CN1199712A - 废水处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种紧凑、有极好的耐久性,具有高处理性能,并且能长期稳定地运行的废水处理装置。在废水处理装置中,至少包括其中加入固定化微生物的载体颗粒,并降解和除去废水中的有机物质和/或无机物质的废水处理池,和用于过滤从所述处理池中流出的待处理水的膜组件,没有通过膜组件的未渗透水回流并循环到所述处理池。在废水处理装置中,至少包括其中加入固定化微生物的载体颗粒,并降解和除去废水中的有机物和/或无机物的废水处理池,固定化微生物的载体是缩醛化聚乙烯醇水凝胶。

Description

废水处理装置
本发明涉及一种有效处理含有有机物和/或无机物废水的废水处理装置。尤其是，本发明涉及一种紧凑的废水处理装置，它由包括加入有固定化微生物载体颗粒的一个反硝化池和/或一个硝化池的至少一个废水处理池和一个膜组件构成，一个包括用于分解和除去废水中含有的有机物和/或无机物的至少一个废水处理池的废水处理装置，在这个装置中，将微生物固定化到缩醛聚乙烯醇水凝胶上形成的载体加入到所述的废水处理池中。
按照惯例，一种含有氮的有机废水，比如农场农村的废水，家庭使用的废水，城市污水，养鱼废水，以及多种工业废水，通常按照用于净化污染水的活性污泥法，使用好氧微生物和厌氧微生物进行处理。例如，如图12所示，废水1流入厌氧滤池32，接着，在好氧滤池33中的好氧条件下，通过硝化细菌进行BOD成分的氧化和含氮物质的硝化，从好氧滤池33中流出的一部分处理过的水循环到厌氧滤池32，通过反硝化细菌在厌氧条件下进行反硝化反应和除氮，从好氧滤池流出的剩余水中，污染污泥在沉淀池34中沉淀和分离，然后，排放上清液26。
就传统的活性污泥法来说，废水在曝气池中的停留时间设计为6-8小时，然而，近来随着工业的发展和生活的变化，废水量趋于升高，因此当大量废水按照活性污泥法使用传统的废水处理池进行处理时，由于废水的停留时间变短，而产生了反常现象，比如污泥膨胀，使废水不能进行满意地处理。因此，为了适应大量废水的处理，需要一个新装置，这样就需要大量的土地和昂贵的基建费用。
相反，在氮的去除方面，传统的除氮方法是通过把水按顺序引入反硝化池和硝化池进行处理，回流和循环一部分从硝化池中流出的硝化后的水到反硝化池，并把剩余的硝化后的水送到最终沉淀池，或者使用下列处理方法，通过把水按顺序引入硝化池和反硝化池，并把从反硝化池中流出的所有反硝化后的水送到最终沉淀池。这时，在硝化池中，克氏氮被氧化成亚硝酸盐氮或硝酸盐氮，在反硝化池中，亚硝酸盐氮或硝酸盐氮转化成气体氮而被去除。但是，在这些方法中，通常采用活性污泥法通过硝化和反硝化来除氮。
甚至还可以通过这样一种除氮方法对废水进行处理，流入的废水在硝化池和反硝化池中的总停留时间需要12-24小时，因此在一个仅为了去除BOD的传统污水处理厂中，水的停留时间设计为约6-8小时，而这个停留时间是不够的，且不能很好的进行除氮。为了适应大量的废水处理，采用以上提到的相同方式，需要一种新的处理装置，这样就需要大量的土地和昂贵的基建费用。
相反，为了缩短处理时间，并使处理稳定并达到一个高水平，为了提高废水处理池中的微生物浓度，和提高微生物的停留时间，已经设计出一种使用微生物载体进行处理的方法和装置，作为这种方法的一个例子，日本专利特开昭59-16516，公开了一种流化床生物处理方法，和由此构成的通过流动载体来去除废水中含有的有机物质的装置，日本专利特开昭63-52556，公开了一种废水生物处理方法，通过把广泛固定有活性污泥的载体加到废水处理池中的聚合载体上，使它们在好氧的条件下进行接触。
作为另一个例子，日本专利特开平1-37988、日本专利特愿平2-7716、日本专利特愿平4-310298、日本待审查的专利特愿平7-68282和日本待审查的专利特愿平7-68287都公开了一种通过把广泛固定有反硝化细菌和硝化细菌的载体加到厌氧滤池和好氧滤池中的聚合载体中来处理废水的方法和装置。
在近几年，通过把其上附着并繁殖有微生物的载体加到处理池中，而使废水处理装置紧凑已经引起关注。因此已经研制出作为载体的颗粒，比如多种陶瓷和塑料和蜂窝状结构体。作为用于废水处理中的载体，需要提高含水量，相对于氧气和基质具有优良的渗透性，提高对有机物的亲合力。基于这个考虑，已经知道一种可采用多种方法制得的水凝胶，比如，一种通过把聚乙烯醇水溶液(下文，聚乙烯醇简称PVA)加入一种模型中(见日本待审查的专利特愿昭58-36630)，以后对凝固部分进行部分脱水，一种通过使PVA水溶液与饱和的硼酸水溶液相接触，形成凝胶的方法(“日本污水工程学会期刊”，Vol.23，p41(1986)；“水和废水杂志”，Vol.30，p36(1986))，一种通过将PVA和藻朊酸钠的混合水溶液与氯化钙水溶液相接触，以后解冻凝固部分，以便进行球化处理的方法(日本待审查的专利特愿昭64-43188)，以及一种通过甲醛的缩醛化反应的方法(日本待审查的专利特愿平7-41516)。
相反，随着膜分离技术的发展，为了提高处理后水的水质，使用分离膜的频率不断增高。作为一个例子，日本专利特开昭64-5960，公开了一种废水处理装置，通过把中空纤维膜组件与处理池的底表面连接起来进行过滤处理，日本专利特开昭64-9071，公开了一种废水处理装置，通过在处理池上面安装一个中空纤维膜组件来进行过滤处理。
另外，对一种通过循环待处理水来有效进行废水处理的系统也进行了考虑，日本专利特开昭64-9074，公开了一种废水处理装置，结构是在包括厌氧滤池和在曝气构件上有膜组件的好氧滤池的废水处理池中，来自好氧滤池的一部分处理过的水回流到厌氧滤池中。
然而，无论哪一种方法，由于膜组件在处理池内，由聚合载体处理的沉淀污泥容易附着到膜表面和中空纤维膜组件间的部分，因而为了防止膜孔的堵塞，废水的流量负荷不能设定为高值，因此装置的紧凑化受到了限制。另外，由于沉淀污泥附着到膜表面的几何效应，曝气引起的空气振动，以及载体颗粒的碰撞，很容易使载体产生破裂和断裂。
相反，在循环待处理水的系统中，也公开了一种装置，其中处理池的出口部分安装有膜组件，例如，日本专利特开平6-45035，公开了一种废水处理方法，它包括首先使用反硝化细菌在生物反应器(1)中处理废液，接着使用BOD氧化菌和硝化细菌在生物反应器(2)中处理，另外把处理过的废液引入到膜分离装置，并分别将没有通过膜的未渗透液和通过膜的渗透液体循环到所述的生物反应器(2)和生物反应器(1)中。
另外，在日本待审查的专利特愿平4-200697中，公开了一种处理有机废水的装置，由包括通过流化颗粒状微生物载体进行处理的空气鼓泡式流化池，和扩展式流化池的循环式有机处理装置和超滤膜装置构成，将一部分或全部循环水从超滤膜装置挤压进入扩展式流化床的底部。
然而，在日本专利特开平6-45035公开的方法中，尽管公开的膜组件在处理池的外部，但含有硝化细菌的悬浮活性污泥浓度很高，因此缺点仍是膜容易堵塞。另外，在日本待审查的专利特愿平4-200697公开的处理装置中，尽管挤压来自超滤装置的一部分或全部循环水进入扩展式流化池(反硝化池)的底部，用这样的方式使微生物载体不溢流，流量受到限制，但缺点是载体的流动性不够，并且反硝化运行恶化。另外，在液体循环量增高的情况下，池中的溶解氧浓度变高，因此反硝化运行恶化。
采用上述膜的每一个废水处理装置在一定程度上可用于使装置变得紧凑，虽然，在这种装置中，由于代表着组合净化池，需要一处明显紧凑，具有极好的耐久性，并能提高处理水的水质的构造，但是仍没有满足以上几点的废水处理装置。
另外，在废水处理中，经常产生不好的气味，这作为一个新的环境问题已经被提出来。在采用载体的传统废水处理方法中，尽管废水处理的运行是足够的，但仍不能去除不好的气味，因此需要一个对策来单独提供一个不好气味的处理装置。因此，也考虑到不好的气味，希望有一种不使装置变大，且经济实惠的载体。
因此，本发明的一个目的在于提供一种紧凑且有极好耐久性，处理性能高和膜寿命长的废水处理装置。本发明的另一个目的在于提供一种紧凑且有极好耐久性和高处理性能的废水处理装置。本发明的另一个目的在于提供一种紧凑，有极好耐久性和高处理性能，并能适用于产生不好气味的废水的废水处理装置。
发明人已急切地进行了试验，发现上面的目的能由一个废水处理装置实现，该装置包括至少一个加入固定化微生物的载体颗粒的废水处理池，和一个用于过滤从处理池中流出的待处理水的膜组件，该装置还具有这样的构造，用于回流和循环没有通过膜组件的未渗透水进入到所述处理池，上面的目的或由一个加入固定化微生物的缩醛化后的PVA水凝胶的废水处理装置来实现，或使用包括活性碳的固定化微生物载体，由此实现本发明。
因此，本发明的废水处理装置包括至少一外加入有固定化微生物的载体颗粒的废水处理池，用于分解和除去废水中含有的有机物质和无机物质，和一个用于过滤从所述处理池流出的待处理水的膜组件，该装置具有这样的构造以便于回流和循环没有通过膜组件的未渗透水进入到所述处理池。
本发明的另一方面是一个加入至少一种固定化有微生物的载体颗粒的废水处理装置，包括一个用于分解和除去废水中含有的有机物和/或无机物的废水处理池，池中固定化微生物的载体是缩醛化后的PVA水凝胶。
发明的另一方面是一种废水处理装置，其中固定微化生物的载体是在表面和/或内部固定微生物的活性碳。
图1是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图。
图2是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置反硝化池和硝化池。
图3是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置反硝化池和硝化池，在反硝化池的前方设置一个厌氧过滤装置或一个第一沉淀池。
图4是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置硝化池和反硝化池。
图5是描述本发明废水处理装置一个实施例的视图，其中废水处理装置是一个紧凑组合式的净化池。
图6是描述本发明废水处理装置另一个实施例的流程图。
图7是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置反硝化池和硝化池。
图8是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置反硝化池和硝化池，在反硝化池的前方设置一个厌氧过滤装置或一个第一沉淀池。
图9是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，其中废水处理池具有这样结构，以便从废水的引入侧按顺序设置硝化池和反硝化池。
图10是描述本发明废水处理装置一个实施例的视图，其中废水处理装置是一个紧凑组合式的净化池。
图11是描述本发明废水处理装置另一个实施例的视图，其中废水处理装置是一个紧凑组合式的净化池。
图12是现有技术中有机废水处理装置的流程图。
下面将结合附图对本发明的废水处理装置作详细的描述。图1是描述本发明废水处理装置一个实施例的流程图，废水处理装置由加入用于分解和去除废水中含有的有机和/或无机物质的固定化微生物载体颗粒的废水处理池，和膜组件构成。废水处理池由加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，以使其与废水在厌氧的条件下相接触的反硝化池，和/或加入固定化硝化细菌的载体颗粒，以使其与废水在好氧的条件下相接触的硝化池构成。
在如图1所示的废水处理装置中，含有有机物和/或无机物的废水1流入废水处理池2中。把固定化微生物的载体颗粒3加入到废水处理池2中，废水在厌氧条件或好氧条件下进行处理。图1是一个在废水处理池2中设置有空气扩散器4的实施例。参考标号5表示用于扩散空气的鼓风机。为了防止固定化微生物的载体流出，最好在废水处理池内设置格栅6。从废水处理池2流出的水由泵7按照横向流的方式引入到膜组件8，没有通过膜的未渗透水从回流管路9回流并循环到处理池。未渗透水与渗透水的比率取决于膜的性质，尽管不能绝对确定，但通常约5-10倍。有必要时渗透过膜的处理过的水还要通过消毒进行处理并作为处理过的水10排放。
图2是描述具有这样结构实施例的流程图，处理池由一个加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，以使其在厌氧条件下与废水进行接触的反硝化池11，和一个加入固定化硝化细菌的载体颗粒，以使其在好氧条件下与废水进行接触的硝化池16构成，这些处理池从废水的引入侧按顺序设置，将从硝化池中流出的硝化后的水供给膜组件8，回流并循环一部分硝化后的水到反硝化池，回流并循环没有通过膜组件的未渗透水到硝化池和/或反硝化池。
在如图2所示的废水处理装置中，含有有机物质和/或无机物质的废水1流入反硝化池11。把固定化反硝化细菌的载体颗粒12加入到反硝化池11中，在厌氧条件下处理废水。最好在反硝化池中设置一块缓冲板13以防止载体颗粒和污泥流出，使池内缓冲板的前底部弯曲是有效的和最好的。在反硝化池11中，由于通过设置在反硝化池11底部的搅拌装置14使固定化反硝化细菌的载体颗粒流化，载体的流化能够得到足够的保证，流入的液体不会超过必需的量，因此能够增加停留时间。
接着，反硝化后的水流入硝化池16，在好氧条件下进行处理。参考标号4表示空气扩散器，参考标号5表示用于扩散空气的鼓风机，参考标号15表示固定化硝化细菌的载体颗粒。如以上提到的，在每一个池中最好设置一个格栅，以防止载体颗粒流出。从硝化池16流出的硝化后的水由泵7引入到膜组件8，没有通过膜的未渗透水从回流管道17回流并循环到反硝化池和/或硝化池。另外，一部分硝化后的水从硝化后的水回流管道18回流并循环到反硝化池11中。由于硝化后的水中含有硝酸盐氮，通过回流一部分硝化后的水到反硝化池并进行反硝化处理，可以使废水得到有效的处理。为了把硝化后的水回流到反硝化池中，可以方便地使用一台空气提升泵(未标出)。在这种情况下，如果采用使回流到反硝化池的硝化后的水能够回流到硝化池这种结构，就能够很容易控制流量。
根据待处理废水的性质，最好适当改变硝化后的水回流到反硝化池的回流比，然而，通常以约是通过膜组件渗透水的1-5倍运行。不能绝对地确定未渗透水相对于渗透水的比率，因为它取决于膜的性质，然而，通常约为5-10倍。另外，回流到反硝化池未渗透水相对于回流到硝化池未渗透水的回流比要根据废水的性质适当确定，例如，可以是平均的。在下面，本发明使用膜组件的废水处理装置中，它们之间的回流比按照相同的方式设置，通过膜的处理过的水有必要时还要进行消毒，并作为处理过的水10排放。
在本发明的废水处理装置中，如果在反硝化池的前面设置一个进行厌氧处理的厌氧过滤装置或第一沉淀池效果更好。图3是一个在反硝化池的前面设置一个厌氧过滤装置19或第一沉淀池20的实施例。由于硝化后的水中含有硝酸盐氮，一部分液体回流到厌氧过滤装置，以致于不给膜组件增加负荷，进行厌氧处理和反硝化处理。这种情况下，如果把膜组件放在硝化池的外部，由于膜寿命趋于延长，因此这是最好的。硝化后的水回流到反硝化池11，或厌氧过滤装置19，或由回流管道21回流到第一沉淀池20，没有通过膜组件的未渗透水通过未渗透水回流管道22回流到硝化池16。
按照以上方式，通过回流和循环处理过的水，固定化载体的作用才能充分地发挥出来，因此能够获得更紧凑的装置。根据这个装置，由于额外产生的污泥是普通活性污泥法的几倍，膜组件的污泥负荷降低，能充分地利用在外部设置膜组件的长处，因此膜的寿命能够延长。根据废水的性质，通常能够按照任意方式改变硝化池到厌氧过滤装置的回流率，但是，通常是膜组件中渗透液体的1-5倍，膜组件中未渗透液体到硝化池的回流率约为未处理渗透液体的1-10倍。
在厌氧过滤装置19中去除废水中含有的悬浮物质，但是，由于厌氧细菌附着到过滤材料上，同时在厌氧过滤装置中也进行着厌氧处理，另外，由于循环一部分硝化后的水，进行着一部分反硝化过程，因此与循环硝化后的水到反硝化池这种情况相比，反硝化池的体积变小了。在厌氧过滤装置中使用的过滤材料只要能够去除悬浮物质即可，没有特殊的限制，例如，能使用纤维、塑料和模制产品。过滤材料最好有一个小的压力损失，并附着大量的微生物，最好使用网格型的模式构造。
在图3中，在使用厌氧过滤装置的情况下，废水1首先引到厌氧过滤装置19，去除悬浮物质。在厌氧过滤装置19中，按照以上提到的，由于厌氧细菌附着到过滤材料上，同时也进行着厌氧处理。在本发明的废水处理装置中，第一沉淀池可以设置在反硝化池的前面。在这种情况下，废水1引到第一沉淀池20中，废水中含有的悬浮物质在此初步进行沉淀。
图4是一个由硝化池和反硝化池构成的废水处理池的实施例，它们从废水的引入侧按顺序设置。在这种情况下，需要向反硝化池提供用于反硝化细菌繁殖的有机碳源。在近几年，同时将要发展处理人便和家用废水的组合处理，然而，不仅BOD成份的处理，而且去除防止水域富营养化的氮都将成为一个大问题。本发明的废水处理装置解决了这个问题，使设备占据的空间变小，因此最好使用组合式净化池。图5是一个把图3中的废水处理装置整体上组合成一个组合式净化池的实施例。图5是在硝化池的外部设置膜组件，并通过泵把硝化后的水压入膜组件的实施例，然而，当然可以采用真空过滤或重力过滤。省略对用于向硝化池扩散空气的鼓风机的说明。
把固定化微生物比如反硝化细菌和硝化细菌的载体加到反硝化池和/或硝化池，但是，由于使用这样一种载体，SS组份负荷减小，作为一种固定化反硝化细菌和硝化细菌载体的微生物，能够列举出的有乙烯醇树脂、丙烯酸树脂、丙烯酰胺树脂、烯脂、苯乙烯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、多糖、聚醚和多孔无机化合物，其它例子包括固结成的聚合物凝胶比如PVA、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、藻朊酸钙、角叉胶、琼脂和光固化树脂、活性碳、聚氨基甲酸酯泡沫材料、聚丙烯腈、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、纤维素衍生物和聚酯。
作为一种载体，在附着有细菌的情况下，考虑到BOD的去除性能、硝化性能和反硝化性能，最好使用聚合物水凝胶，在使用水凝胶的情况下，水凝胶通过处理池中的流化作用与膜表面相接触，可提高净化膜表面的效果。在它们当中，由于PVA水凝胶在载体的表面和内部有网格结构，微生物很容易生存，并且由于具有很好的捕获有机物能力和机械强度，所以它是最好的。另外，由于当PVA的聚合反应平均度和/或皂化度升高时，PVA浓度降低，凝胶水分升高，因此由于微生物的存活能力提高，所以它是最好的。考虑到以上几点，PVA的聚合度平均度最好等于或大于1000，特别是等于或大于1500更好。另外，PVA的皂化度最好等于或大于95mol％，特别优选的是等于或大于98mol％。
由于考虑到载体的强度，PVA浓度最好设置为高值，考虑到微生物的存活力，最好设置为低值，最好设置为1wt％到40wt％，设置为3wt％到20wt％更好。
为了防止PVA的洗脱和损耗，最好对PVA缩醛化。作为一种缩醛化剂，其例子包括甲醛溶液、戊二醛、乙二醛、对苯二醛和ω，ω′-壬二醇。这种缩醛化的PVA的最好例子是聚乙烯醇缩甲醛。当缩醛度太低时，防水性降低，当缩醛度太高时，疏水性升高，导致微生物的存活力降低，缩醛度最好是10-60mol％，缩醛度为20-55mol％时更好。
作为一种缩醛化用的酸，可以使用的酸比如硫酸、盐酸、磷酸、硝酸、醋酸和草酸，酸式盐比如硫酸氢钠和硫酸氢铵，然而，在醛化合物和酸存在的条件下，由于有可能出现水凝胶过多的膨胀和溶解，可以向缩醛化液体中加入具有絮凝PVA作用的硫酸钠作为一种抑制剂。
在不防止PVA缩醛化的范围内，可以添加例如造型助剂比如藻朊酸钠，角叉胶和硼酸，以及进行两种或多种聚合物相分离的单价或多价的阴离子比如碳酸根离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子和磷酸根离子。由于缩醛化PVA凝胶具有不规则结构的表面，并且从表面到中心部分方向上有手指状空隙，有利于微生物的生存。
用于本发明的缩醛化PVA水凝胶分子内有羟基，说明具有亲水性，因此微生物的存活力升高。把缩醛化PVA水凝胶加入到在好氧条件下用于处理有机废水的处理池，和在厌氧条件下进行生物反硝化的反硝化池，和/或在好氧条件下进行生物硝化的硝化池，以致于有效地附着、结合待处理水中的微生物，并固化到载体的外表面和内部。由于缩醛化PVA水凝胶具有这样的结构，以致于池内微生物的附着，组合和固定化达到一个稳定状态时，其比重为1.00-1.05，使其能在池内均匀地流化，因此最好考虑比重。
从缩醛化液体中分离出缩醛化PVA水凝胶载体，并在比如冲洗和中和处理后，成为一种能用于废水处理和脱除臭味的载体。凝胶载体可以暂时地干燥。当浸入水中时又变成水凝胶。水分最好高些，湿重标准最好为50-99％，60-98％更好。测量湿重标准中水含量的方法是这样进行的，把载体浸入温度为25℃的水中24小时或更长，可以测得除了表面附着水以外的载体的重量(湿重)，载体在105℃下干燥4小时以后，测得一个重量(干重)。湿重标准中的水含量表示为(湿重—干重)/湿重×100％。
最好水凝胶是由具有由直径为0.1-50μm的纤维成品编织形成的网状结构构成的表层PVA水凝胶，它已经在日本专利申请9-342047中申请。这种水凝胶相当于具有由最少10个(个/表面上的1-mm长度)平均直径为10-100μm、深度为10-100μm的凹槽构成的表面，且水含量按重量计最少为50％的缩醛化PVA水凝胶。生产水凝胶的方法在以上提到的说明中已作详细描述，然而，例如，通过准备由具有平均聚合度1700，皂化度99.8mol％的8wt％PVA，1wt％的藻酸钠和0.3wt％的碳酸氢钠组成的混合水溶液，把水溶液加入到0.1mole/升的氯化钙中，可以得到球形产品，然后，通过浸入在由20g/l的甲醛、200g/l的硫酸和100g/l的硫酸钠组成的缩醛化水溶液中，可以得到产品。
载体的形状不作具体的限定，可以使用按照最佳方式模制的形状比如纤维形、块形、膜形、圆柱形、中空圆柱形、球形和圆盘形。然而，考虑到载体的流化作用最好使用球形。
由于活性碳不仅具有良好的吸收和除去抑制有机物质分解的性能，和本来所具有很好的除臭性能，而且通过使微生物附着到活性碳上并在其上生长，使其有具有BOD去除性能、反硝化性能和硝化性，所以它是一种优选的载体。当活性碳用作一种载体时，借助于微生物，通过分解和除去由活性碳吸收的有机物质，对活性碳进行再生，因此吸附性能能够维持很长一段时间，而且SS组份的负荷降低。另外，活性碳具有很好的持久性和耐磨及抗磨性。如果通过在反硝化池和/硝化池中进行悬浮和流化使用，可以提高净化膜表面的效果。但是，活性碳在流动性上与其它水凝胶相比较差。除此之外，活性碳通过突然的流化容易破碎。因此，为了发挥其高处理性能，最好通过在废水处理池中沉淀使用。它可以是一种载体，在一部分载体中包括活性碳。
至于活性碳，采用用木炭、煤、焦炭、椰子粉、树脂和石油沥青制成的结构。然而，通过一种方法比如气体活化法，蒸汽活化法和药物活化法来活化各种天然碳化物，比如木材类、煤类、树脂类和沥青类的结构是最好的。作为一种活化方法，通过氯化锌或磷酸进行活化的方法是有效和极佳的。
至于活性碳的质量，最好的构成是0.10-0.70g/m3的充填比重，最好是0.15-0.60g/m3，比表面300-2800m2/g，最好是600-2500m2/g，孔隙半径在10nm-500μm范围内，孔隙度0.1-2.5ml/g，最好是0.5-2.0ml/g，并且颗粒直径为0.1-8mm。在它们当中，由于在载体的表面和内表面木材组织是网格结构，微生物很容易附着，且捕获有机物质和坏味成分的效果很好，因此它是优选的。
活性碳经过流化容易破碎，因此，为了充分发挥活性碳的作用，活性碳最好应用于固定床式。
废水频繁地产生臭味，这种情况下，最好使用包括活性碳的载体。为了生产这种载体，例如，准备包括载体原材料比如PVA，一种造型助剂比如藻酸钠和活性碳的混合悬浮液足以形成凝胶。悬浮水溶液的浓度没有特别的限制，但是，考虑到容易凝胶，通常采用1-40wt％的载体原材料，0.1-5wt％的造型助剂和0.1-5wt％的活性碳。当从喷嘴逐滴在氯化钙水溶液中加入悬浮液时，就能得到球形凝胶。
活性碳在载体的表面和/内部的分布情况没有特别的限制，但是，当然均匀分布最好。当载体中活性碳含有率太小时，除臭效果太低，因此最好采用0.5-5wt％的构成。如果PVA凝胶是缩醛化PVA凝胶，由于表面的构成不均匀且从表面到中心部分方向有手指状空隙，不仅表面的活性碳，而且内部的活性碳，都能有效地发挥作用，因此它是优选的。
载体原材料中含有的活性碳的质量最好具有这样的构造，使其具有0.10-0.70g/m3的充填比重，最好是0.15-0.60g/m3，300-2800m2/g的比表面，最好是600-2500m2/g，孔隙半径在10nm-1μm范围内的0.1-2.5ml/g的孔隙度，最好是0.5-2.0ml/g，颗粒直径为1μm-100μm。其中，由于在载体的表面和内表面木材组织是网格结构，微生物很容易附着，且捕获有机物质和坏味成分的效果很好，因此它是优选的。
至于活性碳的形状，能够使用各种形状比如粒状、粉沫状和纤维状，但是，粉沫状最好，因它能均匀地分布在载体中。作为一个活性碳的例子，能够举出的例子是由Kuraray化工有限公司制成的KURARAYCOAL KW，由Calgon运东有限公司制成的F400，由Kureha化工工业有限公司制成的BAC，及由Toho Rayon有限公司制成的FX-300。
在反硝化池和硝化池中加入固定化反硝化细菌和硝化细菌的载体颗粒，然而，在每一个池中可以使用同样的载体颗粒，或可以使用不同的载体颗粒。例如，有一些情况，比如一种情况是水凝胶如PVA用在反硝化池和硝化池中，一种情况是活性碳用在反硝化池和硝化池中，一种情况是活性碳用在反硝化池中，水凝胶用在硝化池中，一种情况是水凝胶用在反硝化池中，活性碳用在硝化池中，有必要时相适应地执行这些情况。反硝化细菌和硝化细菌在预先固定化在载体颗粒上时，能够使用，但是，在载体颗粒加入到池中后，通常处于吸附状态下也能够使用。
用于膜组件分离膜的材料只要有强度就足够了，例如，树脂比如聚砜类、聚丙烯腈类、聚烯烃类、纤维素类、聚酰胺类、聚脂类、PVA类、聚(甲基)丙烯酸酯类、聚酰亚胺类可作为例子。考虑到分离性能，最好使用微滤膜或超滤膜。
当亲水性膜或由亲水性物质制成的膜用于膜组件时，SS组分很难附着到膜上，并且由于当SS组分附着到膜上时，很容易通过空气和渗透水反洗除去，所以它是最好的。乙烯醇类树脂比如PVA是亲水性膜的最好例子，另外，可以使用通过制造疏水性树脂，比如聚砜类和由乙烯醇类树脂比如PVA制成的亲水性聚烯烃类组成的膜。当然，在乙烯醇类树脂缩醛化以后也能够使用。
任何形状比如中空纤维和片膜都能用于这些膜，但是，考虑到可操作性和紧凑化，最好使用一种具有中空纤维的结构，比如，最好使用具有内径约200-2500μm的结构。希望的中空纤维膜组件的数量根据处理量串联或并联使用。
膜组件可以以浸入方式在硝化池内使用，或放在硝化池的外部使用。如果膜组件以浸入方式在硝化池内使用，硝化后的水通常通过真空过滤和重力过滤进行处理。如果膜组件设置在硝化池的外部使用，硝化后的水可以通过泵压入或通过真空过滤和重力过滤进行处理。图1描述了在硝化池的外部放置膜组件，并且通过泵压入硝化后的水的实施例。如果中空纤维膜用作膜组件，可以采用内部压滤法，使待处理水流到中空纤维的内部，或采用外部压滤法，使待处理水流到中空纤维的外部，然而，采用横向流方法，由于降低了膜的堵塞，所以是优选的。
图6是一个描述最少包括一个废水处理池的本发明废水处理装置的实施例的流程图，其中把固定化微生物的载体颗粒加入处理池中，用来降解和除去废水中的有机物和/无机物，其中把固定化微生物到缩醛化PVA水凝胶上的这种构造用作废水处理池中的一种载体，在好氧条件下，降解和除去废水中含有的有机物质。参考标号2表示废水处理池，参考标号24表示最终沉淀池。首先，废水1从第一沉淀池(未标出)供到废水处理池2。预先在废水处理池2内，以运行低限把缩醛化PVA水凝胶加入废水中，通过置于废水处理池2底部的空气扩散器4使其流化。参考标号5表示与空气扩散器4相连接的鼓风机，它相当于空气扩散器4的驱动装置。废水在废水1处理池内进行生物处理。
当空气从空气扩散器4中吹出，同时把废水引入废水处理池2中，并且把氧气供应到废水处理池2内的混合液中时，由于上升气流使处理池内产生环流。用于降解和除去有机物质的微生物，在缩醛化PVA水凝胶通过环流在废水处理池2内流化时附着、结合并固定化到水凝胶23上。因此，混合液中含有的有机物质按照一种非常有效的方式得以高速降解和去除，从而微生物和有机物互相有效地接触。另外，载体内固定化的微生物，即使在缩醛化PVA水凝胶23在混合液中流化时也很难脱落。在处理池内能够提供各种格栅来防止缩醛化PVA水凝胶溢流。
生物处理后的处理过的水流到最终沉淀池24，在这儿从污泥排放管25中抽走产生的过量污泥，并排放上清液26。用于本发明的水处理装置的废水处理池通过使用缩醛化PVA水凝胶，可以提高处理废水的效率。然而，使用由互相组合以上提到的条件制成的水凝胶，能够显著地提高处理废水的效果。
图7是描述本发明另一方面的流程图，其中从引入待处理水的一侧，按顺序设置反硝化池和硝化池。参考标号11表示反硝化池，参考标号16表示硝化池。当废水1供到反硝化池11时，废水1通过反硝化池内的微生物在厌氧条件下(在没有氧气的条件下)进行生物反硝化，然后作为反硝化后的水27流到硝化池16中。流到硝化池16的反硝化后的水，通过硝化池内的微生物在好氧条件下进行生物硝化。一部分硝化后的水28通过循环管29循环并回流到反硝化池11，剩余的处理过的水流到最终沉淀池24，在污泥进行沉淀后作为上清液26排放。硝化后的水28回流到反硝化池11的回流率约为上清液26的1-5倍。产生的污泥通过污泥排放管25抽取到系统外。
反硝化池11内安装有搅拌装置14，把球形缩醛化PVA水凝胶23加入到反硝化池11内含有微生物的混合液中。必要时向反硝化池供应有机碳源。
按照这样一种方式在硝化池16的底部设置用于供应含氧气体比如空气的空气扩散器4，并与鼓风机5相连接，把用在反硝化池中同样的球形缩醛化PVA水凝胶23加入到硝化池16内含有微生物的混合液中。缩醛化PVA水凝胶可以通过既加入到反硝化池又加入到硝化池中来使用，或通过加入到其中任何一池来使用。然而，由于使用加入两者之中的情况更有效，所以通常使用加入到两个池中去。在每一个池中可以加入不同类的缩醛化PVA。
在这种装置中，当搅拌装置14在反硝化后的水27流出到硝化池16的状态下运行时，同时把废水1引入反硝化池11中，在反硝化池11中产生混合液的循环流，缩醛化PVA水凝胶23由于该循环流在反硝化池11中流化，并且在这个时间期间，吸附并结合混合液中存在的主要含有反硝化细菌的微生物，并固定化到水凝胶23上。池中的混合液通过固定化的反硝化细菌和悬浮的反硝化细菌进行反硝化。混合液中含有的有机物用作反硝化细菌的呼吸基质或合成细胞的碳源，然而，按照以上提到的，碳源有必要时可以从系统的外面投加。
在硝化池16中，当从反硝化池11供应反硝化后的水27，并在硝化池16中的硝化后的水28流出这一状态下，空气从空气扩散器4中鼓出时，将氧气供应给硝化池16中的混合液，并且在由这时的上升气流产生混合液的循环流期间，吸附并结合混合液中主要存在的硝化细菌的微生物，并固定化到缩醛化PVA水凝胶23上。池中的混合液通过固定化的硝化细菌和悬浮的硝化细菌进行生物硝化。
因此，吸附、结合微生物，并把其固定化在缩醛化PVA水凝胶23的表面和/或内部，以使待处理的成份和微生物互相充分地接触。另外，固定化在载体内的微生物即使在缩醛化PVA水凝胶23在每一个池内流化时也难以脱落。因此，待处理的水中含有的氮以一种非常有效的方式高速地降解并除去。为了防止水凝胶从池中溢流，当然需要在反硝化池和/硝化池内提供一个格栅。
图8是本发明的另一个流程图，其中从引入废水的一侧按顺序设置反硝化池和硝化池，并且在反硝化池的前面设置一个厌氧过滤装置或第一沉淀池。废水1在厌氧条件下通过反硝化池内的微生物进行生物反硝化，接着，反硝化后的水27在好氧条件下通过硝化池内的微生物进行生物硝化。不仅循环和回流一部分硝化后的水28到反硝化池11和厌氧过滤装置19，或第一沉淀池20，而且把余下的硝化后的水引到最终沉淀池24，并在除去污泥后作为上清液26排放。相对于上清液26回流到反硝化池11和厌氧过滤装置19，或第一沉淀池20中的硝化后的水28的回流率约为1-5倍，根据废水的性质适当地选择回流到反硝化池11和厌氧过滤装置19，或第一沉淀池20中的回流率。按照本发明，在不使用膜组件的废水处理装置中采用相同的回流率。产生的污泥通过污泥排放管25从系统中去除。
图9是本发明的另一个流程图，其中从引入废水的一侧，按顺序设置硝化池和反硝化池。废水1在好氧条件下通过硝化池内的微生物进行生物硝化，接着，硝化后的水30在厌氧条件下通过反硝化池内的微生物进行生物反硝化。把反硝化后的水31引到最终沉淀池24，并在污泥沉淀后作为上清液26排放。产生的污泥通过污泥排放管25从系统中去除。以上提到的废水处理装置最好采用组合式净化池，图10描述了一个通过使用第一沉淀池，使图6描述的废水处理装置成为一个组合净化池的实施例，图11描述了一个通过使用第一沉淀池，使图8描述的废水处理装置成为一个组合净化池的实施例。在这种情况下，尽管省略了说明，但是位于最终沉淀池上的污泥足以适当地回流到第一沉淀池，并从第一沉淀池排放。
以下将结合实施例对本发明作具体的描述，然而，本发明不局限于这些内容。
参考例1
制备含有按重量计为8％的PVA(平均聚合度1700，99.8％皂化度)，按重量计1％的藻酸钠(由Kibun Food Chemifa公司制备的“DUCK ALGIN NSPL”)和按重量计0.3％的碳酸氢钠的混合水溶液。混合水溶液产生类似悬浮液的相分离作用并呈白色混浊状。通过一个滚子泵，以5ml/min的流量输送呈相分离状态的液体，该滚子泵与内径为4mm的硅管固定在一起，并在其未端安装有一个内径为3mm的喷咀，并一滴一滴地加入到用搅伴器搅伴的0.1mole/升氯化钙水溶液中。加入的液滴与至少在其表面存在的藻元酸钠，在氯化钙水溶液中凝固，并形成沉淀。所得到的固体呈球形。
在40度下把球形固体浸入含有20g/l甲醛、200g/l硫酸和100g/l硫酸钠的水溶液中达60分钟，絮凝成凝胶颗粒，同时进行缩醛化反应。得到的缩醛化凝胶颗粒用水冲洗，产生具有极好柔性，且直径约为5mm的球形水凝胶颗粒。
观察得到的凝胶结构显示出，表层具有由直径约为0.3-10μm的纤维状物体的编织形成的网状结构，并且表层厚度约为凝胶最大直径的5％。还发现在凝胶里边已经形成一个厚度约为凝胶最大直径75％的并且有直径范围为约1-10μm的致密微孔的内层。还发现在表层和内层之间，已经形成一个从表层向内层方向由大量手指状空隙形成的中间层，并且孔径约为100μm。中间层的厚度约为最大凝胶直径的20％。
实施例1
图1所示的废水处理装置是在1m3好氧处理池中，加入20体积％的参考例1中生产的PVA水凝胶，并且与由聚砜制成的超滤膜结合，聚砜的中空纤维的内径为2mm，膜面积为10m2和分子排斥极限为13000的(由Kuarary有限公司生产的6304膜)。含有2500mg/lBOD的废水以1m3/天的流量供应到好氧滤池，好氧处理水引到中空纤维膜的内侧，以横向流的方法进行过滤。当没有通过膜组件的未渗透液体按照这样一种方式连续处理六个月，以致于以通过膜组件的渗透液体流量的十倍回流到好氧滤池时，处理过水的BOD是200-300mg/l，SS是0mg/l，水质是稳定的。几乎没有任何膜堵塞物，并且一点不需要膜组件的冲洗操作。
实施例2
如图2所示的废水处理装置包括在0.2m3的反硝化池和0.2m3的硝化池中，加入实施例1中使用的20体积％的PVA水凝胶，与实施例1同样的膜组件组合，并按这个顺序从引入废水的一侧安装它们。含有200mg/lBOD和50mg/l总氮的废水以1.3m3/天的流量供到反硝化池，硝化后的水引到中空纤维膜的内侧，并按横向流的方式进行过滤。当硝化后的水以三倍于通过膜组件的渗透水的流量回流到反硝化池中时，没有通过膜组件的未渗透水以十倍于渗透水的流量回流到硝化池中，因此连续处理一年，处理过水的BOD是6-9mg/l，SS是0-3mg/l，水质是稳定的。几乎没有任何膜堵塞物。
实施例3
如图3所示的废水处理装置包括在实施例2的反硝化池前面设置一个0.5m3的第一沉淀池，并把硝化后的水回流到反硝化池和第一沉淀池。除了硝化后的水以三倍于通过膜组件的渗透水的流量，按50∶50的比率回流到反硝化池和第一沉淀池中以外，其它按实施例2同样的方式进行连续处理一年时，处理过水的BOD是2-6mg/l，SS是0-3mg/l，水质是稳定的。另外，几乎没有任何膜堵塞物。
实施例4
图4所示的废水处理装置是由通过从引入废水的一侧按顺序设置一个硝化池，一个反硝化池和一个膜组件构成的。把与实施例1中使用的相同的20体积％PVA凝胶加入到硝化池和反硝化池，总氮含量为200mg/l的废水以0.4m3/天的流量供到硝化池。当没有通过膜组件的未渗透液体以十倍于通过膜组件的渗透水的流量回流到硝化池，然后连续处理一年，处理过水的总氮是10-15mg/l，SS是0-3mg/l，水质是稳定的。另外，几乎没有任何膜堵塞物。
实施例5
如图5所示的组合式净化池是由一个0.5m3的第一沉淀池，一个0.2m3的反硝化池，一个0.2m3的硝化池和与实施例1相同的膜组件构成的。把参考例1中生产的20体积％聚乙烯甲醛化水凝胶加入到反硝化池和硝化池中，并且把5口之家的家庭废水以1.3m3/天的流量供到第一沉淀池。硝化后的水以三倍于通过膜组件的渗透水的流量，按50∶50比率回流到第一沉淀池和反硝化池。另外，当没有通过膜组件的未渗透水以十倍于通过膜组件的渗透水的流量回流到硝化池并连续处理一年，处理过水的BOD是7-10mg/l，SS是0-3mg/l，水质是稳定的。另外，几乎没有任何膜堵塞物。
对比例1
如果进行的操作除了好氧处理水整个通过膜组件过滤以外，其它的按照与实施例1相同的方式进行，第八天在膜中产生了堵塞物，并使运行很难进行。如果不利用好氧滤池溢流的处理水对膜进行冲洗，而连续操作，会使运行停止。
实施例6
如图6所示的废水处理装置是由在1m3的好氧滤池中加入参考例1中产生的20体积％的缩醛化PVA水凝胶，并与0.6m3的最终沉淀池结合使用构成的。当含有2500mg/lBOD的废水以1m3/天的流量供到好氧滤池，并且连续处理六个月时，处理过水的BOD是200-300mg/l，SS是20-30mg/l，水质是稳定的。
实施例7
如图7所示的废水处理装置是由在0.2m3的反硝化池和0.2m3的硝化池中加入实施例6中使用的20体积％的相同的PVA水凝胶，并与0.6m3的最终沉淀池结合使用构成的。当含有200mg/lBOD和50mg/l总氮的废水以1.3m3/天的流量供到反硝化池，并且硝化后的水以三倍于上清液的流量回流到反硝化池，然后连续处理一年时，处理过水的BOD是8-10mg/l，SS是10-15mg/l，水质是稳定的。
实施例8
如图8所示的废水处理装置是由在实施例7的反硝化池的前面设置一个0.5m3的第一沉淀池，并且回流硝化后的水到反硝化池和第一沉淀池中构成的。除了硝化后的水以三倍于上清液的流量，按比率50∶50回流到反硝化池和第一沉淀池以外，其余的按照与实施例7相同的方式连续运行一年，处理过水的BOD是6-9mg/l，SS是6-8mg/l，水质是稳定的。
实施例9
图9所示的废水处理装置是由从引入废水的一侧按顺序设置一个硝化池，一个反硝化池和一个最终沉淀池构成的。当总氮含量为200mg/l的废水以0.4m3/天的流量供到硝化池，然后连续处理一年时，处理过水的总氮是10-15mg/l，SS是10-20mg/l，水质是稳定的。
实施例10
如图10所示的组合式净化池是由一个0.5m3的第一沉淀池、一个0.2m3的好氧滤池，一个0.3m3的最终沉淀池构成的。在好氧滤池中加入与实施例6中使用的相同的20体积％的PVA水凝胶，并且把5口之家的家庭废水以1.3m3/天的流量供到第一沉淀池，然后连续处理一年，处理过水的BOD是8-10mg/l，SS是10-15mg/l，水质是稳定的。
实施例11
如图11所示的组合式净化池是由一个0.5m3的第一沉淀池、一个0.2m3的反硝化池、一个0.2m3的硝化池和一个0.3m3的最终沉淀池构成的。在反硝化池和硝化池中加入与实施例6中使用的相同的20体积％PVA水凝胶，并且把5口之家的家庭废水以1.3m3/天的流量供到第一沉淀池。当硝化后的水以三倍于上清液的流量，按比率50∶50回流到反硝化池和第一沉淀池。然后连续处理一年时，处理过水的BOD是6-9mg/l，SS是6-8mg/l，水质是稳定的。
对比例2
如图12所示的废水处理装置是由在0.2m3的反硝化池和0.2m3的硝化池中加入6000mg/l的活性污泥，并与0.3m3的沉淀池结合使用构成的。当含有200mg/lBOD和50mg/l总氮的废水，通过把硝化后的水以三倍于上清液的流量回流到反硝化池以1.3m3/天的流量进行连续处理时，处理过水的BOD是90-120mg/l，总氮是25-35mg/l，因此水质不够好。另外，处理过水的SS浓度很高比如50-150mg/l，所以有必要每周一次从沉淀池中去除产生的过多污泥，以保持水质稳定。
参考例2
制备含有由Kuraray有限公司生产的按重量计8％的PVA(1700平均聚合度，皂化度99.8％)，按重量计1％的藻元酸钠和由Kuraray化工有限公司生产的按重量计1％的活性碳(P-60)的悬浮水溶液。悬浮水溶液通过与内径为4mm的硅咀固定在一起的，并采用一个内径为3mm的喷管安装在其未端的滚子泵，以5ml/min的流量输送，并一滴一滴地加入到用搅拌器搅拌的0.1mol/l的氯化钙水溶液中。加入的液滴制成的球形物在氯化钙水溶液中沉淀。
在40度下把球形产品浸入含有20g/l甲醛、200g/l硫酸和100g/l硫酸钠的水溶液中达60分钟，然后用水冲洗，以致于得到具有极好柔性，且直径约为5mm的球形水凝胶颗粒。凝胶的缩醛化度为39mol％，且水含量是93％。通过光学显微镜和电学显微镜的观察，从缩醛PVA载体的表层到中心部分存在着无数个直径约为1μm的手指状空隙。
参考例3
除了使用含有平均聚合度为4000和皂化度为99.8mole％的按重量计8％的PVA，按重量计0.25％的藻元酸钠和由Kuraray化工有限公司生产的按重量计1％的活性碳(P-60)的悬浮水溶液以外，其余的按照与实施例1相同的方式进行操作，得到直径约为5mm的水凝胶。载体的缩醛化度是37mol％并且水含量是92％。通过显微镜按照与实施例1相同的方式观察载体，发现了同样的手指状空隙。
实施例12和13
把参考例2中得到的载体1升加入到曝气池10升中进行曝气，以42ml/min的流量连续引入含有100ppm TOC的废水。在曝气池的出口处安装一个开口为2mm的金属网，由此防止载体流出。十天过后，处理过水的TOC是8.6ppm和7.5ppm，因此进行了充分地处理。然后，取出载体并加入到20升密封容器内，其中供给5升水。含有10ppm硫化氢的空气，以10升min的流量流到容器气相内，五分钟过后停止供空气，密封容器。保持15分钟后，通过微型注射器取出气体，并通过气相色谱仪进行分析，硫化氢的浓度等于或小于检测极限。
参考例4
通过向由按重量计18％的丙烯酰胺，按重量计1％的亚甲双丙烯酰胺和由Kuraray化工有限公司生产的按重量计1％的活性碳(P-60)组成的悬浮水溶液中，添加包括按重量计0.5％的N，N，N’，N’-四甲基乙二胺和按重量计0.25％的过硫酸钾的聚合反应引发剂，在室温下搅拌进行聚合反应，并膨胀，制得厚度为4mm的薄片状产品。将产品切成4mm的盘形，然后制成载体。载体的水含量是80％。通过显微镜观察，活性碳按照基本上均匀的方式从载体表面的附近部分分散到中心部分，然而，没有手指状的空隙。
实施例14
当废水处理试验按照与实施例12和13相同的方式进行时，TOC是43.2ppm，且硫化氢的浓度是0.7ppm。
为了确定含有活性碳载体的固定化微生物的效果，不使用活性碳而采用与参考例2相同方法制得的具有38mol％缩醛化度和93％水含量的水凝胶。进行与实施例12相同的试验。根据出现的手指状空隙，得出与参考例2和3相同的结果，然而，硫化氢的浓度是8.7ppm。
根据本发明，提供了一种紧凑、有极好耐久性、高处理性能，且能长期稳定地运行的废水处理装置。另外，当在反硝化池和/或硝化池中使用含有缩醛化PVA凝胶的微生物载体时，由于载体具有很好的，耐久性强度，废水能够经济有效地处理。另外，按照本发明，提供了一种使用具有除臭性能载体的废水处理装置，因此能更好地用于处理有坏味的有机废水。本发明的废水处理装置非常紧凑，耐久性高且能高质量处理废水，因此最好专门作为一个组合式净化池。

Claims (18)

1、一种废水处理装置，至少包括其中加入固定化微生物的载体颗粒，并分解和除去废水中含有的有机物和/或无机物的一个废水处理池，和一个用于过滤从所述处理池流出的待处理水的膜组件，其特征在于将没有通过膜组件的未渗透水回流和循环到所述处理池。
2、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理池由加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，以使其与废水在厌氧的条件下相接触的反硝化池，和加入固定化硝化细菌的载体颗粒，以使其与废水在好氧的条件下相接触的硝化池构成，这些废水处理池从引入废水的一侧按顺序设置，从硝化池中流出的硝化后的水输送给膜组件，回流并循环一部分所述处理水到反硝化池，回流并循环没有通过膜组件的未渗透水到硝化池和/或反硝化池。
3、一种按照权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于第一沉淀池或进行厌氧处理的厌氧过滤装置设置在所述反硝化池的前面，从硝化池流出的硝化后的水供到膜组件，一部分所述处理水回流并循环到所述反硝化池或第一沉淀池，或厌氧过滤装置，没有通过膜组件的未渗透水回流并循环到硝化池。
4、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理池由其中加入固定化硝化细菌的载体颗粒，并且在好氧条件下与废水相互接触的硝化池，和加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，并且在厌氧条件下与废水相互接触的反硝化池构成，这些废水处理池从引入废水的一侧按顺序设置，从反硝化池流出的反硝化后的水供到膜组件，没有通过膜组件的未渗透水回流并循环到反硝化池和/或硝化池。
5、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理池是一个组合式净化池。
6、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是聚乙烯醇水凝胶。
7、一种权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是缩醛化聚乙烯醇水凝胶。
8、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是聚乙烯醇甲醛水凝胶。
9、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是表层包括由直径为0.1-50μm的纤维状物体编织形成的网格状结构的聚乙烯醇水凝胶。
10、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是其中在表层和/或内部含有活性碳的载体。
11、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于用于膜组件的膜是微滤范围膜或超滤范围膜。
12、一种按照权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于用于膜组件的膜是亲水性膜或由亲水性物质制成的膜。
13、一种至少包括一个其中加有固定化微生物的载体颗粒，并降解和除去废水中的有机物和/或无机物的废水处理池的废水处理装置，其特征在于固定化微生物的载体是缩醛化聚乙烯醇水凝胶。
14、一种按照权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理池由加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，并且在厌氧条件下与废水相互接触的反硝化池，和加入固定化硝化细菌的载体颗粒，并且在好氧条件下与废水相互接触的硝化池构成，这些废水处理池从引入废水的一侧按顺序设置，从硝化池流出的一部分硝化后的水回流并循环到所述反硝化池。
15、一种按照权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于在所述反硝化池前面设置第一沉淀池，或进行厌氧处理的厌氧过滤装置，从硝化池流出的一部分硝化后的水回流并循环到所述反硝化池或第一沉淀池，或厌氧过滤装置。
16、一种按照权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理池由其中加入固定化硝化细菌的载体颗粒，并且在好氧条件下与废水相互接触的硝化池，和加入固定化反硝化细菌的载体颗粒，并且在厌氧条件下与废水相互接触的反硝化池构成，这些废水处理池从引入废水的一侧按顺序设置。
17、一种按照权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于所述废水处理装置是一个组合式净化池。
18、一种按照权利要求13所述的废水处理装置，其特征在于所述缩醛化聚乙烯醇水凝胶具有由直径为0.1-50μm的纤维状物体编织形成的网格状结构组成的表层。
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