CN101531421B - 处理废水的方法和废水处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种处理废水的方法，包括步骤：将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂化学药品清洗膜组件；和在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质。

Description

处理废水的方法和废水处理装置
技术领域
本发明涉及通过将膜分离法用于例如石油化学和石油精炼工厂中的废水处理。本发明尤其涉及一种当废水含有的物质与膜清洗剂反应产生有害物质和抑制废水处理工艺的物质、以及膜分离法中所用的膜应当定期用膜清洗剂进行化学药品清洗时，所使用的处理废水的方法和废水处理装置。
背景技术
传统上，含有各种工业有机物的工业废水一直通过例如标准活性污泥法之类的生物处理来进行处理。标准活性污泥法是好氧地处理有机废水的生物处理方法。图7示出了标准活性污泥法的流程图。流入的废水被供给入活性污泥槽101内，其中的有机物质(苯酚，苯等)、氮、含磷物及其它用活性污泥进行生物处理，该活性污泥是多种微生物组。接着在沉淀槽102中的活性污泥沉淀之后，回收剩余污泥，上层的液体被获得作为处理过的水。虽然有机物质可以用上述方法处理，但处理过的水的水质(澄清度)不够，因此处理过的水被循环利用例如作为工业水是不够格的。
另一方面，近来，采用超滤膜的所谓膜分离活性污泥法或膜生物反应器法(MBR)法已被用来处理污水和排泄物，所处理的水在某些情况下被循环利用。图8示出了膜分离活性污泥法(膜生物反应器(MBR)法)的流程图。流入的废水被供给入活性污泥槽101，以便用活性污泥对有机物(苯酚、苯等)、氮、含磷物和其它进行生物处理，该活性污泥是多种微生物的组。然后，将废水与固体分离并用膜组件103通过过滤进行浓缩从而得到滤过水。该滤过水是清洁的且可循环利用的。此外，膜分离活性污泥法胜于标准活性污泥法的优点在于，这种处理可在紧凑区域进行，更易于维护和控制，且系统抗负载波动(例如，参见JP-B-6-34999(“JP-B”意为经审查的日本专利公开文献))。
然而，几乎不存在已知的将膜分离活性污泥法应用于例如来自石油化学和石油精炼工厂的工业废水的实例。
其中一个原因是，工业废水，尤其是来自石油化学和石油精炼工厂的工业废水，通常含有与氯反应变成高毒物质的有机化合物，可是膜分离活性污泥法需要定期喷射作为膜清洗剂的氯或氯化合物(氯基化学药品)，以便对膜组件中的膜的内外表面进行杀菌(清洗)，使得当清洗膜时产生高毒物质。通常使用的膜分离活性污泥法是浸渍型膜分离活性污泥法，如图9所示，将膜组件104浸入污泥槽(通气槽)101中，通过抽吸泵105的抽吸来过滤废水，由此获得滤过水。在这种浸渍型膜分离活性污泥法中，阀106在膜清洗期间关闭，通常，氯基化学药品被供应至膜组件104内，如图9中的箭头所示。那么对于氯与废水中含有的未经生物处理的有机化合物例如苯酚107反应而产生的有毒氯化有机化合物例如氯酚108就有一些担心。因为氯酚属于即使是微量也具有显著异臭的化合物，滤过水中甚至微量氯酚的存在显著限制了滤过水的循环利用。
膜分离活性污泥法需要用氯基化学药品在待处理的废水中进行定期氯化，但不利的是，经常有例如锰之类的金属在有氯的情况下被氧化成金属化合物，在膜组件的膜表面或膜内析出。在膜组件的膜表面或膜内析出的金属化合物会抑制废水处理设备的操作，以及还会导致与膜清洗剂中含有的碱性剂反应的金属化合物析出的相同问题。
在应用膜分离活性污泥法的废水处理中，膜应当用膜清洗剂定期清洗，且存在待处理的废水含有的物质与膜清洗剂反应产生有毒物质和抑制处理工艺的物质的情况。上述的抑制处理工艺意为抑制操作的物质在膜表面上沉积或在膜内析出，堵塞膜并抑制膜分离。
本发明涉及例如处理含有与通常用作膜清洗剂的氯基化学药品反应产生氯基有毒化合物的物质的废水的工艺。产生有毒化合物的物质的实例包括活性芳香族化合物例如苯酚和苯胺，以及羰基化合物例如醛和酮。苯酚，上述化合物的一种，与氯反应产生具有强臭的有毒氯酚。
此外，如果废水中含有金属(金属离子)，那么金属会与例如膜清洗剂中的氯或碱性剂反应，形成在膜组件的膜表面沉积以及在膜内析出的金属化合物，阻塞膜并因此显著降低过滤能力。例如，锰在有氯的情况下被氧化，析出含水二氧化锰(MnO2·mH2O)，并导致其在膜表面沉积，在膜内析出，阻塞该膜并降低膜过滤能力。此外，铅与盐酸反应作为PbCl2析出。
例如铁和锰这样的金属在pH的碱性侧区域中几乎不溶解，因此，酸清洗后立即碱清洗极有可能在膜表面和膜内部析出金属化合物。
因此，需要防止这种金属化合物在膜组件的膜表面和膜内部析出。
与槽内型膜组件相比，槽外型膜组件允许使用较高浓度(达到膜材料允许的程度)的膜清洗剂而不影响槽内微生物，即使它是杀菌剂、碱性剂或酸性剂，但以高浓度使用这种膜清洗剂会增加副产品和金属化合物析出的担心。
发明内容
通过利用清洗槽外型膜组件的便利性的优点和避免副产品和金属化合物析出的问题，本发明提供一种通过膜分离活性污泥法的废水处理方法和装置，该膜分离活性污泥法可应用于例如来自石油化学和石油精炼工厂的工业废水。
本发明在于一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；
在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂化学药品清洗膜组件；和
在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应，形成有毒物质和/或抑制操作的物质。
此外，本发明在于一种废水处理装置，包括：活性污泥槽；安装在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水与活性污泥的混合物；和阀，该阀能在化学药品清洗膜组件期间断开槽外部的膜组件与活性污泥槽相互之间的连接，其中，防止了膜清洗剂接触废水中含有的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。
根据以下的说明书，适当地参照附图，本发明的其它和进一步的特征和优点将会更显然。
附图说明
图1是示出根据本发明废水处理装置实例的构造的说明图。
图2是示出图1所示装置在过滤步骤中的操作的说明图。
图3是示出图1所示装置的在水冲洗步骤(用水替换膜组件中残留的废水的步骤)中的操作的说明图。
图4是示出图1所示装置的在化学药品清洗步骤中的操作的说明图。
图5是图1所示装置的在水冲洗步骤(用水替换膜组件中残留的化学溶液的步骤)中的操作的说明图。
图6是示出根据本发明采用浸渍型膜分离活性污泥法的废水处理装置另一实例的构造的说明图。
图7是示出通过标准活性污泥法进行的废水处理的流程图。
图8是示出通过膜分离活性污泥法(膜生物反应器法：MBR)进行的废水处理流程图。
图9是示出通过浸渍型膜分离活性污泥法的氯杀菌的流程图。
具体实施方式
根据本发明，提供以下方式：
(1)一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；
在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂化学药品清洗膜组件；和
在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质；
(2)一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；
在膜组件与活性污泥槽经由阀断开连接时，用水第一水冲洗废水中所含的在膜组件中残留的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质；
在膜组件与活性污泥槽经由阀断开连接时，用膜清洗剂对膜组件进行化学药品清洗；和
在膜组件与活性污泥槽经由阀断开彼此之间连接时，用水第二水冲洗膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应，形成有毒物质和/或抑制操作的物质；
(3)一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内且在此被生物处理的废水从活性污泥槽带走至该活性污泥槽外部的膜过滤槽，并将废水在膜过滤槽中所安装的膜组件中过滤；
在废水供应泵停止时，用水第一水冲洗废水中所含的在膜组件中残留的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，其中所述泵将废水从活性污泥槽供应至膜过滤槽；
在废水供应泵停止且膜过滤槽与活性污泥槽经由阀断开连接时，用膜清洗剂对膜组件进行化学药品清洗；和
在废水供应泵停止且膜组件与活性污泥槽经由阀断开相互之间的连接时，用水第二水冲洗膜组件中残留的膜清洗剂；
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应，形成有毒物质和/或抑制操作的物质；
(4)根据上述(1)至(3)项中任一所述的处理废水的方法，其中，废水是含有有机物质和/或含有金属的废水，该有机物质与氯反应产生有毒的氯基有机物，该金属与氯或碱性剂反应产生在膜表面和/或内部析出的金属化合物；
(5)根据上述(1)至(4)项中任一所述的处理废水的方法，其中在化学药品清洗步骤之后，用水冲洗残留在膜组件中的化学药品至预定浓度或更低，然后断开活性污泥槽外部的膜组件与活性污泥槽之间连接的阀被打开；
(6)根据上述(5)项所述的处理废水的方法，其中用于水冲洗步骤的水被排放至除了使其与废水接触的地方之外的地方；
(7)根据上述(1)至(6)项中任一所述的处理废水的方法，其中，化学药品清洗步骤和水冲洗步骤的操作利用自动分析仪和/或计时器进行控制；
(8)根据上述(1)至(7)项中任一所述的处理废水的方法，其中膜组件由超滤膜、微孔过滤膜、反渗透膜或离子交换膜组成；
(9)上述(1)至(8)项中任一所述的处理废水的方法，其中阀是三通阀；
(10)一种废水处理装置，包括：活性污泥槽；安装在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水与活性污泥的混合物；和阀，该阀能在化学药品清洗膜组件期间断开槽外部的膜组件与活性污泥槽相互之间的连接，其中，防止了膜清洗剂接触废水中含有的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质；
(11)根据上述(10)项所述的废水处理装置，其中所述阀是三通阀。
以下更详细描述本发明。
发明人已经发现，通过在膜分离活性污泥法中采用防止清洗膜所用的膜清洗剂与废水中含有的有机物和金属接触的特定构造或操作，可以防止产生有毒化合物以及在膜组件的膜表面和内部析出的金属化合物所引起的膜阻塞。本发明是基于上述发现作出的。
根据本发明的废水处理方法，包括步骤：将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂对膜组件进行化学药品清洗；和在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。
根据本发明，待废水处理的废水是含有与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质的废水。其实例包括但不限于，含有与氯反应产生有毒氯基有机化合物的有机物质的废水，以及含有与氯或碱性剂反应产生在膜组件的膜表面和内部析出金属化合物的金属的废水。这些废水的实例包括那些来自石油化学工厂和石油精炼工厂的废水。在本发明中，废水中所含的金属包括它们的金属离子。
本发明中使用的膜清洗剂可以是常规的浸渍型膜分离活性污泥法中的用于清洗膜组件的膜表面或内部区域的任何药剂，因而可以是例如氯基剂如次氯酸。
与氯反应产生有毒氯基有机化合物的物质的实例包括芳香族化合物(苯酚化合物，苯胺化合物，等等)和羰基化合物(醛化合物，酮化合物，等等)。
与氯或碱性剂反应产生在膜组件的膜表面和内部析出并因此阻塞膜(膜阻塞物质)的金属化合物的金属的实例包括锰，铁等。
如果次氯酸例如用作膜清洗剂，含有铅化合物的废水也被包括在待处理的废水中，上述铅化合物也可能反应产生这样的金属化合物(膜阻塞物质)。
在本发明中，相对于膜分离活性污泥法来说，膜组件被安装在活性污泥槽外部。膜组件不作特别限定，只要该膜组件安装在活性污泥槽外部即可，它可以采用将膜组件单独设置的槽外型系统或将膜组件浸入膜过滤槽中的浸渍型。在槽外型系统的膜分离活性污泥法中，活性污泥含有的经生物处理的废水被加压供给至在曝气槽(活性污泥槽)外部设置的膜组件中并进行过滤，废水过滤步骤本身例如可适当参照JP-B-4641584的记载执行。可选择地，废水可加压供给至在通气槽外部的膜过滤槽内并通过抽吸在安装于那里的浸渍型膜组件中进行过滤。
在本发明中，在膜组件的表面和内部区域进行化学药品清洗的过程中，废水中的有机物、金属和其它物质与膜清洗剂之间的接触，通过在活性污泥槽和置于外部的膜组件之间设置的阀而被断开。在浸渍型的场合，废水通过泵被供应至安装在通气槽外部的膜过滤槽，并通过抽吸在浸渍于膜过滤槽的膜组件中进行过滤。如下面将详细阐述的，通过在每个步骤之前替换膜过滤槽内的水，废水中的有机物、金属和其它物质与膜清洗剂之间的接触得到抑制。
优选在本发明中，通过在水冲洗步骤中将化学药品清洗步骤使用的膜清洗剂完全冲洗离开膜组件直至膜分离不会产生问题的程度，防止废水中的有机杂质或金属与膜清洗剂之间的接触。
还优选的是，在水冲洗和化学药品清洗步骤中，通过在膜组件下游的管线上安装自动分析仪例如pH计、电导仪和化学药品浓度计，以及通过实时监控清洗状态和废水的控制操作，从而防止膜清洗剂与废水中的物质接触和反应。这种操作控制可通过自动清洗避免对膜的损坏。
当所测量的值，例如pH、电导率、化学药品浓度或时间达到特定的值时，通过将所述系统编程以在每个步骤进行诸如阀和泵之类的切换，从而可实现所述操作控制。还可以用这种方式自动控制流速。
具体的步骤的切换可任意确定，但在化学药品清洗步骤之后的水冲洗步骤中，优选的是，在打开将槽外的膜组件与污泥槽之间连接断开的阀以及恢复过滤步骤的操作之前，充分冲洗膜组件中残留的化学药剂至预定浓度，例如小于用于清洗的清洗溶液的初始浓度的1/100。
膜组件中膜清洗剂的浓度被适宜确定为几乎不生成有害物质或如果生成这种有害物质但不会导致问题的程度。
本发明中清洗所用的膜清洗剂的浓度可任意确定，然而，因为在本发明中膜组件的清洗是在活性污泥槽完全被断开连接时执行的，因此可以通过利用浓度高于常规浸渍型清洗的清洗溶液在更短时间段内进行清洗，从而在考虑总量的时候减少所用化学药品的量。
水冲洗步骤所用的水优选排出系统，而不是返回至诸如废水接收槽之类的使其与废水接触的槽中。以这样的方式甚至可以避免冲洗步骤中使用的水中所含的低浓度膜清洗剂与废水中的有机物和金属接触。
此外，传统上，在膜清洗期间，酸清洗和随后的碱清洗使得膜组件的膜表面和内部发生结垢，该膜传统地通常首先用碱性剂例如次氯酸钠清洗，然后用酸清洗并随后中和，其中结垢意为在水中不溶解或悬浮的物质由于各种原因析出或沉淀以及固化于膜的表面和内部。本发明中，充分冲洗可减少中和所用的酸的量。在次氯酸清洗之后立即进行酸清洗通常导致氯产生，可能会损坏膜，但在本发明中，在清洗步骤之前和之后的水冲洗步骤中膜清洗剂的水替换操作允许进行不用担心这个问题的处理。
还优选的是，通过例如使用三通或四通阀来消除管线中的死区(贮液器)，防止了与残留的废水或残留的膜清洗剂生成有害物质。
当两个通常的切换阀用作阀时，在两阀之间产生死区。死区那里允许残留膜清洗剂，并且，当在随后的步骤中供应废水时，这两种液体相互接触，会形成有害物质。另一方面，废水的残留以及膜清洗剂的供应也导致相同的问题。采用三通或四通阀作为切换阀允许减少切换区域附近区域的死区并且消除这些液体接触的担心。
本发明使用的膜组件不特别限定，但最好是例如由超滤膜、微孔过滤膜、反渗透膜或离子交换膜组成的膜组件。
在本发明中，膜组件是容纳有上述膜的单元并可以是任何形状。
本发明的另一实施例是废水处理装置，包括：活性污泥槽；安装在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水与活性污泥的混合物；和阀，该阀能在化学药品清洗膜组件期间断开槽外部的膜组件与活性污泥槽相互之间的连接，其中，防止了膜清洗剂接触废水中含有的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。部件、化学药品等等与上述的那些相同。与膜清洗剂反应可能产生有害物质或抑制操作物质的物质，也与上述的那些与膜清洗剂反应形成有害物质和/或抑制操作物质的物质相同。
通过根据本发明防止膜清洗剂例如膜杀菌中用的氯与废水中含有的有机物接触的结构和操作，可以防止有毒化合物产生。本发明对于处理含有金属的废水也是有效的，该金属与药剂反应在膜组件的膜表面和内部形成金属化合物。
根据本发明的废水处理方法和处理装置是允许处理例如来自石油化学和石油精炼工厂的工业废水而不产生有害物质的方法和装置，并且通过膜分离获得的清洁的滤过水可作为例如工业用水被循环利用。这样，所述方法和装置通过减少废水排量而减少环境负担以及提供新水源方面是有利的。
根据本发明，膜分离活性污泥法可安全地应用于这种废水，从而允许先进的废水处理和促进滤过水作为例如工业用水循环利用。
其后，参照附图描述本发明的优选实施例，但本发明不限于此。
图1是说明根据本发明废水处理装置实例的构造的说明图。图1所示的装置包括活性污泥槽1，设置在活性污泥槽1外部的膜组件2，膜供给泵3，化学药品槽4，化学药品清洗泵5，自动分析仪6和7，阀11-17，和使这些元件相互连接的管线(管)21-27。
阀11和13是能够将置于活性污泥槽1外部的膜组件2与活性污泥槽1断开的阀。虽然图1中每条管线中示出一个阀，但例如阀11，14和15可以用四通阀替换，或者阀12和16或者13和17可以用三通阀替换，以便尽可能地减少转换区中的死区(液池)。
每条管线的箭头表示管线中流体流动的方向。
图2-5是示出图1所示装置的操作流程的说明图。在图2-5所示的阀11-17当中，涂黑色的那些表示关闭，而在黑色上涂白色的那些表示打开。
图2是示出过滤步骤中的操作状态的说明图。这里，阀11，12和13是打开的，其他阀则是关闭的。
废水被供给入活性污泥槽1，然后在此进行生物处理。混入活性污泥的废水通过膜供给泵3经管线21被供给至膜组件2内并在此被过滤，然后所获得的清洁滤过水经管线22被送至系统外，并例如被适宜地循环使用。另一方面，没有透过膜的固体与水一起经管线23被供给返回至活性污泥槽1。
然后，如图3所示，残留在膜组件2中的废水在水冲洗步骤(第一水冲洗步骤)中被水替换。这里，阀11被关闭而阀14被打开，以便通过例如泵将水以高流速经管线24供入膜组件2内。残留在膜组件2内的废水以及膜表面和内部的沉淀物被冲洗掉并经管线23返回至活性污泥槽1。另一方面，与图2所示的操作相似，滤过水经管线22被送出系统外，以便例如适宜地进行循环使用。
然后，如图4所示，阀12，13和14被关闭，阀15，16和17则被打开，以用于在化学药品清洗步骤中的操作。如果膜表面或内部没有显著的污垢或沉淀物，那么可跳过图3所示的步骤，从图2所示的步骤直接至图4所示的步骤进行操作。污垢意为位于膜上的降低渗透通量的如下物质的沉积物：原水中所含的难溶解的组分、聚合物溶质、胶质、微小固体物质和其它物质。
如图4所示，阀11断开活性污泥槽1与活性污泥槽1外部的膜组件2之间的连接，用于防止膜清洗剂与废水中所含的物质接触，该物质与膜清洗剂反应形成有毒物质或抑制操作的物质。例如次氯酸之类的膜清洗剂的溶液通过泵5从槽4经由管线25被供应至膜组件2内，以清洗膜表面和内部区域。经膜过滤的膜清洗剂和未经膜过滤的膜清洗剂两者经管线26和27被供给返回至槽4内并被循环用于膜清洗。膜的化学药品清洗优选在通过使用安装在膜组件2下游的自动分析仪6和7(例如pH计、电导仪、和化学药品浓度计)在具有监控的操作控制下进行，或通过具有或不具有监控的计时器控制下进行。
然后，如图5所示，阀15被关闭而阀14被打开，用于在水冲洗步骤(第二水冲洗步骤)中操作。与图3所示的操作类似，水被供给至膜组件2内，以便用水替换残留在膜组件2中的含有化学药品的溶液。这时，经膜过滤的水和未经膜过滤的水两者都不返回至使所述水与废水接触的地方例如废水接收槽，而是分别经管线26和27返回至槽4然后经管线28排出系统。与上述化学药品清洗步骤类似，水冲洗步骤中的操作也优选通过利用自动分析仪6和7监控进行控制，或者通过具有或不具有监控的计时器控制进行控制。
所述冲洗优选以例如大于膜组件容积3-5倍的水量执行，直至膜组件中膜清洗剂的浓度达到预定值或更小。
在充分冲洗后，而且在图4所示的化学药品清洗步骤和图5所示的水冲洗步骤之后根据需要，阀14，16和17被关闭，阀11，12和13被打开，泵3被启动，以便恢复进行图2所示状态的过滤操作。
此外，参照图6描述本发明的另一优选实施例。图6所示的装置包括活性污泥槽51，设置在活性污泥槽51外部的充满水的膜过滤槽52，浸渍在膜过滤槽52中的膜组件53，将废水从活性污泥槽51供应至膜过滤槽52的废水供应泵54，抽吸泵55，阀61-64，以及使这些元件相互连接的管线(管)71-76。所述装置也可以具有自动分析仪和/或化学药品槽，虽然它们未示出。
在这个实施例的装置中，浸渍型膜组件53设置在膜过滤槽52中，但不是像传统方式那样设置在活性污泥槽51中。在这个实施例中，活性污泥槽51和膜过滤槽52相互独立，使得生物处理步骤在活性污泥槽51中进行，过滤步骤和接下来的一些步骤在膜过滤槽52中进行。
在这个实施例中，要求膜过滤槽52中的水在过滤步骤之后化学药品清洗步骤之前、或者化学药品清洗步骤之后过滤步骤之前用清水替换，以避免膜清洗剂与废水中所含的物质接触，上述废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质。以下将描述根据本实施例的膜组件的操作流程。
首先，废水被供给入活性污泥槽51内，并在此进行生物处理(步骤(a))。混有活性污泥的废水通过废水供应泵54经由管线71被供应至膜过滤槽52，并通过膜组件53过滤(步骤(b))。获得的清洁的滤过水经由阀61和管线72通过抽吸泵55被供给至系统外，例如适宜地进行循环利用。另一方面，未透过所述膜的固体与水一起经由阀62和管线73返回至活性污泥槽51或经由阀64和管线76排出系统。
然后，水冲洗步骤在停止废水供应泵54以断开活性污泥槽51与膜过滤槽52之间的连接之后进行，用水替换膜过滤槽52中残留的废水(步骤(c))。膜过滤槽52中的水经由管线73返回至活性污泥槽51内，这是因为废水中的物质残留在膜过滤槽52中的水中。这里，阀63被打开以便将水以高流速供应至膜过滤槽52内，用于冲刷残留在膜过滤槽52和膜组件53中的废水以及膜组件53的膜表面上和/或内部的沉淀物。冲洗后的污水经管线73返回活性污泥槽51。在终止冲洗后，阀61和62被关闭。
接下来，水(优选含有很少杂质的滤过水)被供给至膜过滤槽52内，膜清洗剂经由管线75或74流入，以执行膜组件53的化学药品清洗(步骤(d))。图6示出了化学药品清洗步骤中氯杀菌的流程。在终止化学药品清洗后，阀64被打开以用于经由管线76排泄。然后，进行水冲洗以去除残留在膜过滤槽52和膜组件53中的试剂(步骤(e))。冲洗后的污水经管线76排泄。排泄之后，阀64被关闭，膜过滤槽52再次充满水。阀62被打开并且废水供应泵54被启动，以恢复过滤操作。通过重复这些步骤(a)至(e)，可以对废水安全地进行先进的处理，并且可以促进滤过水进行循环利用，例如作为工业用水。
如上所述，在化学药品清洗之前和之后用清水替换膜过滤槽52中的水，可以避免膜清洗剂与废水中所含的物质接触，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质。
已经描述了如实施例所涉及的我们的发明，我们意欲本发明不限于说明书中的任何细节，除非指定，而是在所附的权利要求书中所阐述的宗旨和范围内进行广义解释。
本申请要求2008年3月14日在日本提交的专利申请No.2008-066721和2009年1月22日在日本提交的专利申请No.2009-012105的优先权，其内容在此通过引用被全部结合。

Claims (14)

1.一种处理废水的方法，包括以下步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤；
在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂对膜组件进行化学药品清洗；和
在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的与膜清洗剂反应而形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的与膜清洗剂反应而形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。
2.根据权利要求1所述的处理废水的方法，其中，水冲洗步骤在化学药品清洗步骤之前和之后进行；在化学药品清洗步骤之前进行的第一水冲洗步骤中，在膜组件与活性污泥槽经由阀断开连接时，用水冲洗掉废水中所含的在膜组件中残留的与膜清洗剂反应而形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质；并且在化学药品清洗步骤之后进行的第二水冲洗步骤中，在膜组件与活性污泥槽经由阀断开彼此之间连接时，用水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂。
3.根据权利要求2所述的处理废水的方法，其中，膜组件被浸渍在活性污泥槽外部的膜过滤槽中，将供应至活性污泥槽内且在此被生物处理的废水通过废水供应泵从活性污泥槽带走至该活性污泥槽外部的膜过滤槽，并将废水在膜过滤槽中所安装的膜组件中过滤；在废水供应泵停止期间进行第一水冲洗步骤；在废水供应泵停止且膜过滤槽与活性污泥槽经由阀断开连接时进行化学药品清洗步骤；以及在废水供应泵停止且膜组件与活性污泥槽经由阀彼此断开连接时进行第二水冲洗步骤。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中废水是含有有机物质和/或含有金属的废水，该有机物质与氯反应产生有毒的氯基有机物，该金属与氯或碱性剂反应产生在膜表面和/或内部析出的金属化合物。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中在化学药品清洗步骤之后，用水冲洗残留在膜组件中的化学药品至预定浓度或更低，然后断开活性污泥槽外部的膜组件与活性污泥槽之间连接的阀被打开。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中用于水冲洗步骤的水被排放至除了使其与废水接触的地方之外的地方。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中，化学药品清洗步骤和水冲洗步骤的操作利用自动分析仪和/或计时器进行控制。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中膜组件由超滤膜、微孔过滤膜、反渗透膜或离子交换膜组成。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中阀是三通阀。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中废水包含从由活性芳香族化合物和羰基化合物构成的组中选出的至少一种。
11.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中废水包含铁和锰中的至少一种。
12.一种废水处理装置，包括：
活性污泥槽；安装在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水与活性污泥的混合物；和阀，用于在膜组件的化学药品清洗期间断开槽外部的膜组件与活性污泥槽相互之间的连接，其中，膜清洗剂被防止接触废水中含有的与膜清洗剂反应而形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。
13.根据权利要求12所述的废水处理装置，其中所述阀是三通阀。
14.根据权利要求12所述的废水处理装置，其中该废水处理装置还包括：设置在活性污泥槽外部的膜过滤槽，该膜过滤槽被水充满；以及，浸渍在膜过滤槽中的膜组件。
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