CN101460236B - 废水净化方法 - Google Patents

废水净化方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101460236B
CN101460236B CN2007800055816A CN200780005581A CN101460236B CN 101460236 B CN101460236 B CN 101460236B CN 2007800055816 A CN2007800055816 A CN 2007800055816A CN 200780005581 A CN200780005581 A CN 200780005581A CN 101460236 B CN101460236 B CN 101460236B
Authority
CN
China
Prior art keywords
treatment plant
effluent treatment
formed body
lamina membranacea
lamina
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2007800055816A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101460236A (zh
Inventor
G·布劳恩
K·G·加布里尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Itn Nanovation AG
Original Assignee
Itn Nanovation AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Itn Nanovation AG filed Critical Itn Nanovation AG
Publication of CN101460236A publication Critical patent/CN101460236A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101460236B publication Critical patent/CN101460236B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/08Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08Flat membrane modules
    • B01D63/082Flat membrane modules comprising a stack of flat membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02Inorganic material
    • B01D71/024Oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/02Inorganic material
    • B01D71/024Oxides
    • B01D71/025Aluminium oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/12Activated sludge processes
    • C02F3/1236Particular type of activated sludge installations
    • C02F3/1268Membrane bioreactor systems
    • C02F3/1273Submerged membrane bioreactors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2315/00Details relating to the membrane module operation
    • B01D2315/06Submerged-type; Immersion type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D65/00Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
    • B01D65/02Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration
    • B01D65/04Membrane cleaning or sterilisation ; Membrane regeneration with movable bodies, e.g. foam balls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/08Aerobic processes using moving contact bodies
    • C02F3/085Fluidized beds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)

Abstract

描述了一种污水净化装置,特别是小型污水净化装置,其具有至少一个废水活化池和/或具有至少一个废水二次澄清池,所述活化池和/或二次澄清池中充有自由悬浮在废水中的成型体,所述装置的特征在于其具有至少一个用于废水净化的过滤装置,此过滤装置包括至少一个用于分离微生物的陶瓷基膜。此外还描述了一种净化废水的方法,包括在至少一个活化池中用微生物对废水进行生物净化和/或包括在至少一个澄清池中对废水进行二次澄清,其中所述至少一个活化池和/或所述至少一个二次澄清池中充有用于净化的成型体,特征在于借助于至少一个陶瓷基膜将位于废水中的微生物分离出来。

Description

废水净化方法
本发明涉及一种用于废水净化的具有过滤装置的污水净化设备,还涉及净化废水特别是污水净化设备中的废水的方法。
除了在第一步中从废水中脱除粗组分的滤网和沉淀池之外,传统的污水净化设备还包括活化池和二级澄清池。在活化池中,使用了微生物来分解粪便或其它有机物。在活化池之后,所用微生物在二级澄清池中被通过沉降从废水中再次分离出来,并被部分地再循环到活化池中。要通过沉降过程实现微生物的完全分离是不可能的,因此有害健康的微生物有时会连同废水一起进入环境。然而,欧盟的保持水域清洁准则(已基本上被转变成国家法)却在整个欧洲范围内规定只有基本不含微生物的在生物学上澄清的废水才被允许排入环境。微生物通常是用能可靠分离微生物的精细过滤器分离的。
在德国,特别是德国东部的农村地区,大部分出于技术或经济原因,目前估计有五百三十万人未连接到城市废水网。由于所述的欧盟准则,那些受到影响的人必须在2005年12月31日前通过连接到市政网或通过运行小型污水净化设备来拥有废水净化设备。这种情况产生了对现存的分散废水处理设备的高度需求。
小型污水净化设备的分布相对较广,它们由圆形混凝土容器构成,所述圆形混凝土容器又被再分为三个室(初步澄清/活化池/二次澄清)。初步澄清用于机械地或通过简单沉降首先从废水中除去粗组分。分离出的粗组分必须以一定的时间间隔抽空。活化池中包含执行生物净化的微生物,二次澄清池用于分离所引入的微生物并将它们再循环到活化池和/或初步澄清池中。对这种设备还可以增加例如通过膜管通风机向活化池输送氧的压缩机,以及用于输送过量淤泥的潜水式电动泵。
在活化池中,随着时间的推移会形成过量的澄清淤泥,其必须定期地抽出。或者,已知的还有所谓的浮动床过程,其中过量淤泥的量通常被显著减少。与传统的活化池不同,在浮动床过程中,使用了可以几乎完全充满活化池的自由漂浮的塑料体。在这种情况下,微生物既出现在所述塑料体上也自由悬浮在水中。
近年来,作为已知的浮动床法的进一步发展,逐渐形成了所谓的法(流化床-浮动床-生物膜法)。这类方法在例如DE10127554以及DE19623592中有记述。在这些方法中,塑料体也充当可以被微生物在其上繁殖的载体。然而,
Figure G2007800055816D00022
法中的微生物通常几乎完全定域在所述载体材料上。在浮动床法中操作最初都仅仅是厌氧地进行的(没有通风),而在
Figure G2007800055816D00023
法中,由于空气的引入,繁殖有微生物的塑料载体被最佳地均匀分布(或"流化")在活化区域内并处于悬浮中,从而产生了流化-浮动床的名称。甚至对于入流变化极大的情形,例如在假期时,活化池中的生物系统也始终完整无损。
但是,对于采用
Figure G2007800055816D00025
法进行废水净化仍存在微生物被排入环境的问题,即含微生物的废水被导入活化土壤带或被导入排水沟。
因此,为避免有害微生物被导入活化土壤带和/或使处理过的废水能够被重新用作工业用水,废水必须另外加以过滤。
例如,DE19807890记述了一种污水净化设备,其废水被滤过淹没的微孔过滤膜以便尔后将其输入工业用水蓄水池并再使用。DE20315451记述了一种作为小型污水净化设备的补充装备的微滤装置,其连接在活化池下游和污水净化设备的实际出口的上游。
这里在所有情形下都使用以模块形式排列的有机滤膜。然而,有机滤膜具有只能不充分再生或化学清洗的缺点,因此通常所有这些膜都必须以较短的时间周期(小于1年)更新。此外,有机膜的机械稳定性有限,所以在较高的液体压力下很容易被破坏。在上述浮动床法特别是法中,使用有机膜的问题将变得尤为严重,因为其中由于可以在活化池中自由运动的塑料载体颗粒而可能会导致有机膜上的机械缺陷,该缺陷使低稳定性的有机滤膜可能在短时间内就被破坏。
另外使用滤膜还涉及在过滤期间有覆盖层沉积在膜的外表面上(所谓的污染)从而向待过滤材料施加阻力的基本问题。这会导致过滤性能大幅降低直至完全阻塞,并由此导致滤膜完全失效。
为分离膜上的此覆盖层而要求进行定期清洗。在此操作中渗透流被逆转,因此早先经过滤的水被在相反方向上重新被泵过滤膜(反洗)。从而,覆盖层被至少部分分离,由此过滤性能的效率被再次提高一定时间。然而,此过程通常需要单独的设备。加之清洗是以损失已过滤了的水为代价而进行的,这大大降低了整个系统的效率。
本发明的目的在于提供一种简单廉价的净化废水方案。其焦点特别是在于分离废水中包含的微生物。其应尽可能完全避免现有技术已知的问题如所述的滤膜被生物或机械作用破坏,或膜阻塞和与其相关的复杂清洗步骤。
此目的是通过具有权利要求1所述特征的污水净化设备和具有权利要求22所述特征的方法实现的。本发明的污水净化设备的优选实施方案显示在从属权利要求2-21中。从属权利要求23和24涉及本发明的方法的优选实施方案。所有权利要求的字句都在此通过引用成为本说明书的内容。
本发明的污水净化设备优选地是小型污水净化设备,特别是具有用于1-5000人(直至5000的居民数)的净化效率的小型污水净化设备。
根据本发明,污水净化设备具有至少一个废水活化池。在此活化池中废水被微生物生物净化。作为替代地,或者另外,还配备至少一个废水二次澄清池。
在本发明的污水净化设备中,所述活化池或者所述二次澄清池中充有自由悬浮在废水中的成型体。在本发明的污水净化设备的一个优选实施方案中,所述活化池和所述二次澄清池中都充有自由悬浮在废水中的成型体。
最后,本发明的污水净化设备还具有至少一个用于废水净化的过滤装置,所述过滤装置包括至少一个用于分离微生物的陶瓷基膜。
过滤装置不仅可以直接连接到活化池,还可以连接到二次澄清池。
所述成型体优选地是基于塑料、特别是基于聚乙烯的成型体。
特别优选的用于活化池的成型体是那些适合作为微生物载体的(例如在EP685432中记述了适合的成型体)。在这样一种优选实施方案中,本发明的污水净化设备特别是按照上述
Figure G2007800055816D00031
法运行。
在本发明的污水净化设备的其它实施方案中,还可优选地在活化池中使用不适合用作微生物载体的成型体。
不适合作为微生物载体的成型体特别是对于二次澄清池来说是优选的。在特别优选的实施方案中,在二次澄清池中成型体甚至可以具有杀生物特性。其好处在于使得微生物更难于在二次澄清池中繁殖。
在本发明的污水净化设备中,与活化池连接的过滤装置优选地以能使其至少一个膜的表面与悬浮在活化池中的成型体发生直接接触的方式排列。为此,至少一个过滤装置的至少一个膜被至少部分地、优选完全地浸入活化池中。
操作中,通过此排列,位于活化池中的成型体可以不断撞击所述至少一个膜的表面。这意味着形成在膜表面上的微生物覆盖层被所述撞击机械分离,或其形成被大大延迟。由此极为有利地成功避免了通过起先提到的反洗频繁清洗膜。相应地本发明的污水净化设备的效率也被大大提高。
这样一种排列对于与二次澄清池连接的过滤装置来说也是优选的。此时,至少一个过滤装置的至少一个膜也优选至少部分地、更优选完全地浸入二次澄清池中,使得在操作中位于二次澄清池中的成型体可以撞击所述至少一个膜的表面并由此清洗它或避免它的污染或至少大大延迟它的污染。
在本发明的一个污水净化设备中,优选地使用最大空间对角线在0.1cm-10cm、优选地0.5cm-5cm、特别是0.5cm-2cm之间的成型体。
在一个特别有利的实施方案中,本发明的污水净化设备具有至少一个具有彼此平行排列的膜板的过滤装置。此时,2个相邻膜板之间的距离至少对应于所述成型体的最大空间对角线。优选地,所述距离超出成型体最大空间对角线至少5%、优选地至少25%、特别地至少100%。
此措施使得活化池和/或二次澄清池中的成型体能够在相邻膜板之间滑动并由此能够与相邻膜板的相对表面发生直接接触。由此使得在这些表面上覆盖层的形成也被至少大大延迟,这对于污水净化设备的效率和必需的清洗操作的频率具有同样有益的影响。
在设定相邻膜板之间的距离时,特别是有2个因素起作用。首先,尝试将膜板之间的距离设定得尽可能小以保持过滤装置尽可能紧凑。其次,成型体决不能被夹在膜板之间,不然会局部形成微生物覆盖层。在这种情况下,最佳距离特别取决于成型体的形状和大小。因此,对于"K1生物膜载体单元(K1Biofilm Carrier Elements)"成型体(Kaldness公司,3103 
Figure G2007800055816D0004140402QIETU
,挪威),测得其最大空间对角线为13.5mm,膜板的最佳间距为30mm±0.5mm。此时,所述距离超出成型体的最大空间对角线100%以上。
优选地,过滤装置的膜是由多孔陶瓷制成的膜板。原则上,可以自由选择膜板的形状。例如,优选圆形或矩形膜板,这取决于相应的具体情形。
陶瓷基膜以耐生物或化学作用性以及高机械稳定性而著称。与迄今为止在小型污水净化设备中使用的现有技术已知的有机滤膜相反,具有陶瓷基膜的过滤装置还可由此毫无问题地用于浮动床法,特别是还可用于按照法操作的小型污水净化设备中。它能毫无问题地承受由微生物引起的生物作用并同时可靠地将微生物分离出来。适当时还能可靠地分离微细固体和悬浮物。同时,它还能抗机械作用,例如由漂浮在活化池中的塑料载体颗粒产生的机械作用。这对于膜的维护周期和寿命尤其重要。
在一个优选实施方案中,膜板具有涂层。其优选地包括至少一个至少部分地、在某些优选实施方案中基本上完全地由纳米尺寸颗粒构成的分离层。优选地,所述分离层的纳米尺寸颗粒含量为至少5重量%,特别优选地至少25重量%,特别是至少40重量%。
纳米尺寸颗粒在本申请的范围是指中值粒径小于1μm,优选地小于500nm,特别是小于100nm,尤其优选地小于50nm的颗粒。这些尺寸值借助于光散射实验获得。
根据本发明,所述膜板上的涂层可以仅由至少一个分离层构成。然而,在一个特别优选的实施方案中,所述涂层还包括设置在膜板和所述至少一个分离层之间的至少一个另外的多孔层。所述至少一个分离层优选地为外层,微生物基本上在该层上被分离。
位于膜板上的涂层优选地厚度在100nm-150μm之间,优选地500nm-100μm之间,特别是从约25μm到60μm。这些值优选地还适用于涂层由所述至少一个另外的多孔层与所述至少一个分离层构成的情形。
所述至少一个分离层的厚度优选地在100nm-75μm的范围内,特别是在5μm-50μm的范围内,尤其是约25μm。
所述至少一个另外的多孔层的厚度优选地在100nm-75μm的范围内,特别是在5μm-50μm的范围内,尤其是约25μm。
膜板的多孔陶瓷(基材)优选地具有直径在100nm-10μm、特别优选地500nm-6μm、特别是500nm-3μm之间的孔。
所述至少一个另外的多孔层优选地具有直径在500nm-2μm、特别优选地500nm-1μm、特别是600nm-900nm之间的孔。
对于膜板拥有至少一个分离层的情形,特别是所述至少一个分离层的孔径大小对于微生物的分离非常重要。优选地,分离层具有直径在1nm-1400nm、优选地50nm-500nm、特别是50nm-300nm、特别优选地200nm-300nm之间的孔。
可能的下置各层的孔径大小通常不会直接影响微生物的分离。但是,优选的是下置各层具有比分离层大的孔。特别优选地,对于孔径大小,存在一个向外分离层方向上的梯度。因此优选的是孔径大小在向外方向上降低。
在具有位于所述至少一个分离层与膜板之间的至少一个另外的多孔层的优选实施方案中,所述至少一个另外的多孔层的孔径在分离层的孔径(最小孔径)与膜板的孔径(最大孔径)之间。这尤其适用于层内的孔径平均值(因为在一个层内孔径往往是不均匀的,绝对孔径有时可能会发生重叠,由此,例如,所述至少一个分离层的最大孔的孔径将会超过所述至少一个另外的多孔层的最小孔的孔径)。
膜板的多孔陶瓷优选地是基于金属氧化物、特别是基于氧化铝的陶瓷。除氧化物陶瓷如氧化铝陶瓷之外,在其它优选实施方案中,也可使用非氧化物陶瓷。
分离层的纳米颗粒优选地为氧化物纳米颗粒,特别是氧化铝颗粒。此外,特别是还优选二氧化锆或二氧化钛的纳米颗粒或者所述氧化物纳米颗粒的混合物。特别是对于薄分离层,沸石尤其高度适合。在其它优选实施方案中,纳米颗粒也可以为非氧化物纳米颗粒。
在过滤装置的一个特别优选的实施方案中,膜板内部具有至少一个用于排出净化后的废水的通道。优选多个、优选彼此平行排列的通道,其在膜板内部空间均匀延伸。
过滤装置优选地具有至少2个膜板。根据个别情形,膜板数可以在很大范围内变化。例如,对于净化较少量的废水,优选具有3-15个、特别是3-10个膜板的过滤装置。但是,如果产生了较大量废水,则具有几百个膜板的过滤装置也是可能的。
过滤装置优选地具有能使膜板数根据相应条件变化的模块化结构。
在过滤装置的一个特别优选的实施方案中,所述至少2个膜板基本上彼此平行排列。此时,进一步优选的是,基本上彼此平行排列的多个膜板之间的距离基本上总是相等的。
如上所述,过滤装置中膜板的形状原则上可以取决于个别情形自由选择。原则上这同样适用于膜板的大小,其中膜板的长或宽一般不超过150cm。例如,在一个优选实施方案中,矩形膜板长约50cm,宽约11cm。
本发明的过滤装置中膜板的厚度在此一般优选地在0.15mm-20mm、特别是0.5mm-10mm的范围内。在一个特别优选的实施方案中,膜板厚约6mm。
如上所述,本发明还包括净化废水的方法,特别是净化污水净化设备中的废水的方法。该方法的特征在于位于废水中的微生物可以借助于至少一个陶瓷基膜分离出来。
本发明的方法包括在至少一个活化池中用微生物对废水进行生物净化。
此外,本发明所要求的方法优选地包括在至少一个二次澄清池中对废水进行二次澄清。
在这种情况下优选地所述至少一个活化池和/或所述至少一个二次澄清池中为进行清洗而充有成型体,所述成型体的最大空间对角线为0.1cm-10cm、优选地0.5cm-5cm、特别是0.5cm-2cm。
特别优选地,使用本发明的污水净化设备将微生物从废水中分离,其中进一步优选地使用具有彼此平行排列的膜板的过滤装置进行分离,其中所述膜板彼此间的距离至少相应于成型体的最大空间对角线,优选地超出其至少5%、特别优选地至少25%、特别是至少100%。
过滤装置以及成型体已经在上面有过详尽描述,因此,这里请参阅说明书的相应位置并将其明确引入此处。
在对过滤装置的说明中,不仅描述了膜板,还描述了包括分离层的涂层。相应地,这里也请参阅说明书的该相关部分。
从结合从属权利要求对以下实施例和附图的说明中,将可明显看出本发明的上述及其它优点。本发明的单个特征可以各自单独或彼此结合实施。实施例和附图只用于说明和更好地理解本发明,决不能被理解为是限制性的。
附图说明:
图1:显示了优选使用的成型体,即来自Kaldness公司,3103,挪威的"K1生物膜载体单元";
图2:显示了卡在膜板之间的成型体;
图3:左边显示了具有用于导出净化水的通道的膜板;右边显示了通过其中一个膜板的横截面的微观细节;
图4:显示了来自传统过滤操作的膜(没有成型体,只通过通风进行净化);
图5:显示了用于说明由成型体撞击来自传统过滤操作的膜(根据图4)所引起的磨损作用的图表;
图6:显示了通过适合本发明的膜板的截面的扫描电子显微镜图像。可以看到三个层,即左边的分离层,中间的另外的多孔层和右边的由多孔陶瓷制成的膜板。所述层和膜板本身各自均由氧化铝构成。分离层和另外的多孔层各自厚度为约25μm。相比之下膜板的厚度为1.8mm-3.25mm。孔径在朝分离层方向上从4000-6000nm(膜板)经约800nm(中间的另外的多孔层)缩小到约200nm(分离层)。
实施例1
对如何针对适合的成型体(来自Kaldness公司,3103 
Figure 2007800055816100002G2007800055816D0007140443QIETU
,挪威的K1生物膜载体单元,参见图1)将本发明过滤装置中的相邻膜板之间的距离调至最佳进行了研究。如上所述,这里特别是有2个因素有影响:原则上尝试将膜板之间的距离设定得尽可能小以保持过滤装置尽可能紧凑。但是,在这种情况下成型体永远不许卡在膜板之间,否则会阻碍成型体在膜表面上的运动以及由此阻碍对覆盖层的机械磨擦。
如果间距过小,成型体在两个膜板之间的运动会由于成型体的大小与形状(K1成型体的最大空间对角线在7.0mm-13.5mm之间)而导致成型体被卡在所述板壁之间以及成型体彼此之间,这从图2中很容易看出。
直到间距达到30mm±0.5mm,才不再观察到卡塞,甚至在运行几周之后也未观察到卡塞。此外,在此距离还测得了流速和膜板过滤性能的最佳值。
所用氧化铝膜板如图3所示。在左图中,在所有情况下都可以看到膜中的多个通道的出口。所述通道用于排出净化后的废水。在右图中,显示了通过其中一个膜板的横截面的显微截面。在下部区域(暗),可以看到膜板的多孔陶瓷的较粗晶粒结构。在上部(亮),可以看到多孔陶瓷上的薄涂层的细得多的结构。
实施例2
在一个膜板上,通过涂覆薄氢氧化铁膜,模拟微生物覆盖层。随后将所述膜板在充有成型体(来自Kaldness公司,3103
Figure 2007800055816100002G2007800055816D0007140443QIETU
,挪威的K1生物膜载体单元;参见图1)的测试装置的活化池中使用62小时。在此时间之后,氢氧化铁层基本上完全被通过磨擦从膜板上分离。相比之下,没有成型体的比较试验未能导致模拟覆盖层的分离。
实施例3
将来自传统过滤操作的膜(没有成型体,仅通过通风进行净化,参见图4)在于活化淤泥中过滤四个月之后用于测试覆盖层分离。测试每次使用不同孔径(200nm和300nm)的膜进行多次。
为此,将涂有薄微生物粘滑覆盖层的膜引入按照
Figure G2007800055816D00091
法运行的测试装置中,其中所述测试装置中充有成型体(来自Kaldness公司,3103
Figure 2007800055816100002G2007800055816D0007140443QIETU
,挪威的K1生物膜载体单元;参见图1)。操作中,膜的表面暴露于成型体的不断撞击。66小时之后,将膜再次取出并研究。粘滑覆盖层已经完全消失。
在测试装置的操作过程中,不断测试膜的渗透性。不仅对于孔径为200nm的膜,而且对于孔径为300nm的膜测得了从一初始值不断增大的渗透性。在约48小时之后,在两种情形下渗透性都达到最大值并随后保持恒定。对于孔径为200nm的膜,由于渗透性的增大而产生了约61%的性能提高,对于孔径为200nm的膜,甚至观察到了约80%的性能提高。
测量结果如图5所示。在图表中,相对于实验时间[h]绘制了渗透性[1/m2·h·bar]和性能提高[%]。上边的实线(亮)描述了孔径为300nm的膜的渗透性变化。下边的实线(暗)类似显示了孔径为200nm的膜的渗透性变化。在各情形下,虚线显示了不同膜的性能提高的过程。

Claims (1)

1.污水净化装置,具有至少一个废水活化池和/或具有至少一个废水二次澄清池,所述活化池和/或二次澄清池中充有自由悬浮在废水中的成型体,其中所述污水净化装置具有至少一个用于废水净化的过滤装置,此过滤装置包括至少一个用于分离微生物的陶瓷基膜,其中
◆所述成型体是基于塑料并且具有的空间对角线为0.1cm-10cm,
 ◆所述过滤装置包括至少2个基本上彼此平行排列的膜板,其中所述膜板是由多孔陶瓷制成并且具有的厚度为0.15mm-20mm,
 ◆所述至少2个基本上彼此平行排列的膜板至少部分地浸入所述至少一个活化池中和/或至少一个二次澄清池中,使得所述至少2个膜板的表面可以与漂浮在所述至少一个活化池和/或至少一个二次澄清池中的所述成型体发生直接接触,和
 ◆所述膜板具有涂层,该涂层包括至少部分由纳米尺寸颗粒构成的至少一个分离层,所述分离层具有直径在1nm-1400nm之间的孔。
2. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述污水净化装置是小型污水净化装置。
3. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述成型体是基于聚乙烯的成型体。
4. 权利要求1-3任一项的污水净化装置,特征在于活化池中的成型体适合作为微生物的载体。
5. 权利要求1-3任一项的污水净化装置,特征在于二次澄清池中的成型体不适合作为微生物的载体。
6. 权利要求1-3任一项的污水净化装置,特征在于所述至少2个基本上彼此平行排列的膜板完全地浸入所述至少一个活化池中。
7. 权利要求1-3任一项的污水净化装置,特征在于所述至少2个基本上彼此平行排列的膜板完全地浸入所述至少一个二次澄清池中。
8. 权利要求1-3任一项的污水净化装置,特征在于所述成型体的空间对角线为0.5cm-5cm。
9. 权利要求8的污水净化装置,特征在于其具有至少一个具有彼此平行排列的膜板的过滤装置。
10. 权利要求9的污水净化装置,特征在于其中相邻膜板之间的距离至少相应于所述成型体的空间对角线,以使得所述成型体可以在相邻膜板之间滑动且可以与相邻膜板的相对表面发生直接接触。
11. 权利要求10的污水净化装置,特征在于相邻膜板之间的距离超出所述空间对角线至少5%。
12. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述膜板具有涂层,该涂层包括至少部分由纳米尺寸颗粒构成的分离层。
13. 权利要求12的污水净化装置,特征在于所述涂层包括设置在所述膜板与所述分离层之间的至少一个另外的多孔层。
14. 权利要求12或13的污水净化装置,特征在于所述涂层的厚度为100nm-150μm。
15. 权利要求14的污水净化装置,特征在于所述涂层的厚度为25μm。
16. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述膜板的所述多孔陶瓷具有直径在100nm-10μm之间的孔。
17. 权利要求12的污水净化装置,特征在于所述分离层具有直径在50nm-300nm之间的孔。
18. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述膜板的所述多孔陶瓷为氧化物陶瓷。
19. 权利要求12的污水净化装置,特征在于所述分离层的所述纳米颗粒为氧化物纳米颗粒。
20. 权利要求19的污水净化装置,特征在于所述氧化物纳米颗粒选自包括氧化铝、二氧化锆、二氧化钛及其混合物的组。
21. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述膜板内部具有至少一个用于排出净化后的废水的通道。
22. 权利要求1的污水净化装置,特征在于其具有至少2个膜板。
23. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述至少2个基本上彼此平行排列的膜板之间的距离基本上总是相同。
24. 权利要求1的污水净化装置,特征在于所述膜板的厚度为0.5mm-10mm。
CN2007800055816A 2006-02-17 2007-02-17 废水净化方法 Expired - Fee Related CN101460236B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006008453.5 2006-02-17
DE200610008453 DE102006008453A1 (de) 2006-02-17 2006-02-17 Reinigungsverfahren für Abwässer
PCT/EP2007/001382 WO2007093440A1 (de) 2006-02-17 2007-02-17 Reinigungsverfahren für abwässer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101460236A CN101460236A (zh) 2009-06-17
CN101460236B true CN101460236B (zh) 2013-09-11

Family

ID=38057481

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800055784A Pending CN101384343A (zh) 2006-02-17 2007-02-17 废水净化方法
CN2007800055816A Expired - Fee Related CN101460236B (zh) 2006-02-17 2007-02-17 废水净化方法

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007800055784A Pending CN101384343A (zh) 2006-02-17 2007-02-17 废水净化方法

Country Status (13)

Country Link
US (2) US8070948B2 (zh)
EP (3) EP1820565A1 (zh)
JP (1) JP2009526639A (zh)
CN (2) CN101384343A (zh)
BR (1) BRPI0707962A2 (zh)
CA (2) CA2642396A1 (zh)
DE (1) DE102006008453A1 (zh)
DK (1) DK1984100T3 (zh)
ES (1) ES2553478T3 (zh)
IL (1) IL193410A0 (zh)
IN (1) IN263502B (zh)
MX (2) MX2008010267A (zh)
WO (2) WO2007093440A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2203549B1 (en) 2007-10-03 2013-03-06 3M Innovative Properties Company Microorganism concentration process and agent
EP2112553B1 (de) 2008-04-22 2012-02-08 GMG GmbH & Co. KG Herstellung von Testdrucken
DE102008021190A1 (de) * 2008-04-29 2009-11-05 Microdyn - Nadir Gmbh Verfahren zur Reinigung von Filtrationsmembranmodul sowie Membranbioreaktor-System zum Aufbereiten von Roh- oder Abwasser bzw. Belebtschlamm
DE102008036920A1 (de) 2008-08-04 2010-02-11 Itn Nanovation Ag Filtriereinheit zur Aufbereitung von Wasser
JP5727383B2 (ja) 2008-12-31 2015-06-03 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 大腸菌群の検出プロセス及びこのプロセスで使用するためのキット
CA2790599A1 (en) 2010-02-22 2011-08-25 Ksm Water Gmbh Filter membrane module and method for its production
DE102011082285A1 (de) 2011-09-07 2013-03-07 Itn Nanovation Ag Verfahren zur Abtrennung von radioaktiven Nukliden mittels keramischer Filtermembranen
DE102011087338A1 (de) 2011-11-29 2013-05-29 Ltn Nanovation Ag Tieftemperaturstabile Filtriereinheit und ihre Herstellung
DE102011056858A1 (de) * 2011-12-22 2013-06-27 Itn Nanovation Ag Multibarrierensystem zur Wasseraufbereitung
JP6088360B2 (ja) * 2013-06-03 2017-03-01 パナソニック株式会社 濾過装置
JP6151578B2 (ja) * 2013-06-03 2017-06-21 パナソニック株式会社 排水処理装置
EP3025354A1 (de) 2014-05-28 2016-06-01 ITN Nanovation AG Verfahren und anlage zum entfernen radioaktiver nuklide aus wasser
ES2558183B1 (es) * 2014-07-01 2016-11-11 Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) Capa catalítica y su uso en membranas permeables al oxigeno
DE102017116156B4 (de) 2017-07-18 2019-06-27 Kay Gunther Gabriel Filtrationssystem
CN107684835A (zh) * 2017-08-14 2018-02-13 苏州博清高新材料有限公司 一种用于污水处理的过滤器
CN107486030A (zh) * 2017-08-14 2017-12-19 苏州博清高新材料有限公司 一种陶瓷膜滤盘及其制备方法
CN110683666A (zh) * 2019-10-11 2020-01-14 上海仁创环境科技有限公司 一种超级微孔膜片式曝气器
US11492273B2 (en) * 2020-11-02 2022-11-08 Ovivo Inc. Membrane module manifold with integrated end caps
CN115611474A (zh) * 2022-11-04 2023-01-17 南京瑜铨环保技术有限公司 一种超纯水电去离子edi的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1034835A1 (en) * 1999-03-05 2000-09-13 Biothane Systems International B.V. Method of cleaning solid/liquid separation element and solid/liquid separation apparatus
DE19953459A1 (de) * 1999-11-05 2001-05-10 Gva Ges Fuer Verfahren Der Abw Reinigungssystem für Abwasserbehandlungsanlagen

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0738789B2 (ja) * 1987-03-02 1995-05-01 三機工業株式会社 メンブレンバイオリアクタ装置
JPH03143535A (ja) * 1989-10-26 1991-06-19 Toto Ltd セラミックス製非対称膜及びその製造方法
ES2064083T4 (es) 1990-01-23 2007-04-01 Anoxkaldnes As Metodo y reactor para la purificacion de aguas.
JPH0657305B2 (ja) * 1990-11-09 1994-08-03 荏原インフイルコ株式会社 中空糸膜濾過方法および中空糸膜濾過装置
DE9409077U1 (de) 1994-06-03 1994-08-11 Augst, Reiner, 02689 Wehrsdorf Schwimmfähiges, verwirbelbares Trägermaterial für biotechnologische Prozesse
JP3123407B2 (ja) * 1995-08-23 2001-01-09 日立プラント建設株式会社 浸漬型膜分離装置
DE19623592C1 (de) 1996-06-13 1998-01-02 Hahnewald Gmbh Chemisch Physik Verfahren und Reaktor zur kontinuierlichen mikrobiologischen Behandlung von hochbelastetem Abwasser mittels schwimmfähigem Trägermaterial
US5749232A (en) * 1996-12-18 1998-05-12 Air Liquide America Corporation Apparatus and method for producing and injecting sterile cryogenic liquids
US6341701B1 (en) * 1996-12-27 2002-01-29 Ngk Insulators, Ltd. Ceramic porous membrane including ceramic of ceramic and ceramic sol particles, ceramic porous body including the membrane, and method of manufacturing the membrane
JP3067740B2 (ja) * 1997-08-20 2000-07-24 住友電気工業株式会社 セラミックス製フィルターモジュール
DE19807769B4 (de) * 1998-02-24 2010-09-30 Paul Rauschert Gmbh & Co. Kg Halterung für keramische Mikrofilter
DE19807890C2 (de) 1998-02-25 2003-02-27 Busse Gmbh Leipzig Verfahren und Kleinkläranlage zum Behandeln von Schwarz und/oder Grauwasser mit Membrantechnologie
DE29825005U1 (de) * 1998-05-02 2004-05-19 Hermsdorfer Institut Für Technische Keramik E.V. Keramik-Filterelement sowie Filteranordnung mit solchen Keramik-Filterelementen
DE29819446U1 (de) * 1998-10-26 1999-04-01 Bergmann, Martin, 09322 Penig Biologische Kleinkläranlage mit einer Mehrkammergrube
JP3464769B2 (ja) * 1999-03-24 2003-11-10 住友重機械工業株式会社 膜分離装置
JP2001233681A (ja) 2000-02-22 2001-08-28 Res Inst For Prod Dev 多孔質セラミックス膜を用いた高度選択性バイオリアクター
KR100346018B1 (ko) * 2000-08-05 2002-08-01 한국과학기술연구원 내마모성 구 삽입식 와류를 이용한 판틀형 분리막 모듈시스템
DE10127554B4 (de) * 2001-05-30 2012-02-23 Wolfgang Triller Verfahren zur biologischen Reinigung von Abwässern
JP4917234B2 (ja) 2001-12-07 2012-04-18 日本碍子株式会社 セラミックフィルター及び浄水方法
US20030132160A1 (en) * 2002-01-11 2003-07-17 Khudenko Boris M. Membrane biotreatment
ES2190895B2 (es) * 2002-02-01 2004-05-16 Universida De Santiago De Compostela Reactor biologico hibrido de membranas para tratamiento de aguas residuales industriales y urbanas.
JP2003311131A (ja) * 2002-04-19 2003-11-05 Kubota Corp セラミック膜モジュール
DE10220916A1 (de) 2002-05-10 2003-11-27 Sfc Umwelttechnik Gmbh Salzbur Hohlfasermembran-Filtrationsvorrichtung und deren Verwendung bei der Reinigung von Abwasser sowie Membranbioreaktor
EP1382377A1 (en) * 2002-07-15 2004-01-21 TUCHENHAGEN GmbH Joint filtering and filter cleaning
TW593167B (en) * 2002-10-25 2004-06-21 Ind Tech Res Inst Method for treating wastewater/water with membrane bioreactor
DE10305865B4 (de) 2003-02-13 2006-06-08 Itn Nanovation Gmbh Filtrationsvorrichtung
DE10322015B4 (de) 2003-05-16 2007-01-18 Itn Nanovation Gmbh Dichtungsanordnung
DE20315451U1 (de) 2003-10-08 2003-12-24 Zapf Gmbh Mikrofiltrationseinrichtung
DE20315541U1 (de) 2003-10-09 2003-12-24 Krause, Georg Handgerät zum Einschneiden der Oberflächen von Fleisch, Fleischerzeugnissen o.dgl.
DE102004010485A1 (de) 2004-03-04 2005-09-22 Henkel Kgaa Mehrkomponenten-Thin-To-Thick-System
DE202004010485U1 (de) 2004-07-05 2004-11-11 Brabender, Udo Vorrichtung zur Behandlung von durch Gebrauch verunreinigtem Trink- oder Nutzwasser
US7578939B2 (en) * 2004-12-09 2009-08-25 Board Of Trustees Of Michigan State University Ceramic membrane water filtration

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1034835A1 (en) * 1999-03-05 2000-09-13 Biothane Systems International B.V. Method of cleaning solid/liquid separation element and solid/liquid separation apparatus
DE19953459A1 (de) * 1999-11-05 2001-05-10 Gva Ges Fuer Verfahren Der Abw Reinigungssystem für Abwasserbehandlungsanlagen

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭63-214177A 1988.09.06

Also Published As

Publication number Publication date
US8070948B2 (en) 2011-12-06
DE102006008453A1 (de) 2007-08-23
CN101384343A (zh) 2009-03-11
MX2008010267A (es) 2009-01-23
IN263502B (zh) 2009-02-13
CA2642396A1 (en) 2007-08-23
DK1984100T3 (en) 2015-12-14
CA2642327A1 (en) 2007-08-23
US20090314710A1 (en) 2009-12-24
EP1820565A1 (de) 2007-08-22
ES2553478T3 (es) 2015-12-09
US8057688B2 (en) 2011-11-15
IL193410A0 (en) 2009-05-04
MX2008010514A (es) 2008-10-24
US20090255867A1 (en) 2009-10-15
EP1984101A1 (de) 2008-10-29
WO2007093441A1 (de) 2007-08-23
CA2642327C (en) 2014-11-18
JP2009526639A (ja) 2009-07-23
BRPI0707962A2 (pt) 2011-05-10
WO2007093440A1 (de) 2007-08-23
EP1984100B1 (de) 2015-09-02
EP1984100A1 (de) 2008-10-29
CN101460236A (zh) 2009-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101460236B (zh) 废水净化方法
KR100921878B1 (ko) 중공사막 카트리지
WO2019017848A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR REMOVING PARTICLES, PREFERABLY MICROFIBERS, WASTEWATER
CN107337326A (zh) 一种陶瓷膜曝气和微正压臭氧膜再生水处理方法及处理装置
CN101524625A (zh) 一种多孔分离膜的清洗方法
CN103387316A (zh) 复合式双级膜生物反应器
RU2314864C2 (ru) Фильтрующее устройство в виде полой волоконной мембраны и его применение при очистке сточных вод, а также мембранный биореактор
CN103582517A (zh) 用于过滤和滤饼层形成的方法和系统
CN107158781A (zh) 液体精密过滤装置
CN1270800C (zh) 过滤方法
CN107185283A (zh) 液体精密过滤装置
US7484626B2 (en) Water nano-filtration device
CN101870539A (zh) 一种污水净化的曝气生物滤池
CN1409611A (zh) 饮用元件
JP2004275906A (ja) セラミックフィルタ
JPH1119672A (ja) 活性汚泥濾過装置
CN207276417U (zh) 一种陶瓷膜曝气和微正压臭氧膜再生水处理装置
JP2002306932A (ja) ろ過分離円筒膜カートリッジ
CN206996020U (zh) 滤芯结构及滤筒装置
CN203474590U (zh) 双级浸没式膜生物反应器
CN203402991U (zh) 复合式双级膜生物反应器
CN220845840U (zh) 用于河道治理的一体化生态海绵装置
WO2017064542A1 (en) Microorganism filter
US10941051B2 (en) Liquid filter apparatus and system
JPH0639388A (ja) 水の循環浄化装置及び循環浄化方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20130911

Termination date: 20160217

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee