使用機械裝置來去除大型對象(例如，條篩)，及使用砂石或礫石槽道來沉積砂石、礫石及石頭。某些處理系統也包括第一階段，此處某些脂肪、油脂及油類漂浮至表面供撇取，及較重的固體沉積至底部，及隨后于有氧消化槽或無氧消化槽處理來消化生質及減低生物固體含量。在初級和/或主要處理后，廢水送至次級生物活性淤泥處理階段。廢水的生物處理廣泛實施。廢水常使用廢棄活性淤泥處理，其中于處理槽內通過細菌作用于生物固體。活性淤泥程序涉及于曝氣槽內的需氧生物處理，典型地接著為澄清池/沉積槽。沉積的淤泥循環返回曝氣槽來獲得充分混合液懸浮固體濃度來消化污染物。可用于處置過量生物固體例如淤泥的某些替代的道包括但不限于焚化、拋棄于掩埋場、或若不含有毒組分則可用作為肥料。然后廢水被送至次級生物激活的淤泥處理階段。廣泛實施廢水的生物處理。廢水通常使用廢物激活的淤泥來處理，其中生物固體通過處理槽內的細菌發揮作用。激活的淤泥過程包括在曝氣槽中、典型地之間在澄清池/沉積槽中進行需氧生物處理。沉積的淤泥循環回到曝氣槽以保持足夠的混合液懸浮固體濃度以消化污染物。處置過量生物固體(例如淤泥)的一些可替換的手段包括但不限于焚化、在垃圾填埋地處置或用作肥料(如果沒有毒性組分的話)。在曝氣槽內，含氧氣體諸如空氣或純氧添加至混合液。氧氣典型由細菌用于生物氧化溶解于或攜載于廢水進料的懸浮液。生物氧化典型為可用于自廢水去除有機污染物及其他無機化合物諸如氨及磷化合物的最低成本氧化法；且為最廣用于處理污染有可生物處理有機化合物的廢水的廢水處理系統。含有對抗生物分解的化學物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物的廢水可能無法通過常規簡單生物廢水處理系統充分處理。這些化合物可于水停留于特定處理槽內的停留時間被細菌作用。因水停留時間通常不足以進行足量生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物的生物氧化，可能一些部分的這些頑抗的化合物未被足夠處理或摧毀，而未改變地通過處理程序，或排放于流出物或過量殘余淤泥前只經部分處理。來自曝氣槽的混合液流出物典型地進入澄清池/沉積槽，其中淤泥包括通過重力沉積的濃縮的混合液懸浮固體。沉積的生物質廢氣(即排放)至廠外處置或循環回到曝氣槽。然而，基于廢水和經濟需要，一些生物氧化系統使用不同處理方法而自廢水流出物中去除固體。澄清池/沉積槽可以膜操作系統或其他單元操作替代，諸如溶解/誘導氣體漂浮裝置。來自澄清池/沉積槽、操作系統或溶解/誘導氣體漂浮裝置的液體流出物經排放或于排放前接受進一步處理。從澄清/分離裝置除去的固體返回到曝氣槽作為返回的激活的淤泥以在系統中保持足夠濃度的細菌。某些部分該返回的激活的淤泥(也稱為廢物激活的淤泥)定期自此循環管線中移出以便控制混合液中細菌的濃度。然后該廢物激活的淤泥以預定方式處置。在常規工業生物廢水處理廠技術的一項近期進展包括添加粉末活性炭顆粒至混合液。在利用粉末活性炭的生物處理法中，有機物可吸附至活性炭上且保留于處理槽內歷經水停留時間，其類似淤泥停留時間，因而進行吸附處理及延長的生物處理，導致某些生物抑制性或生物難處理的化合物的移除增加。這些程序中，某些有機及無機化合物以物理方式吸附至粉末活性炭顆粒表面。然后在其存在于系統的過程中這些化合物中的至少一些部分生物降解(例如需氧過程中的氧化)延長的時間，并且當其從系統中廢氣的時候剩余物被活性炭吸附和排放。粉末活性炭由于可吸附生物抑制性或生物難處理的化合物，故已經用在常規生物處理廠，通過提供含較低濃度這些污染物的流出物。混合液內含括粉末活性炭提供多項操作效果。碳提供懸浮介質生物處理系統的優點，包括污染物去除增加及對擾動狀況的耐受性增高。此外，碳允許生物抑制性或生物難處理的化合物吸附于碳表面上及暴露于生物處理歷經比常規生物處理系統顯著更長的時間，通過提供類似固定膜系統的效果。碳也允許某些細菌品的演化更加可消化生物抑制性有機物質。碳連續循環返回含回送的活性淤泥的曝氣槽，亦即淤泥停留時間，表示細菌可作用于消化吸附于碳表面上的生物抑制性有機化合物的時間比生物處理系統的水停留時間更長。此種方法也導致碳的生物再生，及比較于簡單填充床碳過濾系統，允許碳去除顯著更大量生物抑制性或生物難處理的化合物，簡單填充床碳過濾系統一旦于碳的吸附能力耗盡時也需要頻繁更換碳或昂貴的碳物理再生。混合液內的碳也吸附某些化合物，因而提供不含或基本上含有較低濃度無法通過常規生物氧化處理或對生物分解全然具有抗性的化合物的流出物。已知的粉末活性炭系統的一個實例由西門子水技術公司(SiemensWaterTechnologies)以商標供應。但因為生物的生長及有機及無機化合物的吸附二者于粉末形式的活性炭上發生，所以浪費過量固體。此外，粉末活性炭自處理程序的排放伴以生物固體的去除，因而須連續補充。系統中污染物除去的主要方式是吸附，其是吸附到粉末活性炭上的有機物的生物再生的二級函數，粉末活性炭不會保留在系統中足夠的時間以進行生物再生(將是主要處理機理)。逐漸增多地，衛生廢水使用膜生物反應器技術處理，其提供改良的流出物質量，較小的物理足跡(每單位面積可處理的廢水較多)，對湍流的耐受性增加，處理難處理廢水的能力改良，及多項其他操作優勢。例如，含有高總溶解固體的廢水能在常規澄清池/沉積槽遭遇沉積問題，而要求顯著更難操作的固體分離裝置諸如溶解/誘導氣體漂浮裝置或其他固體去除系統。雖然膜生物反應器可去除澄清池/沉積槽系統遭遇的沉積問題，但經常有未出現在常規使用澄清池的系統的膜穢垢及發泡問題。膜穢垢可能因來自于混合液懸浮固體中的生物生命形式分解結果所得胞外聚合化合物、有機物質諸如油類的蓄積、或經由無機物質引起的剝落結果。此外，至今膜生物反應器未曾于商業上用于粉末活性炭的添加。曾經使用粉末活性炭于利用膜來進行過濾的表面水處理系統。但曾報告這些利用膜及粉末活性炭的表面水處理系統有碳磨蝕膜及碳持久性堵塞和/或穢垢膜的問題。排放或再使用前須處理的工業廢水經常包括油性廢水，其可能含有乳化烴類。油性廢水可能來自于多種工業，包括鋼業及鋁業、化學加工業、汽車工業、洗衣業、及原油制造業及石油精煉業。如前文討論，某種量的未經乳化油及其他烴類可于初級處理程序移除，此處漂浮的油自頂上撇取。但生物次級廢水程序通常采用于自廢水去除剩余油，典型地為溶解的及乳化的油，但可能存在有某些自由態油。初級處理后典型剩余的烴類包括潤滑劑、切削流體、焦油、原油、柴油、汽油、煤油、噴射機燃料等。這些烴類典型于水排放入環境或水再用于工業過程前須被去除。除了政府法規及生態考慮外，剩余烴的有效去除也有利，原因在于經適當處理的廢水可用于多種工業方法，及免除原水處理成本，及減少法規上的排放問題。須處理的其他類型廢水包括來自其他工業產品，諸如藥品、多種貨品、農產品(例如肥料、殺蟲劑、除草劑)的制造及造紙以及醫療廢水的污染工序水。膜生物反應器商業上部署用于油性/工業廢水的處理發展緩慢，主要原因在于與油及化學品穢垢膜相關聯的維護問題。測試于膜生物反應器(其中添加粉末活性炭至混合液)處理的工業/油性廢水指示在常規生物廢水處理系統包括粉末活性炭觀察得的相同處理優點。也發現也可達成使用膜生物反應器的優點。有及無添加粉末活性炭的膜生物反應器并排比較驗證，有添加粉末活性炭的膜生物反應器比較無添加粉末活性炭的膜生物反應器提供處理優勢。此外，未添加粉末活性炭的膜生物反應器極難以操作，原因在于溶解的有機物質及額外胞外聚合化合物穢垢膜。然而，測試進一步驗證：雖添加粉末活性炭提供極為有用的生物廢水處理系統，但碳具有對膜產生顯著量磨蝕及不可逆穢垢的不利效應。此種磨蝕及不可逆穢垢顯著足以導致此種系統的操作成本極為昂貴，原因在于膜的預期使用壽命顯著縮短及膜的清潔頻率。廢水的傳統生物氧化通常是用于除去大部分廢水污染物的次級處理步驟，因為其典型地是處理廢水中的有機化合物可得的最昂貴的氧化方法。另外，在較小程度上，生物系統還可以除去有機化合物中的一些，如可以被氧化(例如氨、磷酸鹽)、粘附至生物質或可以被生物質吸附的有機化合物中的一些。如果其被生物質吸附，其最終和廢物激活的淤泥一起排放。盡管生物氧化方法和其他次級處理的進展和發展，但是許多次級處理系統不能單獨通過生物氧化足夠處理廢水進料。已經經歷次級處理的廢水流出物有時不具有足夠低水平的有機和/或無機污染物，以允許符合規定限制來排放或再使用。因此，通常需要三級處理步驟。常規三級處理步驟通常包括已經通過一個或多個吸附柱經歷次級處理的流出物的通過，包括吸附性材料(例如活性炭)，通常稱為“拋光”。其他三級處理方法可包括通過一種或多種過濾器、聚結劑、UV氧化、化學氧化、其他三級處理系統或這些系統的組合來通過次級處理流出物。然而，這些三級處理系統通常較大和/或昂貴而難以操作。常規三級處理系統的麻煩的尺寸和化肥問題的主要原因是具有相對低濃度的污染物或其基本上一部分的整個次級處理流出物經歷這些處理。本發明的系統和方法克服了現有三級處理系統的缺陷，并且在某些實施方案中提供可以用作次級或三級處理系統的系統，在待處理的廢水是低濃度廢水時尤其是如此。本發明涉及用于處理廢水流的改善的廢水處理方法和系統，該廢水流的流速類似于具有低通量的生物處理系統中的流入物流速(即高通量)。這通過下列方式來實現：使高通量流的污染物吸附到吸附性材料上，然后在懸浮的介質膜生物再生反應器系統中生物再生和/或再激活吸附性材料。該系統特別有用于加工低濃度廢水，該低濃度廢水因為低水平的生物不穩定性化合物而不是特別適用于常規生物廢水處理。在某些實施方案中，用于低污染物濃度廢水的廢水處理方法和系統可用作三級處理系統，其中已經進行次級處理和/或其他其他處理的流出物的大量部分暴露于高通量吸附性材料處理，并且具有相對高水平的吸附到吸附性材料上的污染物的少部分進行低通量吸附劑生物再生處理系統以再生吸附性材料。本發明的處理廢水的系統和方法涵蓋這樣的處理系統，其包括與低通量吸附性材料生物再生反應器一體的高通量吸附性材料處理系統。通常，高通量吸附性材料處理系統包括一個或多個單元操作，其用于混合低濃度廢水或其他廢水(含有完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合)與吸附性材料，并且傾瀉具有降低濃度的污染物的液體流出物。具有來自低濃度廢水的污染物(吸附到其表面上和/或孔壁的表面上)的吸附性材料送至低通量吸附性材料生物再生反應器，其中生物微生物降解有機和某些無機污染物，并且提供具有更低濃度的這些化合物的吸附性材料，使得其可以作為新鮮吸附劑而再使用。在其中生物反應器是具有氧氣源以支持需氧微生物的某些實施方案中，生物反應包括生物氧化，其中廢水中的有機污染物通常代謝為二氧化碳和水。過量生物質從吸附性材料除去，并且再生的吸附性材料循環至高通量吸附性材料處理系統。或者，低通量吸附性材料生物反應器可以是厭氧生物再生反應器系統，例如在其中待吸附到吸附性材料上的化合物在厭氧反應器更容易降解的實施方案中。根據一個或多個實施方案，本發明使用這樣的系統，包括懸浮的介質膜生物反應器系統，例如顆粒活性炭曝氣反應器，然后是膜操作系統，其中吸附性材料基本上防止進入膜操作系統，如PCT公開號WO/09085252中所述，其通過引用并入本文。在一個優選的實施方案中，本發明提供三級處理方法，包括下列步驟：混合吸附性材料與低濃度廢水；沉積吸附性材料；傾瀉或者除去吸附性材料接觸的水；在生物再生反應器中處理具有吸附的污染物的吸附性材料；在膜操作系統中處理來自生物反應器的混合液，包括混合液懸浮固體和混合的揮發性液體懸浮固體(即基本上不含吸附性材料)；從吸附性材料除去過量生物質；以及循環吸附性材料至在高通量吸附性材料處理系統中將其與低濃度廢水混合的步驟中。有利地，傾瀉的上清包括低濃度廢水的大量部分。因此，生物再生反應器和膜操作系統用于僅處理之前經歷現有技術的其他處理的全部低濃度廢水流出物的體積的一小部分。因而提供用于低濃度廢水的成本有效的處理，特別是相比于典型地用于從次級處理區段排放的拋光廢水的常規三級處理系統例如顆粒活性炭吸附柱。這些系統典型地使用能量密集再生方法來再生吸附性材料，例如熱空氣再生或氣流再生法。本發明的低濃度廢水處理系統包括吸附性材料，在某些優選實施方案中其是顆粒活性炭，其在一個或多個容器中被布置以吸附低濃度的有機化合物。隨后該吸附的有機物在低通量吸附性材料生物反應器中暴露于生物微生物一定時間，該時間長于顆粒活性炭過濾器中典型的水壓殘留時間。本發明的低濃度廢水處理系統和方法濃縮來自已經進行上游廢水處理的流出物的這些有機化合物。因此，當用作三級處理系統時，本發明的低濃度廢水處理系統和方法允許有機污染物暴露于細菌一定時間，該時間長于在常規次級處理系統中基于上游廢水處理的通量而可以標稱實現的那些。因此，生物反應(例如在其中微生物是需氧細菌的實施方案中是生物氧化)的時間基本上減少。使用生物再生而不是能量密集系統(其典型地用于拋光過濾器中的再生的顆粒活性炭)，這是更成本有效的再生系統。根據一個或多個實施方案，本發明的低濃度廢水處理系統包括吸附性材料，在某些優選實施方案中是顆粒活性炭，在一個或多個容器中被布置以吸附低濃度的有機化合物。本發明的低濃度廢水處理系統和方法濃縮來自已經進行上游廢水處理的流出物的這些有機化合物。因此，當用作三級處理系統時，本發明的低濃度廢水處理系統和方法允許有機污染物暴露于細菌一定時間，該時間長于在常規三級處理系統(例如碳拋光系統)中基于上游廢水處理的通量而可以標稱實現的那些。因此，生物反應(例如在其中微生物是需氧細菌的實施方案中是生物氧化)的時間基本上長于在處理整個流入物流動的生物反應器中可以實現的那些。另外，根據一個或多個實施方案，本發明的低濃度廢水處理系統和方法使用吸附性材料(例如顆粒活性炭)以從低濃度廢水(例如來自次級處理系統的全流低濃度廢水流)吸附污染物，并且將具有吸附的污染物的吸附性材料轉移至相對較小的膜生物反應器系統，該系統的布置類似于共審待決和共同擁有的PCT申請號PCT/US10/38644中所述的膜生物反應器系統(其通過引用并入本文)，和PCT公開號WO/09085252中所述的(其也通過引用并入本文)。吸附到吸附性材料上的有機化合物在懸浮的介質膜生物反應器系統中生物處理，并且因此，克服下列需要：處理來自上游廢水處理系統的完全廢水流動和有機物負載。在其中懸浮的介質膜生物反應器系統是需氧系統的實施方案中，通過使用來自空氣擴散器和/或其他源的空氣或氧氣，生物質供應于生物氧化所需要的氧氣。在其中懸浮的介質膜生物反應器系統是厭氧生物反應器的實施方案中，系統在需要條件下操作以厭氧降解化合物。因此相對較小的膜生物反應器系統可以處理有機化合物，該有機化合物以低濃度存在于經歷上游廢水處理的流出物的高通量流。另外，盡管本發明的某些實施方案描述為處理來自一個或多個上游廢水處理過程(包括主要和/或次級過程)的流出物的三級系統和方法，本領域技術人員將意識到，本發明的系統和方法可以用于處理直接來自某些過程的廢水流出物，該過程具有低濃度的有機物，例如將不會有效地支持常規生物反應器中的生物過程。圖1和2表示適于與本發明的系統一體的懸浮的介質膜生物反應器系統，本發明的系統用于處理低濃度廢水，特定地，用于在高通量吸附步驟中再生和/或再激活具有其上吸附的污染物的吸附性材料。這些系統，描述于PCT申請號PCT/US10/38644和PCT公開號WO/09085252，提供在膜操作系統上游的生物反應器系統中使用吸附性材料例如顆粒活性炭。特定地，該系統包括分離次系統，其基本上防止吸附性材料送至膜操作系統，從而磨損、弄污或損壞其中的膜。現在參考圖1，示意顯示廢水處理系統100包括膜操作系統104上游的生物反應器系統102。在某些實施方案中，生物反應器系統102包括單一生物反應器容器。在另外的實施方案中，生物反應器系統102包括多個生物反應器容器、一個生物反應器容器劃分為分開區段、或多個生物反應器容器其中部分或全部劃分為分開區段。個別反應器容器或分隔區段一般在此處稱作為生物反應區段。在使用懸浮的介質膜生物反應器系統的廢水處理操作期間，吸附性材料連同微生物于全部生物反應區段或生物反應區段總數的子集維持呈懸浮狀。膜操作系統104使用此處所述分離次系統中的一者或多者維持基本上不含吸附性材料。流入廢水流106自主要處理系統、初級篩選系統、或呈先前未經處理的廢水直接串流導入。在進一步實施方案中，流入廢水流106可為先前經處理的廢水，例如來自一個或多個上游生物反應器的流出物，包括但不限于有氧生物反應器、缺氧生物反應器、連續流反應器、排序批次反應器、或任何數目的可生物分解有機物及在某些實施方案中某些無機化合物的其他類型生物處理系統。生物反應器和/或某些生物反應器區段可為各型生物反應器，包括但不限于需氧生物反應器、缺氧生物反應器、厭氧生物反應器、連續流動反應器、排序批次反應器、滴濾過濾器、或任何數目的可生物分解有機物及于某些實施方案中某些無機化合物的其他類型生物處理系統。此外，用在此處的生物反應器和/或某些生物反應器區段可為適合結合懸浮系統而懸浮吸附性材料的任何尺寸或形狀。例如，容器可具有任一種形狀的截面積，諸如圓形、橢圓形、方形、矩形、或任何其他不規則形狀。于某些實施方案中，容器可經構造或修改來促進吸附性材料的適當懸浮。圖2示意顯示用以制造已處理的流出物的廢水處理系統200的處理流程圖，該流出物具有減低濃度的生物不穩定性、生物難處理的、生物抑制性和/或有機及無機化合物其全然對生物分解有抗性。系統200通常包括生物反應器202及膜操作系統204。生物反應器202包括用以接納廢水的入口206及用以排放已經經過生物處理的流出物包括混合液揮發性懸浮固體和/或混合液至膜操作系統204的出口208。生物反應器202包括具有多孔236的吸附性材料234的分散團塊，及有效量的一種或多種微生物238，二者皆附著至吸附性材料及自由漂浮而與混合液中的吸附性材料分開用于作用于混合液中的生物不穩定性及某些生物難處理的、生物抑制性化合物。吸附性材料吸附位置，包括吸附顆粒或顆粒外表面及孔隙236壁面初步用作為生物不穩定性、生物難處理的、生物抑制性和/或有機及無機化合物其全然對生物分解有抗性的吸附位置。此外微生物238可吸附至吸附性材料的吸附位置。如此允許某些生物難處理的和/或生物抑制性化合物的優選消化程度而無需成比例地較長水停留時間及淤泥停留時間，原因在于實際上有些生物難處理的和/或生物抑制性化合物保留吸附性材料上長時間，該吸附性材料隔離或保留于生物反應器。通常生物不穩定性及某些無機物將相對快速消化，主要通過未吸附至吸附性材料的微生物，亦即混合液中自由漂浮的微生物。有些組分包括全然對生物分解有抗性的有機物及無機物以及極為頑抗的生物難處理的及生物抑制性化合物將保留吸附在吸附性材料上，或可通過反應器內自由漂浮的生物材料吸附和/或吸收。最后，這些無法消化的化合物將濃縮在吸附劑上至這樣的點，其中需要除去或洗滌和更換吸附劑來維持流出物質量于可接受的水平。當吸附性材料留在懸浮的介質膜生物反應器系統時，微生物生長且被保留在吸附性材料上，通常歷經夠長時間足以分解已經濃縮在該吸附性材料上的該特定流入廢水中的至少一部分的某些生物難處理的和/或生物抑制性化合物。雖然不欲受理論所限，但相信微生物最終演化為成熟菌株，帶有分解該特定流入廢水中的至少一部分某些難以處理的化合物所需的特殊馴化。經歷額外時間，例如數日至數周，隨著系統的變馴化，其中含有某些生物難處理的和/或生物抑制性化合物的吸附性材料維持于系統，具有高度專一性的微生物變成第二代、第三代、及更高世代，通過提高其生物分解存在于該特定流入廢水中的至少一部分某些特殊生物難處理的和/或生物抑制性化合物的效果。各流入廢水可能缺乏出現于生物反應器202的生物有利的某些營養素。另外，某些流入的廢水可能具有過酸或過堿的pH值。因此，如對本領域技術人員顯然易知，磷、氮、及pH調整材料、補充的簡單碳或化學品可添加來維持生物反應器202內的最佳營養素比及pH值用于生物生命及相關活性，包括生物氧化。來自于生物反應器202的流出物透過分離次系統222被導入膜操作系統204入口210。已經于生物反應器202處理的此種轉運的混合液基本上不含吸附性材料。在膜操作系統204中，廢水通過一個或多個微濾膜或超濾膜，通過去除或減少澄清和/或三級過濾的需要。膜滲透物亦即通過膜240的液體經由出口212而自膜操作系統204排放。膜截留物亦即來自于生物反應器202流出物的固體包括活性淤泥，則透過回送活性淤泥管線214被送返生物反應器202。來自生物反應器202的用過的吸附性材料例如粒狀活性炭，無法再有效吸附污染物，諸如某些全然對生物分解有抗性的化合物、生物難處理的化合物及生物抑制性化合物，這些吸附性材料可透過生202的混合液廢物排放埠口216去除。廢物出口218也可連結至激活的淤泥管線214來將部分或全部回送的活性淤泥處置，例如控制混合液和/或培養濃度。淤泥當增至某一點時自帶有廢物活性淤泥的裝置排放，在該點，混合液固體濃度過高因而摧毀特定膜生物反應器系統的操作。此外，混合液廢物排放埠口216可用于去除部分吸附性材料，通過去除某些部分生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物，而非來自帶有廢物活性淤泥的回送活性淤泥管線，結果導致排放物中較低濃度的這些生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物，及膜生物反應器內更穩定的生質。然后可添加等量新鮮或再生的吸附性材料以取代這樣除去的吸附劑。初級篩選和/或分離系統220可設于生物反應器202入口206的上游。此初步篩選和/或分離系統可包括溶氧漂浮系統、粗網篩、或本領域已知的該型用以分離懸浮物質的這些和/或其他初步處理裝置。任選地，可刪除初級篩選和/或分離系統220，或可含括其他類型初級處理裝置，取決于接受處理的特定廢水。為了防止至少大部分吸附性材料234進入膜操作系統204及造成膜240非期望的磨蝕和/或穢垢，提供分離次系統222。如圖所示，圖2中，分離次系統222是位于生物反應器202出口近端。但在某些實施方案中，分離次系統222可位于生物反應器202下游的一個分開容器內。任一種情況下，分離次系統222包括用以防止至少大部分吸附劑234與膜240操作系統204間接觸的裝置和/或結構。分離次系統222可包括篩選裝置、沉積區段、和/或其他適當分離裝置中的一者或多者。用于懸浮的介質膜生物反應器系統的某些實施方案的適當類型網篩或篩選裝置包括楔形絲網篩、金屬或塑料孔板、或織造織物，呈圓柱或扁平組態及排列成各種角度，包括垂直取向、水平取向、或介于其間的任何角度。在額外實施方案中，可采用活性篩選裝置，諸如轉鼓篩、振搖篩或其他移動篩選裝置。一般而言，用于其他分離次系統222為篩選裝置的系統，網眼大小小于所使用的吸附性材料有效粒徑的下限。其他類型的分離次系統也可用于該分離次系統作為篩選裝置的替代的道或與其組合使用。例如，容后詳述，可設置沉積區段，其中吸附性材料通過重力而沉積。在其他實施方案中，或結合前述實施方案中，分離次系統可包括離心系統(例如，水力旋風器、離心機等)、曝氣沈砂池、漂浮系統(諸如誘導氣體漂浮或溶氣)，或其他已知裝置。任選地，或組合生物反應器202出口近端的分離次系統222，分離次系統可設在生物反應器202與膜操作系統204(圖中未顯示)之間。此種替代的或額外的分離次系統就型式和/或尺寸而言可與分離次系統222相同或互異。例如，在某些實施方案中，沉積區段、澄清池、水力旋風器分離器、離心機、或其組合可設置作為生物反應器202與膜操作系統204間的分開單元操作。注意，分離次系統222高度有效用于防止其初始尺寸的吸附性材料通過至膜操作系統。在某些優選實施方案中，分離次系統222基本上防止全部吸附性材料234通過至膜操作系統204。但在系統200操作期間，多項吸附性材料的磨耗起因包括顆粒間碰撞、剪切、循環、或固定設備或移動設備內部的顆粒撞擊皆可能造成過小而無法有效保留在分離次系統222的顆粒形成。為了減少對膜的傷害及吸附性材料耗損而浪費，某些實施方案包括分離次系統222，該分離次系統222可防止基本上全部在其初始尺寸的約70％至約80％的吸附性材料234通過。可接受的初始尺寸的縮小百分比可由本領域技術人員例如基于經濟評估決定。若尺寸的縮小導致顆粒通篩選選系統的增加，則膜將出現磨蝕增加。如此，基于磨蝕與最終更換膜的成本，比較減少破損的吸附性材料相關聯的成本、及可防止遠比初始吸附性材料顆粒或顆粒更小的顆粒通過的分離次系統相關聯的處理及操作成本，可使用成本-效益分析來判定哪一種是可接受的吸附性材料縮小百分比。此外，在某些實施方案中，期望某種程度的顆粒間碰撞、或固定設備或移動設備內部的顆粒撞擊來自吸附性材料外表面剝脫過量生質。來自生物反應器202已經篩選或分離的混合液流出物可被泵送或通過動力流動(取決于該特定系統的設計)入膜操作系統204。在使用外部分離次系統(圖中未顯示)的系統中，裝置優選組配來使來自混合液分離的吸附性材料通過外部細網篩或分離次系統而通過重力落回生物反應器202內。吸附性材料諸如粒狀活性炭例如經適當預先濕潤而形成吸附性材漿料，可在系統200的各點，例如自吸附性材料源229添加至廢水。如圖2所示，吸附性材料可導入一個或多個位置230a、230b、230c及230d。例如，吸附性材料可添加至初步篩選系統220下游進料流(例如，位置230a)。任選地，或組合地，吸附性材料可直接添加至生物反應器202(亦即位置230b)。在某些實施方案中，吸附性材料可透過回送活性淤泥管線214(例如，位置230c)導入。在額外實施方案中，可能期望添加吸附性材料于初步篩選系統220上游(例如，位置230d)，此處經由含括篩選允許吸附性材料通過及進入生物反應器202，初步篩選系統220特別設計用于此項應用。混合液通過分離次系統222，及吸附性材料基本上防止進入帶有混合液懸浮固體的膜操作系統204。當吸附性材料留在系統中且暴露于廢水成分，包括生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物時，部分或全部吸附性材料將變成無法有效用于處理廢水成分，亦即吸附能力減低。如此導致較高濃度的這些成分進入膜操作系統204，此處其通過膜，及與膜流出物212一起排放。此外，吸附性材料因被覆以細菌、多醣類和/或胞外聚合物質而變無效。此被覆層可能達阻斷孔口位置的程度，因而阻止接近生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物，及結果妨礙吸附及抑制生物分解。在懸浮的介質膜生物反應器系統的某些實施方案中，此被覆層可通過系統中的一項或多項機制產生的剪切作用而去除，諸如懸浮于混合液的吸附性材料顆粒間的碰撞或吸附性材料懸浮和/或移動相關聯的剪切力。當吸附性材料已經喪失其用以減少生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物的全部或部分效果時，部分吸附性材料可經由廢料埠口216廢棄，例如經由排放含有吸附性材料分散于其中的部分混合液。如前文說明，另外的新鮮或再生的吸附性材料可透過吸附性材料導入裝置229和/或于一個或多個適當添加位置導入系統內部。可監視流入廢水及流出廢水COD化合物濃度和/或無機化合物濃度來判定何時系統內的吸附性材料及其伴隨的生質遭逢效果減低。流入COD與流出COD間的差除以流入COD濃度的作圖將顯示混合液內吸附性材料功效的遞減損耗。同一種類型作圖可用于監視系統的無機物去除能力或特定有機物質的去除。自進料流的COD去除量可提供自廢水進料去除的生物難處理的化合物和/或生物抑制性化合物的相對量。當系統操作員有了處理特定廢水的經驗后，將可判定何時此比值指示需要去除生物反應器內的部分吸附性材料而以新制的吸附性材料替代的時間點。因此，系統對生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物要求的功效將重新獲得，例如制造符合法規要求的流出物。取樣與分析流出物有關特定有機及無機化合物濃度也可用于判定何時混合液內的吸附性材料及其伴隨的生質遭逢效果減低且須開始部分更換。當流出物的特定有機或無機化合物開始趨近于設施允許這些化合物的排放濃度時，懸浮的介質膜生物反應器系統200的操作員可開始更換部分吸附性材料。允許排放濃度典型地受設施的證照所限，例如美國環境保護署制定的國家污染物質排放清除系統(NPDES)許可計劃決定，或于特定州或國家的類似主管機關決定。隨著操作員以其特定廢水操作此系統獲得經驗時，將可預期何時應開始更換吸附性材料。當操作員判定吸附性材料及其伴隨的生質的功效趨近于無法達成要求的流出物的污染物濃度時，可停止經由廢棄來自管線218的回送的活性淤泥所執行的正常廢棄過量生質，過量生質及伴隨的吸附性材料透過廢物埠口216而自生物反應器202廢棄。廢棄的材料量由維持混合液懸浮固體于該特定膜生物反應器系統的最佳操作范圍內要求決定。在更換部分吸附性材料后，由操作員監視流出物來判定是否已經恢復要求的污染物去除效率。基于操作經驗，視需要可作額外更換。在某些實施方案中，如果需要，系統和/或系統的個別裝置可包括控制器來監視及調整系統。控制器可依期望的操作條件指導系統內部的任何參數，該等條件例如基于有關流出物流的政府法規。控制器可基于位于于系統或個別裝置內部的傳感器或定時器所產生的一個或多個信號而關聯各個潛在流量調整或調節閥門、進料器或泵。控制器也可基于位于系統或個別裝置內部的傳感器或定時器所產生的一個或多個信號，其指示特定趨勢，例如歷經一段預定時間系統的特性或性質的向上或向下趨勢，而關聯各個潛在流量調整或調節閥門、進料器或泵。例如，在流出物流中的傳感器可產生信號指示污染物濃度，諸如生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物已達預定數值或趨勢，或指示COD程度已經達到預定值或趨勢，從而觸發控制器來自傳感器上游或下游或于傳感器執行某些動作。此項動作可包括自生物反應器去除吸附性材料、添加新的或已再生的吸附性材料至生物反應器、添加不同型吸附性材料、在進料入口或系統內部任何裝置的入口調整廢水流量、將進料入口或系統內部任何裝置的入口的液流轉向至儲存槽、調整生物反應器內部的氣流、調整在生物反應器或其他裝置內部的停留時間，及調整于生物反應器或其他裝置內部的溫度和/或pH中的任一者或多者。一個或多個傳感器可用在系統的一個或多個裝置或液流來提供在系統執行的任一項或多項程序的狀態或狀況的指示或特性。懸浮的介質膜生物反應器系統的一個或多個實施方案的系統及控制器提供具有多重操作模式的多樣化單元，其可響應于多個輸入信號來提高廢水處理系統的效率。控制器可使用一個或多個計算機系統實施，該計算機系統例如可為通用型計算機。另外，計算機系統可包括特別經編程的特用目的硬件，例如意圖用于水處理系統的特殊應用集成電路(ASIC)或控制器。計算機系統可包括一個或多個處理器，典型地連結至一個或多個存儲元件，其例如可包括硬盤內存、快閃存儲元件、RAM存儲元件、或用以儲存數據的其他組件中的任一者或多者。內存典型地用于系統操作期間用于儲存程序及數據。例如，內存可用于儲存參數相關歷史數據歷經一段時間及操作數據。軟件包括實施本發明的實施方案的程序代碼可儲存于計算機可讀和/或可寫式非依電性記錄介質，及然后典型地拷貝入內存，其中其然后可通過一個或多個處理器執行。此種程序代碼可以多種程序語言中的任一者或其組合寫程序。計算機系統的組件可耦接一個或多個互連機構，其可包括例如整合于同一裝置內部的各組件間的一個或多個總線，和/或例如駐在分開的離散裝置的各組件間的網絡。互連機構典型地允許通訊，例如允許數據、指令介于系統的各組件間交換。計算機系統也包括一個或多個輸入裝置，例如鍵盤、鼠標、軌跡球、麥克風、觸控面板及其他人機接口裝置，以及輸出裝置，例如打印裝置、顯示屏幕、或揚聲器。此外，計算機系統可含有一個或多個接口其可連結該計算機系統至通訊網路，作為可通過該系統的一個或多個組件形成的網絡的額外網絡或替代的道。根據懸浮的介質膜生物反應器系統的一個或多個實施方案，一個或多個輸入裝置可包括用以測量系統和/或其組件的任一個或多個參數的傳感器。另外，傳感器、泵、或系統其他組件中的一者或多者包括計量閥門或定量進料器可連結至工作式耦接至該計算機系統的一通訊網路。前述中的任一者或多者可耦接至另一計算機系統或組件來透過一個或多個通訊網路而與該計算機系統通訊。此種配置組態允許任何傳感器或信號產生裝置位于距離該計算機系統的顯著距離和/或允許任何傳感器位于距離任何次系統和/或控制器的顯著距離，同時仍然介于其間提供數據。此種通訊機制可經由利用任何適當技術包括但不限于利用無線通訊協議執行。雖然該計算機系統舉例說明為可實施懸浮的介質膜生物反應器系統和本發明的多個方面的一種類型計算機系統，但應該理解本發明并未限于于軟件或舉例說明顯示的該計算機系統上實施。確實并非于例如通用型計算機系統上實施，控制器或其組件或其小區段另外可實施為專用系統或專用可編程邏輯控制器(PLC)或實施于分布式控制系統。另外，應該理解一個或多個懸浮的介質膜生物反應器系統和本發明的特征或方面可以軟件、硬件或韌體或其任一種組合實施。例如，控制器可執行的演繹法則的一個或多個節段可于分開的計算機執行，而該等計算機又可透過一個或多個網絡通訊。在某些實施方案中，一個或多個傳感器可含括在遍布系統200的位置，該等傳感器與人工操作員通訊或自動化控制系統通訊來于可編程輯控制膜生物反應器系統中實施適當方法修改。在一個實施方案中，系統200包括控制器205，其可為任何經適當編程的或專用的計算機系統、PLC、或分布式控制系統。某些有機和/或無機化合物的濃度可于膜操作系統流出物212或來自生物反應器202出口208的流出物測定，如控制器205與流出物管線212及出口208與入口210間的中間流出物管線二者間的虛線連結指示。在另一實施方案中，揮發性有機化合物的濃度或系統的其他性質或特性可在入口201、206、或210中的一者或多者測定。方法控制裝置業界的本領域技術人員已知的傳感器包括基于雷射感應熒光的傳感器或適合用于原位實時監視流出物中有機或無機化合物的濃度或系統特性的任何其他傳感器。可使用的傳感器包括用于水包油測量的浸沒式傳感器其使用UV熒光用于檢測，諸如來自娣歐斯光學傳感器公司(TriOSOpticalSensors)(德國奧倫堡)的環保熒光(enviroFlu)-HC傳感器。傳感器可包括經被覆或以其他方式經處理來防止或限制出現于透鏡上的穢垢或薄膜量的透鏡。當系統中的一個或多個傳感器產生一種或多種有機和/或無機化合物濃度超過預定濃度的信號時，控制系統可實施響應動作，諸如適當回授動作或前傳動作，包括但不限于透過廢物排放埠口216去除吸附性材料(如控制器205與廢物排放埠口216間的虛線連結指示)；透過吸附性材料導入裝置229或于其他位置中的一者(如控制器205與吸附性材料導入裝置229間的虛線連結指示)添加新的或再生的吸附性材料；添加不同型吸附性材料；修改水停留時間；修改生物特性諸如微生物的簡單碳食物或添加磷、氮和/或pH調整化學品；以和/或前述其他修改或本領域技術人員顯然易知的修改。注意雖然控制器205及吸附性材料導入裝置229僅就圖2顯示，但預期這些特征及多個回授及前傳能力可并入此處說明的系統中的任一者。此外，控制器205可電連結至其他組件，諸如廢水進料泵及懸浮系統232。在混合液經曝氣及通過生物反應器202中的吸附性材料處理后，已處理的混合液通過分離次系統222，及基本上不含吸附性材料轉運至膜操作系統204。分離次系統222防止吸附性材料進入膜操作系統204。經由維吸附性材料于生物反應器202，或維持于膜操作系統204上游，懸浮的介質膜生物反應器系統減少或消除膜操作系統槽膜被吸附性材料穢垢和/或磨蝕的機率。膜操作系統204含有過濾膜240來自來自生物反應器212的流出物過濾膜操作系統槽204中混合液內的生質及任何其他固體。如本領域技術人員已知，這些膜240可為中空纖維膜或其他適當配置組態形式，典型地極為昂貴且高度需要保護膜免于受損，以最大化其使用壽命。在懸浮的介質膜生物反應器系統200中，操作系統槽的膜壽命延長，原因在于分離次系統222基本上減少或消除吸附性材料諸如粒狀活性炭和/或任何其他固體顆粒及顆粒進入膜操作系統204。出口212轉運來自膜操作系統槽204的已過濾的流出物。回送的活性淤泥管線214將回送的活性淤泥自膜操作系統槽204轉運至生物反應器202供進一步用于廢水進料流的處理。過量淤泥如同常規膜生物反應器系統般使用廢物管線218自系統廢棄。懸浮系統232利用噴射懸浮、機械混合、粗氣泡曝氣、氣舉懸浮系統例如通風管和通風槽、及其他類型機械或空氣懸浮系統中的一者或多者來維持吸附性材料234于懸浮，同時減少吸附性材料234的磨耗。在某些實施方案中，在初期之后，其中吸附性材料234在生物反應器202內及部分顆粒破損，吸附性材料234的部分粗糙和/或突起的表面破裂而變成粉末、細料、針狀物、或其他小型微粒，吸附性材料234通過懸浮系統232維持于懸浮液穩定化，因而極少或未再進一步發生破損或尺寸的降級。吸附性材料于混合液的濃度通常取決于特定系統參數及欲處理的廢水、生物難處理的和/或生物抑制性有機或無機化合物的特定組合符合工廠的排放要求。測試指出使用典型工業混合液懸浮固體濃度(在所采用的特定膜生物反應器配置的正常范圍)及吸附性材料濃度諸如粒狀活性炭約20％(占總混合液懸浮固體濃度)來操作膜生物反應器足以去除存在于廢水進料中的生物難處理的和/或生物抑制性化合物而未于所使用的篩選系統形成穢垢問題。可添加更高濃度的吸附性材料來提供對抗工序擾動的額外安全邊際，該等擾動可能造成生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、和/或全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物的高于正常流出物濃度。注意此種額外吸附性材料將導致增高的篩選和/或沉積需求。基于經驗或否則基于視為適合該特定系統及方法，基于對抗方法擾動期望的安全邊際，可以實驗方式測定可用而仍然達成所要求的流出物質量的最低吸附性材料濃度。懸浮的介質膜生物反應器系統使用膜操作系統槽上游的吸附性材料來吸附有機及無機材料(生物難處理的、生物抑制性、或其他)，以及提供懸浮介質膜生物反應器應用于多種不同配置組態。此外，多種分離裝置也可用于維持吸附性材料于生物反應器。本領域技術人員顯然易知，基于廢水的個別特性及設施欲架設區域，不同系統將有不同經濟效益。控制來產生最佳處理條件的因素包括吸附性材料類型，包括其尺寸、形狀、硬度、比重、沉積速率、要求的空氣流速、或顆粒懸浮于混合液的其他懸浮需求，亦即維持粒狀活性炭為懸浮介質、條篩間隔或開口尺寸及孔洞組態、混合液中的吸附性材料濃度、混合液揮發性懸浮固體濃度、混合液懸浮固體總濃度、回送的活性淤泥流速除以進入膜操作系統槽的混合液流速的比、水停留時間、及淤泥停留時間。此種最佳化提供生物難處理的化合物、容易分解的生物需氧量化合物(BOD5)、生物抑制性化合物、全然對生物分解有抗性的有機或無機化合物、及胞外聚合物質中的某些部分被吸附性材料諸如懸浮于混合液的粒狀活性炭吸附。懸浮的介質膜生物反應器系統的另一效果提供混合液懸浮固體中的微生物可黏附的位置。該方法的此一方面產生混合液揮發性懸浮固體液流，比較使用類似的水停留時間及淤泥停留時間操作但未經粒狀活性炭加強的膜生物反應器，其較為穩定且對擾動狀況的反應較為有彈性，且允許促進存在于廢水中的有機物的生物降級。在上游過程擾動結果導致自動漂浮于混合液的某些可存活的微生物損耗的情況下，吸附性材料孔洞空間內部或表面上的微生物來源用作為種菌來源。在熱震或有毒化學品沖擊系統的情況下，在常規系統將造成某些細菌死亡，而部分于孔洞空間內部或表面上的微生物可能存活，如此比較不含吸附劑的常規系統，只需部分回復時間。例如，在細菌為嗜溫性的系統中，吸附劑可能允許于孔洞位置內部的某些細菌于溫度升高造成的熱震情況下存活。同理，在細菌為嗜熱性的系統中，吸附劑可能允許于孔洞位置內部的某些細菌于溫度減低造成的熱震情況下存活。兩種情況下，培養物再馴化所需時間大為縮短。此外，在系統沖擊摧毀全部或部分微生物族群的情況下，吸附性材料的存在允許持續操作，其中不穩定的、難處理的、及抑制性污染物可被吸附及同時調整微生物族群。已經示出，各種效果導致比較常規膜生物反應器裝置所能獲得者，混合液更快速馴化于廢水進料、減少膜的穢垢、改良對進料濃度及流速的耐受性、制造更快速去水的淤泥，帶有更少油性質而更易處理，及具有較低的有機及無機雜質濃度的流出物。使用吸附劑諸如粒狀活性炭替代粉末活性炭可允許免除于粉末活性炭膜生物反應器測試中已經辨識的膜穢垢和/或磨蝕問題。雖然使用粒狀活性炭替代粉末活性炭就重量基準而言無法同等有效地使用碳，但懸浮的介質膜生物反應器系統和分離子系統基本上防止粒狀活性炭進入膜操作系統，因而減少或消除膜磨蝕及穢垢的機率。但因使用粒狀活性炭替代粉末活性炭結果導致對吸附效率減低的沖擊，不會顯著影響活性炭加強的膜生物反應器裝置的總效率。測試指出去除某些生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物的主要機轉涉及粉末活性炭加強的裝置中，生物難處理的和/或生物抑制性化合物暴露于微生物的停留時間的延長。吸附于吸附性材料諸如粒狀活性炭上的混合液揮發性懸浮固體中的微生物有較長的時間來消化這些某些生物難處理的及生物抑制性化合物。用于生物分解的停留時間的延長業已顯示為于膜生物反應器流出物中，減低某些生物難處理的及生物抑制性化合物濃度的主要因素，及無需粉末活性炭的較高吸附效率來達成期望的結果。就加強生物難處理的化合物、生物抑制性化合物、全然對生物分解有抗性的有機及無機化合物、及胞外聚合化合物的去除方面，通過允許顆粒活性炭的基本上再生，粒狀活性炭于碳協助膜生物反應器的功能同等良好或更優于粉末活性炭加強的膜生物反應器。另外，因粒狀活性炭尺寸較大，故可有效過濾或以其他方式自進入膜操作系統槽的混合液分離。通過采用懸浮介質膜生物反應器系統中的粒狀活性炭，可消弭或顯著減少使用粉末活性炭時出現的磨蝕。雖然使用粉末活性炭顆粒在膜生物反應器已經顯示部分前文對粒狀活性炭系統說明的相同優點，但膜操作系統槽中，來自粉末活性炭的膜磨蝕無法為人所接受，原因在于膜的預期壽命可能縮短至無法接受的程度，例如比典型膜的保證期顯著更短。因膜成本占膜生物反應器系統總成本的顯著部分，故其使用壽命延長乃膜操作系統的操作成本的一項重要因素。圖3-6示出本發明的廢水處理系統的某些實施方案。如上所述，本發明的廢水處理系統可以使用參照圖1和2中所述的懸浮的介質膜生物反應器系統，并且還在PCT申請號PCT/US10/38644和公開號WO/09085252中有所描述。盡管某些優選實施方案結合低濃度廢水(例如衍生自經歷上游廢水處理的流出物)的處理來描述，但是本領域技術人員將意識到具有本公開的益處：本發明的廢水處理系統可以有利地用于處理具有一些水平的生物不穩定性化合物以及完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合的廢水。參照圖3，示意性示出處理來自一個或多個上游廢水處理階段的流出物351的處理系統354，通常稱為廢水處理系統350。廢水處理系統350典型地處理流入物301并排放過量激活的淤泥352和液體處理的流出物351，其在本文中稱為“低濃度廢水”或“經歷上游廢水處理的流出物”，這是常規已知的。盡管下面描述將流出物351稱為衍生自一個或多個上游廢水處理階段，例如主要和/或次級處理階段，本領域普通技術人員將理解，本發明的系統和方法也有效地用于處理來自其他源的低濃度廢水，例如直接來自具有低水平的懸浮固體和相對低水平的溶解的有機物的過程的那些。另外，本發明的廢水處理系統可以有利地用于處理具有一些水平的生物不穩定性化合物以及完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合的廢水。在這些實施方案中，流351可以是直接流入物，或經歷最小上游過程，例如主要分離系統其中基本上所有固體都已經除去。如上所討論，來自次級處理區段的流出物的三級處理通常包括使完全次級流出物通過一個或多個顆粒活性炭柱或其他三級系統以用于另外處理例如拋光，從而獲得需要的水質量標準。相反，本發明的處理系統354，可用作三級處理系統，使用高通量吸附性材料系統359的組合以吸附大量污染物，和使用另外系統399以生物處理吸附的污染物，即，通過生物再生和/或再激活吸附到吸附性材料上的污染物。在通常的術語中，本發明的處理系統354涵蓋高通量吸附性材料處理系統359和低通量吸附性材料生物再生反應器系統399。高通量吸附性材料處理系統359包括用于從吸附性材料源393接納新鮮和/或循環的吸附性材料的混合區段360。混合區段360與低濃度廢水351源流體相連，例如經歷上游廢水處理的流出物或其他低濃度廢水。混合區段360使吸附性材料和廢水緊密混合，并且使低濃度廢水和吸附性材料361的混合物送至吸附性材料沉積和液體分離區段370。全部液體體積/通量的大部分從吸附性材料沉積和液體分離區段370作為流出物371傾瀉或排出，其可以任選地進行進一步三級處理390。吸附性材料從吸附性材料沉積和液體分離區段370作為吸附性材料流出物排出372而除去，其送至低通量吸附性材料生物再生反應器系統399，包括生物再生反應器302、膜操作系統304、吸附性材料剪切區段386和吸附性材料/生物質分離區段387。在需氧系統中，生物再生反應器302還包括氧氣源，并且微生物生物氧化在生物再生反應器302中吸附到吸附性材料上的有機物和某些無機物，并且包括混合液揮發性懸浮固體的混合液通過吸附劑固體分離設備322并且作為生物再生反應器混合液流出物308排放出口至固體分離設備，以除去生物質和混合液中的任何其他固體。例如，在本發明的某些實施方案中，固體分離設備包括膜操作系統304，其中生物再生反應器流出物308通過膜操作系統304的入口310以除去生物質和混合液中的任何其他固體。膜處理的流出物312作為滲透物排放，并且激活的淤泥314作為殘留物返回到生物再生反應器302。一部分激活的淤泥可以通過廢物管線318從系統中排放。來自生物再生反應器302的吸附性材料送至吸附性材料剪切區段386，其中過量生物質從吸附性材料的顆粒或粒子剪切。生物質在吸附性材料/生物質分離區段387中與吸附性材料分離。分離的吸附性材料(已經通過生物再生反應器302再生并隨后在區段386和387中剪切和分離)通過循環管線389循環至混合區段360，并且生物質通過388返回到生物再生反應器302。用過的吸附性材料可以通過管線316從生物再生反應器302除去，或者通過管線392從吸附性材料/生物質分離區段387除去。在某些實施方案中，吸附性材料剪切區段386和吸附性材料/生物質分離區段387的功能可以整合到單一單元操作中。可以進行剪切和生物質分離的設備的例子包括連續回沖過濾器和/或核桃殼過濾器。在另外的實施方案中，吸附性材料剪切區段386和吸附性材料/生物質分離區段387的一些或所有功能可以在生物再生反應器302中完成，例如如果生物再生反應器302合適地裝配足夠的渦旋以促進必須剪切。在這些實施方案中，生物質可以保留在生物再生反應器302中，并且再生的、剪切的和分離的吸附性材料可以直接通過混合區段360。另外，吸附性材料可以引入系統中的多個位置。例如源393可以用于通過管線389引入新鮮或再生的吸附性材料，例如，混合循環的吸附性材料(返回至混合區段360)。其他合適的位置可以用于引入吸附性材料，例如涉及圖2所討論，直接到混合區段360或直接到液體分離區段370。在某些實施方案中，吸附性材料流出物流372缺乏足夠的營養物，以支持生物再生反應器302內生物過程。因此，來自流入物301的原始廢水的一部分可以例如通過旁路流303引入生物再生反應器302。該流303可以是間斷或連續的，這取決于廢水類型、其組成和是否廢水組分是否隨著時間而改變。添加該原始廢水或一些其他簡單碳源可以增強細菌生長，這是難處理的有機物(通過吸附性材料從低濃度廢水流351除去)的最優降解所需要的。原始廢水初始提供細菌，該細菌變得習慣于原始廢水進料組成，并且這些細菌然后提供可以生物降解難處理的有機物的細菌的開始點。初始細菌可以隨著時間演變為可以消化難處理的有機物的物質。使未處理的廢水流進料有機物到生物再生反應器302中將導致細菌群，其能夠消化比衛生廢水處理系統中存在的細菌更多的復雜有機化合物，該衛生廢水處理系統通常是廢水處理系統中細菌的最通常的開始點。或者，以聯合的方式，接種培養基可以加入生物再生反應器302。定期地，可以添加相同或不同類型的另外接種培養基，例如如果由于上游時間或熱沖擊，或如果廢水污染物改變，細菌群減少。流入物低濃度廢水可以缺乏某些營養物，該營養物有益于生物再生反應器302中發生的生物過程。另外，某些流入的廢水可能具有過酸或過堿的pH值。因此，如對本領域技術人員顯然易知，磷、氮、及pH調整材料可添加來維持生物再生反應器302內的最佳營養素比及pH值用于生物生命及相關活性，包括生物氧化。另外，在某些實施方案中，可以加入簡單碳化合物流以增加吸附的污染物的生物降解的速度。特定地，低濃度廢水引入混合區段360，其供應吸附性材料例如顆粒活性炭。吸附性材料可以包括新鮮吸附性材料和/或從系統內循環的吸附性材料，即，來自吸附性材料/生物質分離區段387。低濃度廢水和吸附性材料在混合區段360親密混合，并且流出物351中存在的溶劑的有機物和/或無機物中的至少一部分吸附到吸附性材料上，即外表面上、孔壁表面上或兩者上。來自混合區段360的混合的系統361，包括吸附來自流出物351的有機物和/或無機物中的至少一部分的吸附性材料，然后送至吸附性材料沉積和液體分離區段370，例如以漿料的形式。如果有機物和/或無機物保留在混合物361的液體部分中，吸附可以在吸附性材料沉積和液體分離區段370中繼續，這取決于流速、沉積速度、吸附性材料的吸附能力和其他因素。優選地，大量污染物被除去，使得剩余液體部分、作為高通量吸附性材料流出物流371傾瀉或除去的至少滿足相關管理機構的要求，并且可以以環境友好的方式來循環或排放。如果需要，流371可以送至三級處理區段390以用于最終拋光并且拋光的流出物391被排放。有利地，從流371(即，相比于來自廢水處理系統350的流出物351)除去的有機物和/或無機物被吸附到吸附性材料上，并且流371表示初始低濃度廢水流的大部分液體體積展現至系統354，例如，流351。在某些實施方案中，流371的通量是流351的通量的至少90％；在其他實施方案中，流371的通量是流351的通量的至少95％；在另外的實施方案中，流371的通量是流351的通量的至少99％；在進一步實施方案中，流371的通量是流351的通量的至少99.9％；以及在甚至進一步實施方案中，流371的通量是流351的通量的至少99.99％。流371相對于流351的比例可以取決于多種因素，包括初始污染水平、混合區段360中的混合水平、吸附性材料沉積和液體分離區段370內的構造和殘留時間、吸附性材料的吸附能力和/或其他因素。在一個實施方案中，吸附性材料沉積和液體分離區段370包括容器，其構造有反相錐形或截頭圓錐底部385。因此，吸附性材料通過重力沉積經過容器底部的排放口和來自流入物流351的少部分水一起除去。另外，在其中有機物和/或無機物不足以吸附到混合區段360中的實施方案中，吸附性材料沉積和液體分離區段370可以具有合適的尺寸以提供這樣處理的廢水流出物和吸附性材料之間的另外的接觸時間。在吸附性材料沉積和液體分離區段370的某些實施方案中，這可以在容器內完成，從而提供低濃度廢水殘留時間大于約5分鐘，并且在某些實施方案中殘留時間大于約15分鐘。當然，本領域技術人員獲知本文教導的益處將意識到，從流出物分離吸附劑所需要的時間將取決于多種因素，包括但不限于吸附性材料的密度、廢水的密度和槽的幾何尺寸。吸附性材料沉積和液體分離區段370可以優選包括：分離次系統，其用于防止吸附性材料離開吸附性材料沉積；和具有高速液體流出物371的液體傾瀉區段。在某些實施方案中，分離次系統可以包括靜止區段384，例如，由擋板381和382形成。這允許吸附性材料沉積和液體分離區段370中存在的大量吸附性材料導向反相錐形或截頭圓錐底部385。在另外的實施方案中，分離次系統可以包括吸附性材料沉積和液體分離區段370出口近端的篩選設備383。篩選設備383可以是固定篩、移動篩、楔形絲篩、轉筒篩或其他合適的網篩類型。在進一步實施方案中，分離次系統可以包括靜止區段384和篩選設備383。在甚至進一步實施方案中，分離次系統可以包括靜止區段和位于吸附性材料沉積和液體分離區段370出口的液體流出物371的堰。注意，吸附性材料沉積和液體傾瀉區段370中使用的分離次系統可以和生物再生反應器302(包括篩選系統、沉積區段或其組合中的一個或多種)中使用的分離次系統相同或不同。另外，如果需要進一步固體從流出物371除去，澄清池、過濾器或其他分離裝置可以與吸附性材料沉積和液體分離區段370出口的流出物371的下游流體相連。例如，吸附性材料沉積和液體分離區段370內的分離次系統可以在這樣的實施方案中除去，其中吸附性材料具有相對高的比重(例如在20℃水中比重大于約1.10，在某些實施方案中，在20℃水中比重大于約1.40，并且在另外實施方案中，在20℃水中比重至多約2.65)，從而高沉積速度、聯合吸附性材料沉積和液體傾瀉區段370(包括底部385的幾何形狀和流出物371出口的位置)的合適的尺寸和構造。在這些實施方案中，澄清池、過濾器或其他分離裝置可以設置在吸附性材料沉積和液體分離區段370的下游。或者，澄清池、過濾器或其他分離裝置還可以消除，其中流出物371進行最終拋光設備390。在某些實施方案中，如果最終拋光設備390是固定床顆粒活性炭吸附柱，來自流出物371可以通過的吸附性材料沉積和液體傾瀉區段370的任何過量吸附性材料將不影響最終流出物，因為其將捕獲在拋光設備390中。吸附性材料從吸附性材料沉積和液體分離區段370送至生物再生反應器，其中微生物生物降解吸附到吸附性材料上的有機物和某些無機物。在某些實施方案中，生物再生反應器302是需氧系統，其中微生物是需氧的，并且生物再生反應器302是曝氣槽，包括氧氣源(未示出)，例如擴散器、噴射懸浮設備或氣舉懸浮系統中的一個或多個，如PCT申請號PCT/US10/38644中所述，并且生物降解包括生物氧化。生物再生反應器內的生物過程在PCT申請號PCT/US10/38644和PCT公開號WO/09085252中詳細討論。在另外的實施方案中，生物再生反應器302是厭氧系統，其中微生物是厭氧的。混合液，包括混合液揮發性懸浮固體，通過生物反應器302中或下游的分離次系統322排放，并且通過入口310從生物反應器302的出口308送至膜操作系統304。膜操作系統304含有一個或多個膜340。膜處理的流出物312作為滲透物排放，并且激活的淤泥314作為殘留物返回到生物再生反應器302。任選地，激活的淤泥廢物可以通過廢物管線318從返回激活的淤泥管線314來排放。另外，任選的吸附性材料廢物管線316(如長虛線所示)可以除去已經失去其效果的用過的吸附性材料，或用于定期除去吸附性材料，如結合圖2和PCT公開號WO/09085252與PCT申請號PCT/US10/38644所述。優選地，除去的用過的吸附性材料使用等量的新鮮或再生的吸附性材料來補充。在另外優選的實施方案中，膜處理的流出物312的全部或一部分可以通過任選管線313(如長虛線所示)送至三級處理區段390以進行最終拋光。吸附性材料例如顆粒活性炭、以及送至生物再生反應器302中的流372中任何捕獲的液體以和PCT申請號PCT/US10/38644與PCT公開號WO/09085252中所述的膜生物反應器系統類似的方式來處理。然而，流372的通量相對較低。例如，流372的通量可以小于流351的通量的約10％，5％，1％，0.1％或甚至小于約0.001％。在某些實施方案中，通量是可以通過膜操作系統304而不會影響生物再生反應器302中的微生物的活性的最小流量。或者，該系統可以作為順序分批式反應器來操作，其中當廢水被足夠處理時流出物被排放。另外，在某些實施方案中，生物再生反應器302可以是曝氣槽，其引入噴射懸浮或氣舉懸浮、靜止區段和楔形絲篩的組合，如PCT申請號PCT/US10/38644中所述。本發明的低濃度廢水處理系統354中的膜操作系統304以和PCT申請號PCT/US10/38644與PCT公開號WO/09085252中所述的膜生物反應器類似的方式進行操作，然而，以非常低的流速操作。因為生物質在該系統中積累，所以其可以以和常規膜生物反應器系統(例如通過返回激活的淤泥廢物管線318)類似的方式進行廢棄。還提供吸附性材料廢物管線316。例如，吸附性材料可以在這樣的條件下失去其吸附能力，其中經歷上游廢水處理的流出物含有無機物或生物抑制性化合物，其甚至使用本發明的低濃度廢水處理系統在基本上增加的殘留時間也不氧化。吸附性材料可以在系統中補充，例如，使用PCT公開號WO/09085252中所述的一個或多個吸附性材料輸入位置或在另外的位置或源393。在連續或間歇的基礎上，側流包括吸附性材料和任選的混合液以提供促進轉移的吸附性材料的液體載體(例如，以漿料的形式)，該測流從生物再生反應器302除去并送至剪切區段386。在剪切區段386中，過量生物質從吸附性材料的外表面剪切，使得混合區段360和/或吸附性材料沉積和液體分離區段370中吸附性材料的吸附能力最大化。剪切區段386可以包括泵、噴射噴嘴、曝氣沉砂池、機械攪拌器、離心裝置例如水力旋流器或離心分離機、或其他促進碰撞以完成剪切并且在某些實施方案中促進生物質從吸附性材料分離的設備中的一個或多個。剪切區段的渦旋、顆粒之間碰撞和與其他固體對象(靜止或移動)的碰撞、在某些實施方案中剪切區段和生物再生反應器302之間的管道系統可導致過量生物質從吸附性材料的外表面剪切，并且變成包括混合液揮發性懸浮固體的游離漂浮混合液懸浮固體。另外，流體循環的作用，包括高速液體和/或氣體接觸具有過量生物質的吸附性材料的表面有助于期望的剪切。在某些實施方案中，吸附性材料剪切區段386可以包括連續再生系統，例如具有核桃殼過濾器的構造或其他類似的單元操作，例如而沒有核桃殼介質，例如一種類型購自SiemensWaterTechnologies。例如，當吸附性材料通過連續再生系統例如連續回沖過濾器或核桃殼過濾器時，連續再生系統中顆粒之間碰撞和與其他固體對象和/或表面的碰撞引起過量生物質從吸附性材料的顆粒剪切。漿料(包括剪切的吸附性材料、從吸附性材料剪切的游離生物質和任何混合液)送至吸附性材料/生物質分離區段387，以將從來自更稠密吸附性材料的吸附性材料剪切的混合液懸浮固體生物質分離。吸附性材料/生物質分離區段387可包括水力旋流器分離器、離心分離機、連續再生系統的測流、或其他適于從生物質分離吸附性材料的裝置中的一種或多種。注意，在其中生物再生反應器302包括PCT申請號PCT/US10/38644中所述的在生物再生反應器302實現剪切的噴射噴嘴或其他設備的某些實施方案中，剪切區段386可以消除或旁路化，從而來自生物再生反應器302的側流直接送至吸附/生物質分離區段387。從吸附性材料/生物質分離區段387分離的吸附性材料通過管線389送至混合區段360。返回至混合區段360的吸附性材料含有降低濃度的微生物，并因此低濃度廢水中的有機物可以在混合區段360和吸附性材料沉積和液體分離區段370中被吸附和暴露于期望的生物過程，之后送至生物再生反應器302。剪切的生物質，可包括具有來自吸附性材料/生物質分離區段387的混合液懸浮固體和混合液揮發性懸浮固體的混合液體，通過管線388送至生物再生反應器302。在可選擇的實施方案中，來自吸附性材料/生物質分離區段387的混合液可以從例如生物再生反應器302的分離次系統322聯合流出物308轉移到下游，或直接送至膜操作系統。明顯地，分離次系統322的分離要求在該可選擇的實施方案中可降低或消除，因為混合液可以被轉移而無需進一步分離。在某些實施方案中，用于膜操作系統304(或結合圖3所述時的澄清池/沉積槽395)的混合液的源可以是來自吸附性材料/生物質分離區段387的液體流出物。在某些優選的實施方案中，為了在吸附性材料沉積和液體分離區段370中促進吸附性材料的沉積，使用具有相對高的比重水平的顆粒活性炭。例如，可以使用比重大于1.10的顆粒活性炭。在進一步實施方案中，可以使用比重大于1.40的顆粒活性炭。因為含有顆粒活性炭的混合物的流速相對較低，因此生物再生反應器302和膜操作系統304相對較小，要求更高的能量以保持更稠的吸附性材料呈懸浮一定的時間，該時間足以在生物再生反應器302內引起期望水平的生物過程，這在操作系統的總體能量要求中不是顯著性因素。某些低濃度廢水流入物可包括不能被微生物降解的無機化合物。這些無機物的水平必須典型地降低在允許的規定要求內。吸附性材料可以用處理方法和/或物質改性，從而例如通過浸漬合適的化合物提供于化學物質和/或廢水中的金屬的親和力，如PCT申請號PCT/US10/38644中進一步描述。本發明的低濃度廢水處理系統中的微生物不能有效地除去這些無機化合物，因為它們可以除去有機化合物，使用吸附性材料來吸附無機污染物的系統通常要求和僅處理有機化合物的系統相比更頻繁地替換吸附性材料。用過的吸附性材料從系統除去，此時其達到待從低濃度廢水除去的各化合物的吸附限。例如，取樣和分析或在線監控可以定期或連續進行以確定本發明的低濃度廢水處理系統的有機物或無機物的濃度，因為多種化合物的顆粒活性炭的吸附能力反相相關于流出物371的廢物濃度。在其中使用三級處理系統390并且包括常規吸附性材料過濾系統的另外的實施方案中，來自系統390的污染的吸附性材料可以使用吸附性材料生物再生反應器系統399再生和/或再激活，如三級處理系統390和生物再生反應器302之間的線394所示。某些現有顆粒活性炭吸附劑過濾器系統使用分級吸附，其中新鮮顆粒活性炭在最終下游過濾器中加入，并且部分負載的顆粒活性炭用在上游過濾器中。在其中來自系統390的污染的吸附性材料在吸附性材料生物再生反應器系統399過程中再生和/或再激活的本發明的實施方案中，部分負載的顆粒活性炭轉移至生物再生反應器302以進行再生，并且作為混合區段360中的所有或一部分吸附性材料而重新使用。盡管線394表示將部分負載的吸附性材料直接轉移到生物再生反應器302，但是本領域技術人員獲知本文教導的益處將意識到，該部分負載的吸附性材料可以引入吸附性材料剪切區段386、吸附性材料/生物質分離區段387、吸附性材料的源393、混合區段360或液體分離區段370。在一些實施方案中，一個或多個傳感器可以包括在整個系統350的位置處，包括高通量吸附性材料處理系統359和低通量吸附性材料生物再生反應器系統399內。這些傳感器可以用于手工控制和操作的系統或自動控制系統以在可編程邏輯控制的廢水處理系統中實施合適的程序改性。在一個實施方案中，系統350(或高通量吸附性材料處理系統359和低通量吸附性材料生物再生反應器系統399)包括控制器305，其可以是任何合適的編程的或專用計算機系統、PLC或分布的控制系統。某些有機和/或無機化合物的濃度可以通過與流出物312或生物再生反應器302的出口308的流出物流體相連的一個或多個傳感器來監控和測量，這由控制器305和流出物管線312之間的點劃線連接以及出口308和入口310之間的中間流出物管線來表示。在另外實施方案中，系統的揮發性有機化合物的濃度或其他性能或特性可以在入口301，351或310中的一個或多個處測量。在另外的實施方案中，某些有機和/或無機化合物的濃度可以通過與吸附性材料沉積和液體分離區段370的流出物371流體相連的一個或多個傳感器來監控和測量，這由控制器305和流出物管線371之間的點劃線連接表示。程序控制設備領域技術人員已知的傳感器可包括基于激光誘導的熒光的那些或任何其他適用于原位實時監控系統的流出物中有機或無機化合物的濃度或其他性能或特性的設備。可以使用的傳感器包括水包油測量中使用的可潛下的傳感器，其使用UV熒光來檢測，例如得自TriOSOpticalSensors(Oldenburg，Germany)的enviroFlu-HC傳感器。傳感器可包括透鏡，該透鏡被涂覆或處理以防止或限制在透鏡上發生的污染或成膜的量。當系統中的一個或多個傳感器產生一種或多種有機和/或無機化合物的濃度超過預定濃度的信號時，控制系統可以實施反應性動作，例如合適的進料返回動作或進料前進動作，包括但不限于通過廢物排放口316(如控制器305和廢物排放口316相關的閥之間的虛線連接所表示)除去吸附性材料；通過廢物管線318(如控制器305和廢物排放口318相關的閥之間的虛線連接所表示)除去返回激活的淤泥；通過吸附性材料源393或在其他位置中的一個處(如控制器305和吸附性材料源393相關的閥之間的虛線連接所表示)加入新的或再生的吸附性材料；添加不同類型的吸附性材料；改進水力停留時間(hydraulicretentiontime)；改進生物特性例如用于微生物的簡單碳食物或者添加磷、氮和/或pH調整化學品；和/或上述或者本領域技術人員將意識到得其他改進。在另外的實施方案中，含有吸附性材料的漿料的條件可以由一種或多種傳感器(在圖3中用陰影圓圈來表示)，例如光學傳感器和/或UV熒光傳感器。例如，一種或多種傳感器可以相關于吸附性材料流出物流372，如由控制器305和流372之間的點劃線連接來表示，以測量流中的一種或多種化合物的濃度和/或確定漿料中吸附性材料的質量。另外，一種或多種傳感器可以相關于來自生物再生反應器的吸附性材料流出物流，如由控制器305和生物再生反應器與吸附性材料剪切區段386之間的管線之間的點劃線連接來表示，和/或一種或多種傳感器可以相關于吸附性材料循環管線389，如由控制器305和循環管線389之間的點劃線連接來表示。在測定的情況下，基于來自這些傳感器和/或其他傳感器中的一種或多種的信息或信息源，具有降低的吸附能力、合適的進料返回或進料前進動作的吸附性材料可以發揮作用。現在參照圖4，示意性示出類似于圖3的系統354的低濃度廢水處理系統454。在系統454中，提供吸附性材料沉積和液體分離區段470，其可以是離心分離機、水力旋流器、澄清池、多種類型過濾器、或其他合適的分離裝置中的一種或多種。吸附性材料沉積和液體分離區段470從含有來混合區段460的吸附性材料的低濃度廢水的混合的系統461中分離液體。在系統454的某些實施方案中，高通量吸附性材料系統459內的流速被控制以提供足夠的殘留時間，以允許來自流451的污染物的要求水平，從而吸附到吸附性材料例如顆粒活性炭上并排放流471，從而滿足流出物排放的允許的質量水平，或者污染物水平足夠低以在補充三級處理系統490中便捷地處理。低濃度廢水處理系統454的其他方面基本上等同于系統354中所描述的那些，并且圖4中使用類似的附圖標記來表示類似或等同的組件。現在參照圖5，示意性示出類似于圖4中的系統454的低濃度廢水處理系統554，其中低通量吸附性材料生物再生反應器系統599包括除了膜操作系統的生物反應器系統。特定地，低通量吸附性材料生物再生反應器再生系統599包括生物再生反應器502、吸附性材料剪切區段86、吸附性材料/生物質分離區段587和作為固體分離設備的澄清池/沉積設備595。澄清池/沉積設備595可以是澄清池設備、沉積設備或進行澄清和沉積的設備。系統以類似于系統354的方式進行操作，但是沒有膜操作系統304。相反，為了除去混合液中的生物質和任何其他固體，使用澄清池/沉積設備595。特定地，澄清池/沉積設備595允許激活的淤泥沉積，并且其通過返回激活的淤泥管線514返回至生物反應器502。澄清的液體作為流出物512而通過。澄清池/沉積槽595可以在涉及圖3、4和/或6描述的任何系統中置換。低濃度廢水處理系統554的其他方面基本上相同于涉及系統354所描述的那些，并且圖5中使用類似的附圖標記來表示類似或等同的組件。現在參照圖6，示意性示出類似于圖3中的系統354的低濃度廢水處理系統654，其中高通量吸附性材料系統659是一體的混合/沉積單元操作。例如，在某些實施方案中，高通量吸附性材料系統659可包括類似于連續再生核桃殼過濾器(無核桃殼介質)的連續回沖過濾器或連續再生過濾系統，例如該類型購自SiemensWaterTechnologies。吸附性材料作為流出物672除去，并且流出物671是已經從其中吸附污染物的廢水。在某些實施方案中，連續再生系統還可以進行剝落功能，聯合或替換吸附性材料剪切區段686和吸附性材料/生物質分離區段687。注意，在這樣的實施方案中，吸附性材料/生物質分離區段設置在來自連續逆流高通量吸附性材料系統659的下游。在另外的實施方案中，高通量吸附性材料系統659包括吸附性材料過濾設備例如常規三級碳過濾器，其中處理的水作為流671排放，并且部分負載的吸附性材料672而不是用常規熱空氣或氣流再生(例如使用生物處理吸附的污染物的系統699的再生)處理的，其以類似于涉及圖3所描述的類似的方式來進行操作，并且再生的吸附性材料688引入高通量吸附性材料系統659中包括的三級碳過濾器。低濃度廢水處理系統654的其他方面基本上等同于涉及系統354所描述的那些，并且圖6中使用類似的附圖標記來表示類似或等同的組件。在本發明的另外實施方案中，被根據本發明一體化低通量吸附性材料生物再生反應器的高通量吸附性材料處理系統處理的廢水源可以來自通過輻射處理主要固體的系統，該主要固體包括一部分BOD5化合物。特定地并參照圖7，示出系統700以處理流入廢水流701，其含有懸浮的有機固體、溶解的有機固體和任選的其他污染物例如無機物。流入廢水流701引入主要分離系統753，例如允許生物固體沉積的沉積區段、澄清池、離心分離機、過濾器、網篩、壓帶機、渦流分離器、漂浮裝置或其他固體除去系統。在主要分離系統753中，易于降解生物需氧化合物(BOD5)材料的固體和部分從廢水流分離。典型的主要處理系統通常能夠使BOD5濃度降低約40％至約50％，并且使總懸浮固體濃度降低約60％至約70％。該步驟中除去的固體通常是更大的緩慢生物降解的懸浮固體，并且流出物典型地是更易揮發、易于處理衛生廢水中存在的化合物的混合物。另外的單元操作還可用于提供原始廢水中的未溶解的污染物的更大的去除效率。例如，可以使用一種或多種離心分離機裝置、沉積裝置或漂浮裝置(例如，溶解空氣、誘導空氣漂浮)。在進一步實施方案中，另外的單元操作可以包括添加合適的待處理的化合物以除去原始廢水中存在的更不稠密的固體的至少一部分。在某些實施方案中，水相，典型地包括溶解的污染物和大部分懸浮固體，可以作為含有一些水平的生物不穩定性化合物或低濃度廢水流出物751的廢水流出物而排放，然后通過廢水處理系統754下游處理，其以類似于例如之前所述系統354、454、554或654中的一種或多種的方式來操作。流出物712被排放，其通常適于作為工業用水、灌溉物、或環境友好的排放物的形式循環。未處理的生物固體從主要處理系統753作為固體流出物流774而分離，典型地含有夾帶的液體，并且例如使用適于處置固體-裝滿液體和漿料至勻化區段775的污水雜質泵或進行性螺桿泵(未示出)通過，其中固體通過合適的機械設備來均勻化，例如一個或多個研磨器和/或撕碎機。勻化區段775確保沒有固體的密實的塊體引入輻射/消毒區段777的下游，從而確保最大水平的消毒。未處理的均化固體776，通常為漿料的形式，泵送至輻射/消毒區段777，其中固體使用β-射線、γ-射線、x-射線或電子束輻射來消毒，例如以達到UnitedStatesEnvironmentalProtectionAgencyClassA或B生物固體消毒要求或其他管轄機構的允許的淤泥消毒要求。因此消毒的固體778可以以環境友好的方式來進行處理。圖8示出廢水處理系統的另一實施方案，其包括輻射混合惰性材料的主要固體，以使其作為土壤替代物而重新使用或用于其他用途。特定地，系統800類似于系統700，具有混合區段763的另外操作，其中消毒的固體778混合惰性填充材料762，例如砂子、粘土和/或另外合適的填充材料，以制備產物764，其可以用作土壤、堆肥或肥料。包括提供產物764的系統800對于處理具有固體而不具有毒性有機或無機化合物的廢水是特別期望的。任選地，脫水區段可以設置在系統700或800中。然而，在系統800中，過量的水可以被砂子或混合消毒的主要固體的其他惰性材料吸附。在某些實施方案中，流入廢水701包括高濃度的金屬、其他無機物或毒性有機物。因此，即使當消毒至合適的水平時，消毒的生物固體和填充材料的混合物不適合作為土壤、堆肥或肥料產物。然而，可以獲得大部分資本成本、能量和尺寸益處，即使在消毒的材料在垃圾填埋地中處置時也是如此，例如在干燥和/或混合合適的惰性材料后。在本發明的某些實施方案中，系統被構造為可攜帶的系統，例如安裝在墊木、卡車車身、拖車等上。可攜帶性允許三級處理系統作為承包(turnkey)系統來生產和遞送。可攜帶或墊木安裝的系統還將促進三級系統根據需要來設置，例如在其中其他三級處理系統處于服務、在維修或在構建的情況下。另外，某些工廠加工化學品較短時間，并且產生特別難處理的廢水流，這可受益于根據本發明的可攜帶或墊木安裝的系統。可以設置管道配置，其適于匹配現有廢水處理工廠中標準的配置和端口，以容易和快速地安裝本發明的系統。本發明的系統和方法避免現有技術中的問題，其涉及通過下列方式處理低濃度廢水：使已經進行次級處理的廢水，例如來自次級系統的流出物，通過吸附性材料混合區段，其中吸附性材料和次級流出物緊密混合。注意，次級流出物，在送至吸附性材料混合區段的點處，具有基本上所有固體，因此大部分高BOD5組分被除去。因此，次級流出物不易生物氧化傳統處理生物系統，因為廢水的強度太低，含有生物難處理的化合物，含有生物抑制性化合物，含有無機化合物，或含有這些的組合，其不能生物氧化或需要比典型適于生物氧化更長的殘留時間。典型地，更加能量密集的三級系統例如顆粒活性炭吸附過濾器或另外三級處理系統用于拋光該流，該流不再被正常生物氧化處理。本發明的低濃度廢水處理系統允許污染物濃縮在碳上，并且提供低強度廢水或具有生物難處理化合物(包括生物抑制性和/或生物難處理的化合物)的廢水的處理。另外，低濃度廢水中存在的無機化合物可以被吸附。本發明的低濃度廢水處理系統是目前使用的方法(因為其利用生物氧化)的更低成本選擇方案-典型地適于處理廢水的更低成本的除去技術。活性炭吸附柱典型地非常昂貴來操作，并且要求非常能量密集的方法來再生碳，典型地基于焚化以再生顆粒活性炭。本發明的三級處理系統的發展作為活性炭柱的代替或補充可以產生相當大的能量節省。結果，可以獲得和降低能量消耗有關的二氧化碳降低的碳交易額(carboncredit)。本發明的低濃度廢水處理系統內各種操作的容積要求可以明顯地小于用于處理相同體積的廢水的常規膜生物反應器，并且顯著小于未使用膜的常規污水處理系統。本發明的低濃度廢水處理系統的使用允許處理相對低強度的廢水，特別是廢水中的僅僅溶解的污染物和少量的夾帶的固體，并且仍舊導致流出物具有非常低濃度的難處理(難處理的化合物)或簡單有機化合物，其初始存在于廢水。注意某些優選的實施方案結合低濃度廢水的處理來描述，并且稱為“低濃度廢水處理系統”。然而，獲知本公開的益處的本領域技術人員將意識到，本發明的廢水處理系統可以有利地用于處理這樣的廢水，該廢水具有一些水平的生物不穩定性化合物以及完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合。例如，溶劑生物不穩定性化合物可以和下列物質一起吸附到吸附性材料上：完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合，并且送至本文所述的吸附性材料生物再生反應器系統。生物不穩定性化合物可以單獨或聯合次級營養物源作為食物以支持微生物。本發明有用的吸附性材料包括各類型碳，諸如活性炭。具體地說，粒狀活性炭極為有效，原因在于顆粒的大小范圍及密度可經選擇來允許其保留于系統的預定部分，通過防止其穢垢和/或磨蝕該等膜。其中粒狀活性炭未接受顯著剪切力和/或顆粒間碰撞的系統中，粒狀活性炭可自木頭、椰子、蔗渣、鋸木屑、泥炭、制漿廠廢料、或其他以纖維素為主的材料制造。一個適當實例為具有標稱網眼尺寸14x35(基于美國標準篩列)的MeadWestvacoWV-B。在額外實施方案中，特別其中剪切力由泵和/或噴射噴嘴內的湍流和/或顆粒間碰撞所提供的例，期望使用有較高硬度值的吸附性材料。例如，衍生自瀝青或以煤為主的材料的粒狀活性炭為有效。在特定實施方案中，粒狀活性炭衍生自褐煤。也可提供碳材料其經改性和/或其種類提供對廢水中的某些化學品類別和/或金屬的親和力。例如，在有相當高濃度汞的廢水中，至少一部分吸附性材料優選包括浸漬以碘化鉀或硫的粒狀活性炭。其他處理和/或浸漬種類可提供來靶定特定金屬、其他無機化合物和/或有機化合物。此外，吸附劑可為活性炭以外的材料。例如，以鐵為主的化合物或合成樹脂可單獨或組合其他吸附性材料，例如組合粒狀活性炭而用作為吸附性材料。又進一步，可使用靶定某些金屬、其他無機化合物和/或有機化合物的活性炭以外的經處理的吸附性材料。例如，在含相對高濃度鐵和/或錳的廢水中，至少一部分吸附劑可包括粒狀二氧化錳過濾介質。于含砷廢水中，至少一部分吸附劑可包括粒狀氧化鐵復合物。在含鉛或重金屬的廢水中，至少一部分吸附劑可包括粒狀鋁硅酸鹽復合物。在一個實施方案中，吸附性材料可基于期望的比重范圍選用。為了于可接受的能量耗用/成本范圍以內維持吸附性材料的懸浮，期望比重范圍相對接近廢水比重。另一方面，其中分離至少一部分基于材料快速沉積的實施方案中，以較高比重為更為適合。大致上，在20℃水中比重優選大于約1.05。在某些實施方案中，在20℃水中比重大于約1.10。在某些實施方案中，比重的適當上限于20℃水中約為2.65。因此，選擇具有下述比重范圍的吸附性材料，該比重提供充分懸浮及因而提供與廢水及其污染物的充分接觸。此外，在某些實施方案中，比重范圍提供足夠沉積特性供隨后自廢水去除吸附性材料。在額外實施方案中，吸附性材料的比重的選擇基于維持吸附性材料于懸浮所需的能量為最小化。此外，期望的吸附性材料諸如粒狀活性炭具有下述硬度水平，該硬度可將因顆粒間碰撞及其他工序效應造成的細料及其他微粒的形成減至最低。分離次系統設計來保有通過防止其進入膜操作系統的吸附性材料的尺寸經最佳化來減少吸附性材料及細料進入膜操作系統的數量。因此，在其中固體分離設備是膜操作系統的實施方案中，因碳顆粒或其他顆粒材料撞擊膜所造成的磨蝕及穢垢最小化，同時仍然提供與使用吸附性材料包括活性炭相關聯的操作優點。吸附性材料的適當顆粒大小經選擇來彌補所選用的篩選/分離方法，及接受處理的特定廢水的需要。在某些優選實施方案中，吸附性材料的有效顆粒大小下限經選擇使得其易自進入該等膜所在的膜操作系統槽的混合液流中分離。大致上，吸附性材料的有效顆粒大小具有約0.3毫米的下限，此處大于約99.5重量％吸附性材料高于下限；優選具有約0.3毫米下限至約2.4毫米上限(基于美國標準篩列，對應于篩號50至篩號8)，此處大于99.5重量％吸附性材料落在下限至上限間；以及在某些優選實施方案中約0.3毫米至約1.4毫米(基于美國標準篩列，對應于篩號50至篩號14)，此處大于99.5重量％吸附性材料落在下限至上限間。業已證實具有約0.5毫米至約0.6毫米的最低有效顆粒大小的粒狀活性炭容易且有效地使用適當分離系統自混合液篩選，及于具有適當密度的粒狀活性炭，此種有效尺寸也可有效維持懸浮。使用吸附性材料來吸附完全耐受生物降解的化合物、生物抑制性化合物和/或生物難處理的化合物、或這些化合物的組合會允許該方法來處理較之常規系統更高流速的廢水，因為生物降解有機化合物的有機物將不會受到常規系統的水壓殘留時間的限制。生物抑制性化合物和/或某些生物難處理的化合物保留在吸附性材料上延長的時間，并且因此微生物具有數倍水壓殘留時間來使它們分裂。和不添加吸附性材料所要求的情況相比，這允許明顯更小的單元來處理廢水流。使用本發明的低濃度廢水處理系統而不是常規系統或添加粉末活性炭的常規系統消除了和固體沉積有關的問題，該問題將在高流速常規系統(其不使用膜用于從流出物分離固體)中發生。通過使用已經特殊處理以選擇性吸附關注的特定污染物的吸附性材料，本發明的低濃度廢水處理系統可以改進以處理特定污染物(其可存在于任何特定廢水中)。例如，已經特殊處理以吸附金屬的顆粒活性炭或其他吸附性材料可以用于具有高濃度金屬的廢水。該溶解的金屬可以優選吸附到處理的顆粒活性炭上，然后從流出物除去。吸附性材料的定期替換允許金屬從系統除去并且使吸附能力保持期望的水平。本發明提供低成本選擇方案至高成本活性炭吸附柱或昂貴操作的任何數量的其他三級處理系統的永久安裝。另外，本發明提供更簡單、更小足跡、更低操作成本的廢水處理系統，其可以以較短時間來安裝和操作，并且如果需要，可以被構造為可攜帶的系統/設備。其可以在失常狀況期間或當廢水處理工廠要求處理正常不能處理的廢物的期間配置。本發明的系統和方法避免在昂貴三級處理系統中處理整個流出物流。其從低濃度廢水吸附污染物并且在與低通量吸附性材料生物再生反應器一體的高通量吸附性材料處理系統中處理它們。之前開發的三級系統嘗試處理來自具有低濃度的污染物的現有廢水處理工廠的流出物，該工廠具有昂貴的活性炭吸附系統或一些其他昂貴的三級處理系統。在所有這些情況中，整個廢水流用三級處理方法來處理。本發明的系統和方法通過吸附從全部廢水流中除去污染物，然后在低通量生物再生系統(其相對廉價操作)中處理吸附性材料。本發明的方法及系統已經如前文及于附圖說明；但修改為本領域技術人員顯然易知，及本發明的保護范圍由隨附的權利要求限定。