CN1221478C - 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法 - Google Patents

使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1221478C
CN1221478C CNB021466300A CN02146630A CN1221478C CN 1221478 C CN1221478 C CN 1221478C CN B021466300 A CNB021466300 A CN B021466300A CN 02146630 A CN02146630 A CN 02146630A CN 1221478 C CN1221478 C CN 1221478C
Authority
CN
China
Prior art keywords
water
mixed solution
groove
filtration module
polymer precursor
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 - Lifetime
Application number
CNB021466300A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1493531A (zh
Inventor
洪仁阳
张王冠
邵信
张敏超
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.)
Industrial Technology Research Institute ITRI
Original Assignee
Industrial Technology Research Institute ITRI
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 Industrial Technology Research Institute ITRI filed Critical Industrial Technology Research Institute ITRI
Priority to CNB021466300A priority Critical patent/CN1221478C/zh
Publication of CN1493531A publication Critical patent/CN1493531A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1221478C publication Critical patent/CN1221478C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)

Abstract

本发明公开了在一种浸入式膜离生物反应器(submerged membranebioreactor)进行的废水/水处理的方法，该反应器包含一内含微生物混合液的槽；在该混合液的多个多孔性担体；及一浸入在该混合液的过滤模块，其具有一穿透侧而且该混合液仅透过该过滤模块与该穿透侧呈流体相通。该方法包括将一进流水导入该槽中的混合液；将一负压来源施用于该穿透侧，使得该槽中的液体透过该过滤模块从该穿透侧流出该槽；及借助对该混合液曝气的方式使该多个多孔性担体与该过滤模块接触，于是降低该过滤模块上的积垢。

Description

使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法
                技术领域
本发明是有关一种使用浸入式膜离生物反应器的废水冰处理的方法，尤其有关一种在浸入式膜离生物反应器进一步置入生物担体的废水/水处理的方法。
                背景技术
在使用活性污泥法处理废水时，使用超过滤膜(ultrafiltration，MF)或微过滤(microfiltration，MF)单元取代沉淀槽、砂滤槽等固液分离型膜离生物处理技术构想，始于1969年。与传统的活性污泥法比较，固液分离型膜离生物处理技术有许多技术上的优点，例如污泥停留时间长、可处理浓度变化高的废水、不需沉淀单元(节省空间)等。截至目前为止，全世界至少有500座以上固液分离型膜离生物处理厂在运转中，其使用薄膜材料大多为微多孔性(孔径大小0.1～10μm范围)的高分子材料或无机陶瓷材料。典型的例子例如美国专利5204001，其揭示一种用于金属加工工厂废水处理的膜离生物反应器系统；及WO0037369专利申请案，其揭示一种用于含氮水处理的膜离生物反应器。
维持高污泥浓度一直是膜离生物反应器的特点之一，其不但可以增加微生物的多样性，以分解特殊污染物，而且具有高体积效益及低污泥产率的优点。但从先前相关研究中发现，污泥浓度高低与过滤模块的生物积垢(fouling)生成潜能成正比例关系。另外，膜离生物反应器必须借助如空气、水或其它化学药品的逆洗，来降低过滤模块的积垢现象，以维持设定的通量。但逆洗通常必须先停止膜离生物反应器的正常操作才能进行，故会影响膜离生物反应器的处理水量，同时也会增加整个废水处理系统的复杂性及增加设置成本。
                发明内容
本发明的目的在于提出一种使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法。
为了实现上述发明目的，本发明提出一种在一浸入式膜离生物反应器进行的废水/水处理的方法，该反应器包含一内含微生物混合液的槽；在该混合液的多个多孔性担体；及一浸入在该混合液的过滤模块，其具有一穿透侧而且该混合液仅透过该过滤模块与该穿透侧呈流体相通，该方法包含：将一进流水导入该槽中的混合液；将一负压来源施用于该穿透侧，使得该槽中的液体透过该过滤模块从该穿透侧流出该槽，其中该进流水中的污染物的一部份在滞留在该槽的期间中被微生物所分解，于是从该槽流出的出流水相对于进流水具有较低含量的污染物；及借助对该混合液曝气的方式使该多个多孔性担体与该过滤模块接触。
较佳的，该多个多孔性担体为具有一比表面积介于100m2/m3至2000m2/m3的可压缩高分子发泡体。更佳的，该可压缩的高分子发泡体具有一介于10kg/m3至60kg/m3的密度，及一介于30％至100％的孔隙。
较佳的，该多个多孔性担体的每一个为8～125cm3的立方体或球体，且该多孔性担体的总体积为该反应槽的容量的1～80％。
较佳的，该曝气是以一介于在20℃下0.01m3/(m2.min)至0.5m3/(m2.min)的流速进行。
较佳的，该过滤模块在该负压来源的施用下具有一介于0.01m3/m2.天至0.5m3/m2.天通量。
本发明的方法具有下列的优点：
·反应槽中悬浮状微生物的浓度被降低，但仍可维持整个反应槽的微生物浓度。
·逆洗操作被消除或者逆洗操作的频率被降低。
·降低生物积垢，以维持设定操作通量/及降低透膜压(transmembranepressure)。
                附图说明
图1显示一使用本发明的过滤模块的浸入式膜离生物反应器系统的示意图。
图2为过膜压力对时间的作图，其中圆点为对照组，菱形代表反应槽内有100个多孔担体，方形代表反应槽内有200个多孔担体，及三角形代表反应槽内有300个多孔担体。
图3为累计产水量对时间的作图，其中X点为对照组，菱形代表反应槽内有100个多孔担体，方形代表反应槽内有200个多孔担体，及三角形代表反应槽内有300个多孔担体。
主要组件的图号说明
1.进流水            2.进流水槽      3.进流水泵浦
4.膜离生物反应槽    5.过滤模块      6.鼓风机
7.空气              8.出流水泵浦    9.出流水
10.多孔性担体       11.压力计       12.出流水流量计
13.进流水流量计     20.曝气设备
发明的详细说明
在膜离生物反应槽中，降低生物积垢可以有效延长膜管使用寿命、避免通量降低、减少能量损耗(透膜压力低)及减少逆洗次数及频率，对于膜离生物反应器应用及技术推广影响巨大。本发明是在膜离生物反应槽中添加多孔性担体，以降低膜离生物反应器生物积垢现象发生。此担体在反应槽中扮演两种角色，第一，此种多孔性担体可以提供为反应槽中微生物的生长基石，如此则可以降低反应槽中悬浮生长微生物的比例。因为反应槽中悬浮状微生物浓度越高生物积垢趋势越明显，多孔性担体可以提供微生物栖息场所，故可以有效降低悬浮状微生物浓度，但不影响整个膜离生物反应槽中微生物总浓度。第二，在反应槽曝气状态下，借助气提作用下，多孔性担体会与膜管表层轻微接触，可随时除去附着于膜管外层微生物，以避免发生生物积垢，将可以有效维持通量而无需额外逆洗操作，使废水处理系统操作更简便。
适用于本发明方法的一种浸入式膜离生物反应器系统被示于图1。进流水1从进流水槽2，利用进流水泵浦3定量打入膜离生物反应槽4内。本发明的过滤模块5装置在反应槽4内，透过鼓风机6打入空气或氧气7至反应槽4底部的曝气设备20以提供膜离生物处理系统所需的氧气。气体7也可为用于无氧微生物系统的氮气或二氧化碳，或者为用于厌气微生物系统的氮气、甲烷或沼气。滤液(permeate)即出流水9，透过出流水泵浦8抽出。重要的过程控制装置还包括：进流水流量计13，真空压力计11和出流水流量计12等。本发明在反应槽4中添加多孔性担体10以降低过滤模块5的生物积垢现象，以维持其设定通量。多孔性担体10的表面上并附着生长有微生物。反应槽4底部的曝气设备20通过鼓风机6提供气体而产生气泡，气泡提供多孔性担体10在反应槽4流动的动力，可随时与过滤模块5外表面接触，以清除附着于其上的表层微生物，以避免生物积垢现象的发生。
本发明将借助以下实施例被进一步了解，该实施例仅作为说明之用，而非用于限制本发明范围。
                具体实施方式
实施例1：
本实施例使用类似图1的浸入式膜离生物反应器系统进行实验。本实施例是以柠檬酸钠为主要成份的人工调配废水为处理对象，并另外添加尿素、磷酸及氯化铁等微量成份，提供微生物足够的养分，人工调配废水的成份如表1。
本实施例的研究实验共有四组反应槽，每个槽体材质为压克力制(直径9cm*长度80cm)的圆柱槽，有效水深53cm，有效体积为3公升。以槽体底部安装的曝气设备进行曝气(流量＝1.5L空气/分)而控制槽体内混合液呈好氧状态。
薄膜模块采用台湾工研院化工所自行开发的膜离滤材，材料编号为UCL-39-AA，属于开放型孔洞的网状结构物，平均孔洞直径大小为39μm、外侧过滤层属亲水性材质的无纺布薄膜。该网状结构物为中空管状，具有一直径为20mm的中心孔及一厚度6mm的管壁。该管壁做为该外侧过滤层的支撑，该中心孔做为出流水水流信道。
反应槽中添加多孔性担体为可压缩的聚胺基甲酸酯(PU)发泡担体，担体尺寸规格为1cm*1cm*1cm，故每颗担体体积为1cm3，其基本性质如表2中所示。
膜离生物反应槽操作条件控制为：污泥浓度(volatile suspended solids，VSS)5,000mg/L、pH：6～8、溶解氧(dissolved oxygen，DO)2mg/L以上、体积负荷为1.0kg COD/m3.d等环境条件下。四个膜离生物反应槽分别添加不同数目(0，100，200及300)的PU发泡担体进行对过膜压力影响的评估实验。膜离生物反应槽经微生物植种、驯养后即进行实验，主要以记录过膜压力(TMP)为主，以通量(或累计产水量)为辅，实验条件如表3所示。
表1人工调配废水的组成
柠檬酸钠(COD) 1,000～5,000mg/L
营养源 2～6ml/50L废水
营养源(COD6,000mg/L添加2ml/L)
尿素(Urea) 160.5g/L
KH2HPO4(K2HPO4) 70g/L(84g)
FeCl3.6H2O 36g/L
表2PU担体基本性质
    密度   抗张强度     引伸率
    28±5(kg/m3)   0.8～0.84(kg/m2)     240％～250％
表3实验条件
   组别     对照组   1   2   3
   PU发泡担体数量(颗)     0   100   200   300
   空气量(L/min)     1.5   1.5   1.5   1.5
   起始污泥浓度(mg/L)     5000   5000   5000   5000
   初始通量(m3/m2.day)     0.1   0.1   0.1   0.1
添加多孔性担体对于反应槽的出流水COD浓度变化并无显著影响，主要是因该四个反应槽均采用相同过滤模块，故可以确保出流水水质。但对于废水处理的TMP变化即相当明显，如图2中所示，对照组的TMP增加最快，约为100颗组的12倍。同时，其累计产水量如图3所示，随TMP增加而减少，对照组与100颗组比较约减少30％产水量。实验是提供相同泵浦动能(即初始相同流量)开始操作，经过一段时间后，未添加PU担体者，由于生物积垢现象发生，故TMP会上升且产水量(累计水量)则会下降。

Claims (6)

1.一种在一浸入式膜离生物反应器进行的废水/水处理的方法，该反应器包含一内含微生物混合液的槽；在该混合液的多个多孔性担体；及一浸入在该混合液的过滤模块，其具有一穿透侧而且该混合液仅透过该过滤模块与该穿透侧呈流体相通，该方法包含：将一进流水导入该槽中的混合液；将一负压来源施用于该穿透侧，使得该槽中的液体透过该过滤模块从该穿透侧流出该槽，其中该进流水中的污染物的一部份在滞留在该槽的期间中被微生物所分解，于是从该槽流出的出流水相对于进流水具有较低含量的污染物；及借助对该混合液曝气的方式使该多个多孔性担体与该过滤模块接触；
所述的多孔性担体是可压缩高分子发泡体。
2.如权利要求1所述的方法，其中该可压缩高分子发泡体的比表面积介于100m2/m3至2000m2/m3。
3.如权利要求2所述的方法，其中该可压缩的高分子发泡体具有一介于10kg/m3至60kg/m3的密度，及一介于30％至100％的孔隙。
4.如权利要求2所述的方法，其中该可压缩高分子发泡体的每一个为8～125cm3的立方体或球体，且该可压缩高分子发泡体的总体积为该反应槽的容量的1～80％。
5.如权利要求4所述的方法，其中该曝气是以一介于在20℃下0.01m3/(m2.min)至0.5m3/(m2.min)的流速进行。
6.如权利要求1所述的方法，其中该过滤模块在该负压来源的施用下具有一介于0.01m3/m2.天至0.5m3/m2.天通量。
CNB021466300A 2002-10-28 2002-10-28 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法 Expired - Lifetime CN1221478C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021466300A CN1221478C (zh) 2002-10-28 2002-10-28 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB021466300A CN1221478C (zh) 2002-10-28 2002-10-28 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1493531A CN1493531A (zh) 2004-05-05
CN1221478C true CN1221478C (zh) 2005-10-05

Family

ID=34232815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB021466300A Expired - Lifetime CN1221478C (zh) 2002-10-28 2002-10-28 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1221478C (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100462312C (zh) * 2004-12-24 2009-02-18 财团法人工业技术研究院 生物膜滤水处理系统及其处理方法
KR100539718B1 (ko) * 2005-02-22 2005-12-29 (주)이엠엔씨코리아 다공관식 처리수 유출모듈과 이를 이용한 유동상 생물막공법의 처리수 유출장치
US11034601B1 (en) 2020-02-14 2021-06-15 Anua International LLC System and method for treating wastewater

Also Published As

Publication number Publication date
CN1493531A (zh) 2004-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW593167B (en) Method for treating wastewater/water with membrane bioreactor
US7288197B2 (en) Biological membrane filtration system for water treatment and a water treatment process
US20050109694A1 (en) Method and system for treating wastewater containing organic compounds
CN103112991B (zh) 焦化废水处理系统及焦化废水处理方法
EP2651833B1 (en) Process, apparatus and membrane bioreactor for wastewater treatment
Viet et al. Enhancing the removal efficiency of osmotic membrane bioreactors: A comprehensive review of influencing parameters and hybrid configurations
Zhong et al. Treatment of polluted surface water with nylon silk carrier-aerated biofilm reactor (CABR)
Huang et al. Feasibility of submerged anaerobic membrane bioreactor (SAMBR) for treatment of low-strength wastewater
CN109928488A (zh) 一种河道曝气膜组件、曝气膜系统及方法
Kocadagistan et al. Treatment investigation of the Erzurum City municipal wastewaters with anaerobic membrane bioreactors
Artiga et al. Treatment of winery wastewaters in a membrane submerged bioreactor
CN104803480A (zh) 多级生物反应器及采用该反应器处理污水的方法
Zhang et al. An innovative membrane bioreactor and packed-bed biofilm reactor combined system for shortcut nitrification-denitrification
CN1221478C (zh) 使用膜离生物反应器的废水/水处理的方法
CN100462312C (zh) 生物膜滤水处理系统及其处理方法
AU2017261363B2 (en) Overcoming biofilm diffusion in water treatment
Cosenza et al. Biofouling management in anaerobic membrane bioreactors
Fedorovich et al. Use of hydrophobic membranes to supply hydrogen to sulphate reducing bioreactors
CN113800725A (zh) 一种基于生物硫循环的油田化学驱采出水降粘工艺方法
CN107721069A (zh) Mbr组合膜城镇污水处理系统及方法
KR101585169B1 (ko) 생물막 형성 억제 미생물 고정화 컬럼 및 이를 이용한 분리막 수처리 장치
Semmens Alternative MBR configurations: using membranes for gas transfer
CN107915318A (zh) 一种自过滤物生一体化水处理设备
US20240025781A1 (en) Wastewater treatment systems and methods
CN207330672U (zh) 一种印染废水ambr膜法处理系统装置

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
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20051005