ES2753143T3 - Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana - Google Patents
Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana Download PDFInfo
- Publication number
- ES2753143T3 ES2753143T3 ES10859776T ES10859776T ES2753143T3 ES 2753143 T3 ES2753143 T3 ES 2753143T3 ES 10859776 T ES10859776 T ES 10859776T ES 10859776 T ES10859776 T ES 10859776T ES 2753143 T3 ES2753143 T3 ES 2753143T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- mixed liquor
- block copolymer
- treatment additive
- membrane
- water
- 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.)
- Active
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 69
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 66
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 claims abstract description 39
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 33
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 10
- GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 2-Ethylhexyl acrylate Chemical group CCCCC(CC)COC(=O)C=C GOXQRTZXKQZDDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 4
- 125000006273 (C1-C3) alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 52
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 32
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 244000005700 microbiome Species 0.000 claims description 8
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 7
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 7
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 claims description 7
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 7
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 7
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 7
- 239000004627 regenerated cellulose Substances 0.000 claims description 7
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000004709 Chlorinated polyethylene Substances 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 claims 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 12
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 7
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 6
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 5
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 4
- 229920001864 tannin Polymers 0.000 description 4
- 239000001648 tannin Substances 0.000 description 4
- 235000018553 tannin Nutrition 0.000 description 4
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 3
- 229920012266 Poly(ether sulfone) PES Polymers 0.000 description 3
- 125000005250 alkyl acrylate group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 3
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 230000001112 coagulating effect Effects 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 230000003311 flocculating effect Effects 0.000 description 3
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 3
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- -1 polymer or monomer Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 2
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920000371 poly(diallyldimethylammonium chloride) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001124 (E)-prop-1-ene-1,2,3-tricarboxylic acid Substances 0.000 description 1
- LAYAKLSFVAPMEL-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxydodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC=C LAYAKLSFVAPMEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UKDKWYQGLUUPBF-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxyhexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOC=C UKDKWYQGLUUPBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 2,2'-Methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol) Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(C)=CC(CC=2C(=C(C=C(C)C=2)C(C)(C)C)O)=C1O KGRVJHAUYBGFFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JGBAASVQPMTVHO-UHFFFAOYSA-N 2,5-dihydroperoxy-2,5-dimethylhexane Chemical compound OOC(C)(C)CCC(C)(C)OO JGBAASVQPMTVHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dinitroanilino)-4-methylpentanoic acid Chemical compound CC(C)CC(C(O)=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PABGQABTFFNYFH-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-n-octadecylprop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCNC(=O)C(C)=C PABGQABTFFNYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DXIJHCSGLOHNES-UHFFFAOYSA-N 3,3-dimethylbut-1-enylbenzene Chemical compound CC(C)(C)C=CC1=CC=CC=C1 DXIJHCSGLOHNES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241001550224 Apha Species 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IEPRKVQEAMIZSS-UHFFFAOYSA-N Di-Et ester-Fumaric acid Natural products CCOC(=O)C=CC(=O)OCC IEPRKVQEAMIZSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEPRKVQEAMIZSS-WAYWQWQTSA-N Diethyl maleate Chemical compound CCOC(=O)\C=C/C(=O)OCC IEPRKVQEAMIZSS-WAYWQWQTSA-N 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229940091181 aconitic acid Drugs 0.000 description 1
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N acrylic acid methyl ester Natural products COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 125000002877 alkyl aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000006085 branching agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N cis-aconitic acid Chemical compound OC(=O)C\C(C(O)=O)=C\C(O)=O GTZCVFVGUGFEME-IWQZZHSRSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N dodecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical class NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AFSIMBWBBOJPJG-UHFFFAOYSA-N ethenyl octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC=C AFSIMBWBBOJPJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005670 ethenylalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920000592 inorganic polymer Polymers 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005374 membrane filtration Methods 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- JRUSUOGPILMFBM-UHFFFAOYSA-N n,n-dioctylprop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCN(C(=O)C=C)CCCCCCCC JRUSUOGPILMFBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILCQQHAOOOVHQJ-UHFFFAOYSA-N n-ethenylprop-2-enamide Chemical compound C=CNC(=O)C=C ILCQQHAOOOVHQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CNWVYEGPPMQTKA-UHFFFAOYSA-N n-octadecylprop-2-enamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCNC(=O)C=C CNWVYEGPPMQTKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N octadecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C HMZGPNHSPWNGEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FSAJWMJJORKPKS-UHFFFAOYSA-N octadecyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)C=C FSAJWMJJORKPKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N oxiran-2-ylmethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCC1CO1 RPQRDASANLAFCM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000012673 precipitation polymerization Methods 0.000 description 1
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N trans-aconitic acid Natural products OC(=O)CC(C(O)=O)=CC(O)=O GTZCVFVGUGFEME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KEROTHRUZYBWCY-UHFFFAOYSA-N tridecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C KEROTHRUZYBWCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOALFFJGWSCQEO-UHFFFAOYSA-N tridecyl prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCOC(=O)C=C XOALFFJGWSCQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 239000007762 w/o emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/145—Ultrafiltration
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1205—Particular type of activated sludge processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/147—Microfiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/14—Ultrafiltration; Microfiltration
- B01D61/16—Feed pretreatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/08—Flat membrane modules
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D65/00—Accessories or auxiliary operations, in general, for separation processes or apparatus using semi-permeable membranes
- B01D65/08—Prevention of membrane fouling or of concentration polarisation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2311/00—Details relating to membrane separation process operations and control
- B01D2311/04—Specific process operations in the feed stream; Feed pretreatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/54—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using organic material
- C02F1/56—Macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/1236—Particular type of activated sludge installations
- C02F3/1268—Membrane bioreactor systems
- C02F3/1273—Submerged membrane bioreactors
-
- 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
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Un procedimiento para acondicionar licor mixto en un biorreactor de membrana que comprende dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto, en el que dicho aditivo de tratamiento comprende un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la siguiente fórmula: - [E]-[D]- en la que E es poli(2-etilhexil acrilato) y D es un segmento polimérico obtenido de la polimerización de uno o más monómeros solubles en agua, en la que D tiene la fórmula: -[A]x-[J]yen la que A es un monómero no iónico de la fórmula:**Fórmula** en la que R1 es hidrógeno o un grupo alquilo C1-C3, J tiene la estructura:**Fórmula** y x es 0 o un entero positivo e y es 0 o un entero positivo.
Description
DESCRIPCIÓN
Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana
Campo de la invención
La presente invención se refiere a procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactor de membrana y, en particular, a procedimientos para acondicionar licor mixto microbiano y mejorar el flujo en los sistemas de biorreactor de membrana (MBR).
Antecedente de la invención
Las aguas residuales de plantas municipales e industriales pueden aclararse mediante el tratamiento biológico de las aguas residuales en un sistema de biorreactor de membrana (MBR). En un MBR, los microorganismos consumen compuestos orgánicos disueltos en el agua residual y las membranas tamizan los sólidos suspendidos o la biomasa del agua residual tratada (o licor mixto) para producir agua clarificada.
Una producción optimizada de agua clarificada depende de la eficiencia del sistema MBR y del flujo de las membranas. Las condiciones y cualidades de las poblaciones biológicas de los microorganismos en el sistema MBR afectarán el funcionamiento del MBR y la capacidad de filtración del licor mixto. Las sustancias en el licor mixto, tal como las sustancias poliméricas extracelulares, las sustancias orgánicas coloidales y solubles, pueden depositarse en las membranas, taponándolas y causando una mayor resistencia de la membrana y una disminución del flujo.
Se pueden agregar coagulantes inorgánicos y aditivos de partículas inertes a los sistemas MBR para acondicionar el licor mixto coagulando y floculando coloides y otras sustancias, lo que disminuye las sustancias solubles en el licor mixto y mejora la capacidad de filtración y el flujo de membrana. Sin embargo, estos aditivos pueden requerir intervalos de pH específicos y estrechos, pueden aumentar las concentraciones de lodo, provocar el desgaste de la membrana debido a la abrasividad de las partículas de aditivo de tratamiento o causar un taponamiento adicional de la membrana cuando los aditivos de tratamiento se alojan en los poros de la membrana.
Los polímeros catiónicos solubles en agua también están disponibles para acondicionar el licor mixto en el MBR y mejorar el flujo de membrana. Sin embargo, se necesitan grandes cantidades de polímeros catiónicos para un tratamiento efectivo. Se necesitan esfuerzos continuos para desarrollar y encontrar aditivos de tratamiento solubles en agua más mejorados y rentables para acondicionar el licor mixto en un sistema MBR para mejorar el flujo de membrana y mejorar la eficiencia de MBR. El documento WO 2010/053826 A2 divulga un procedimiento para acondicionar licor mixto en un biorreactor de membrana, que comprende dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto, en el que dicho aditivo de tratamiento comprende un copolímero soluble en agua que comprende tanino.
Sumario de la invención
Se reivindica un procedimiento para acondicionar licor mixto en un biorreactor de membrana que comprende dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto, en el que dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la fórmula definida en la reivindicación 1.
Se reivindica además un procedimiento para mejorar el flujo en un biorreactor de membrana que comprende acondicionar licor mixto dispersando un aditivo de tratamiento en el licor mixto y haciendo pasar el licor mixto acondicionado a través de una membrana, en el que dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la fórmula definida en la reivindicación 1.
Se reivindica además que un procedimiento para clarificar las aguas residuales incluye la adición de aguas residuales a un biorreactor de membrana, la preparación de un licor mixto agregando microorganismos al agua residual en presencia de oxígeno, el acondicionamiento del licor mixto dispersando un aditivo de tratamiento en el licor mixto, el filtrado del licor mixto acondicionado con una membrana para producir aguas residuales clarificadas, donde dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloques soluble en agua, en el que el copolímero de bloques contiene dos segmentos como se muestra en la fórmula definida en la reivindicación 1. Las diversas realizaciones proporcionan una eficiencia de MBR mejorada al aumentar la capacidad de filtración del flujo de membrana de lodo, limpiezas de membrana reducidas y riesgo reducido de problemas asociados con el manejo de flujos máximos. La eficiencia mejorada puede reducir los costes al permitir la operación del MBR con menos membranas, mayor flujo de membrana y limpiezas de membrana reducidas.
Descripción detallada de la invención
Las formas singulares "un", "una" y "el/la" incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique
claramente lo contrario. Los puntos finales de todos los intervalos que recitan la misma característica son combinables independientemente e incluyen el punto final recitado. Todas las referencias se incorporan en la presente memoria por referencia.
El modificador "aproximadamente" usado en relación con una cantidad incluye el valor establecido y tiene el significado dictado por el contexto (por ejemplo, incluye los intervalos de tolerancia asociados con la medición de la cantidad particular).
"Opcional" u "opcionalmente" significa que el evento o circunstancia posteriormente descrito puede o no ocurrir, o que el material identificado posteriormente puede o no estar presente, y que la descripción incluye casos en los que el evento o circunstancia ocurre o donde el material está presente e instancias donde el evento o circunstancia no ocurre o el material no está presente.
"Soluble en agua" significa que el compuesto, tal como polímero, copolímero de bloque o monómero, que se describe como soluble en agua es soluble en agua o en una solución acuosa. En una realización, el término "soluble en agua" significa que el compuesto, copolímero de bloque o monómero que se describe es completamente miscible en agua o una solución acuosa.
"Insoluble en agua" significa que el compuesto, tal como polímero o monómero, que se describe como insoluble en agua no es soluble o es poco soluble en agua o en una solución acuosa.
En una realización, un procedimiento para acondicionar licor mixto en un biorreactor de membrana incluye dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto, en el que dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua.
El licor mixto o lodo activado puede ser una mezcla de aguas residuales, microorganismos utilizados para degradar materiales orgánicos en las aguas residuales, material que contiene productos orgánicos derivados de especies celulares, subproductos celulares o productos de desecho, o desechos celulares. El licor mixto puede contener material coloidal y en partículas (biomasa o biosólidos), moléculas solubles o biopolímeros, tal como polisacáridos o proteínas.
Un sistema MBR combina el tratamiento biológico de aguas residuales y la filtración por membrana. El MBR puede ser cualquier tipo de sistema MBR. En una realización, un sistema MBR incluye membranas y un tanque de biorreactor que contiene microorganismos, que biodegradan el material orgánico en las aguas residuales. El tanque de biorreactor puede ser un tanque o reactor aeróbico y puede incluir otros tipos de reactores, tales como reactores anaeróbicos, reactores anóxicos o reactores aeróbicos adicionales. Las aguas residuales influyentes se pueden bombear o hacer fluir por gravedad en un tanque de biorreactor donde se pone en contacto con microorganismos para formar un licor mixto en presencia de oxígeno o aireación. El exceso de lodo activado puede bombearse fuera del tanque del biorreactor a un tanque de retención de lodo para mantener una edad de lodo constante en el biorreactor. El suministro de oxígeno o aireación puede ser proporcionado por sopladores. En una realización, el licor mixto se filtra a través de membranas y se descarga agua clarificada del sistema. El licor mixto puede pasar a través de las membranas bajo presión o puede pasar a través de las membranas al vacío. El módulo de membrana puede sumergirse en el tanque de biorreactor o estar contenido en un tanque de membrana separado al que se bombean continuamente aguas residuales desde el tanque de biorreactor. La membrana puede ser una fibra hueca con un micro- o ultrafiltro de piel externa o un micro- o ultrafiltro de lámina plana (en pilas). Los materiales de la membrana pueden incluir, entre otros, polietileno clorado (PVC), fluoruro de polivinilideno (PVDF), poliacrilonitrilo (PAN), polisulfona (PSF), polietersulfona (PES), polivinilalcohol (PVA), acetato de celulosa (CA), celulosa regenerada (RC), así como materiales inorgánicos, tal como metálicos y cerámicos.
De acuerdo con la invención, el licor mixto está condicionado con la dispersión de un aditivo de tratamiento. El aditivo de tratamiento mejora el flujo de la membrana coagulando y floculando compuestos orgánicos solubles en el licor mixto para evitar el ensuciamiento de la membrana. El aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua. El copolímero de bloque soluble en agua puede incluir monómeros solubles en agua y monómeros insolubles en agua. El copolímero de bloque puede incluir un segmento polimérico obtenido de la polimerización de monómeros hidrófobos o insoluble en agua unido a una cadena de polímero obtenida de la polimerización de uno o más monómeros solubles en agua.
De acuerdo con la invención, el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la siguiente fórmula:
-[E]-[D]-en la que E es un segmento polimérico obtenido de la polimerización de uno o más monómeros hidrófobos o monómeros insolubles en agua, siendo dicho segmento polimérico un poli(2-etilhexil acrilato) (PEHA), y D es un segmento polimérico obtenido de la polimerización de uno o más más monómeros solubles en agua.
Los polímeros hidrófobos son insolubles en agua y se pueden preparar mediante precipitación o técnicas de polimerización en emulsión de uno o más monómeros hidrófobos. En una realización, los monómeros hidrofóbicos incluyen, pero no se limitan a, alquilacrilatos, alquilmetacrilamidasalquilacrilamidasalquilmetacrilatos, alquilstirenos, ésteres de alquilo superior de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados, ésteres de alquilarilo de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados, amidas etilénicamente insaturadas, vinil alquilatos en los que el grupo alquilo tiene al menos 8 carbonos, tales como vinil laureato y vinil estearato, éteres de alquil vinilo, tales como dodecil vinil éter y hexadecil vinil éter, N-vinil amidas, tales como N-vinil y vinil alquil éteres y arilalquilo, como t-butil estireno. Los ésteres de alquilo superiores de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados incluyen, pero no se limitan a, acrilato de alquil dodecil, dodecil metacrilato, tridecil acrilato, tridecil metacrilato, octadecil acrilato, octadecil metacrilato, medio éster etílico de anhídrido maleico, dietil maleato y otros ésteres de alquilo derivados de las reacciones de alcanoles que tienen de 8 a 20 átomos de carbono con ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, anhídrido maleico, ácido fumárico, ácido itacónico y ácido aconítico. Los ésteres de alquilarilo de ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados incluyen, pero no se limitan a, acrilato de nonil-a-fenilo, metacrilato de nonil-a-fenilo, acrilato de dodecil-a-fenilo y metacrilato de dodecil-a-fenilo. Las amidas etilénicamente insaturadas incluyen, pero no se limitan a, N-octadecil acrilamida, N-octadecilmetacrilamida, N,N-dioctil acrilamida y derivados similares de las mismas.
El monómero hidrófobo puede ser un alquilo acrilato. El grupo alquilo en el alquil acrilato tiene de 4 a 16 átomos de carbono. El monómero hidrófobo también puede ser 2-etilhexil acrilato. El 2-etilhexil acrilato se puede polimerizar mediante un iniciador de diperóxido, 2,5-dihidroperoxi-2,5-dimetilhexano para obtener poli(2-etilhexil acrilato) (PEHA). De acuerdo con la invención, E es un poli(2-etilhexilo acrilato) (PEHA).
De acuerdo con la invención, D es un segmento polimérico obtenido de la polimerización de uno o más monómeros solubles en agua. Los monómeros solubles en agua pueden ser no iónicos o catiónicos. D puede obtenerse a partir de la polimerización de un monómero catiónico, un monómero no iónico o una combinación de un monómero catiónico y un monómero no iónico.
De acuerdo con la invención, D tiene la fórmula:
-[A]x-[J]yen la que A es un monómero no iónico de la fórmula:
en la que Ri es hidrógeno o un grupo alquilo C1-C3
en la que J tiene la estructura:
y en la que x es 0 o un número entero positivo e y es 0 o un número entero positivo.
En una realización, la relación molar de x:y es de aproximadamente 0:100 a aproximadamente 95:5. En otra realización, la relación molar de x: y es de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 75:25.
En una realización, Ri es hidrógeno.
En otra realización, Ri es metilo.
Los copolímeros de bloque pueden prepararse mediante una técnica de emulsión de agua en aceite. Tales procedimientos han sido divulgados en las patentes de Estados Unidos Nos. 3.284.393, Re. 28.474 y Re. 28.576. Los copolímeros resultantes también pueden aislarse adicionalmente mediante precipitación en un disolvente orgánico, tal como acetona, y secarse en forma de polvo. El polvo se puede disolver fácilmente en un medio acuoso para su uso.
Se pueden agregar agentes de ramificación, tales como polietilenglicoldi(met)acrilato, metilen bis(met)acrilamida, N-vinil acrilamida, alil glicidil éter, acrilato de glicidilo y similares, siempre que el copolímero en bloque resultante sea soluble en agua.
En una realización, el copolímero de bloque soluble en agua tiene un peso molecular promedio nominal dentro del intervalo de aproximadamente 100.000 a aproximadamente 8.000.000. El copolímero de bloque soluble en agua puede tener un peso molecular promedio nominal dentro del intervalo de aproximadamente 500.000 a aproximadamente 6.000.000. El peso molecular del copolímero de bloque no es crítico, siempre que sea soluble en agua.
La estructura del copolímero de bloque se puede sustanciar por medios convencionales, tales como por estudio de viscosidad en solución o espectroscopía de RMN C13.
En una realización, el aditivo de tratamiento se dispersa en el licor mixto de cualquier manera convencional y se mezcla con el licor mixto antes de estar en contacto con la superficie de la membrana. El aditivo de tratamiento se puede agregar al licor mixto corriente arriba de las membranas. El aditivo de tratamiento también se puede agregar a un área del biorreactor donde se produce una mezcla intensiva o se le permite un tiempo de mezcla suficiente con el licor mixto, tal como cerca de una estación de bombeo, una boquilla de aireación o una tubería de reciclaje de lodos/licores mixtos.
El aditivo de tratamiento se dispersa en cualquier cantidad adecuada para acondicionar el licor mixto. Esta cantidad variará de acuerdo con el sistema particular para el que se desee el tratamiento y puede verse influida por las características del agua residual, tales como la turbidez, el pH, la temperatura, el caudal, la cantidad de agua, las concentraciones y propiedades de los licores mixtos, los sólidos en suspensión, el tamaño de flóculos, viscosidad y tipo de contaminantes presentes en el sistema. El aditivo de tratamiento puede añadirse en una cantidad de aproximadamente 0.1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 100 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales. El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 80 ppm en volumen de polímeros activos. El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 10 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 50 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales.
En otra realización, el aditivo de tratamiento puede incluir otros polímeros solubles en agua o coagulantes inorgánicos. Los polímeros o coagulantes inorgánicos solubles en agua adicionales se pueden agregar por separado al licor mixto o en combinación con el copolímero de bloque soluble en agua. Estos polímeros y coagulantes adicionales trabajan en colaboración con el copolímero de bloque soluble en agua para acondicionar el licor mixto y mejorar el flujo en los sistemas MBR. Los polímeros o coagulantes adicionales pueden agregarse en cantidades efectivas para reducir la dosis del aditivo de tratamiento mientras se logra un rendimiento de mejora del flujo de membrana similar. En otra realización, el uso del aditivo de tratamiento puede reducir sustancialmente la cantidad de polímeros y coagulantes adicionales. Ejemplos de los polímeros solubles en agua pueden ser polímeros que contienen taninos, cloruro de polidialildimetilamonio (polyDADMAC), cloruro de polimetacriloiloxietiltrimetilamonio (polyMETAC) o copolímeros de cloruro de metilo de acrilato de N,N-dimetilaminoetilo (AETAC) y acrilamida (AM).
En una realización, los coagulantes inorgánicos pueden seleccionarse del grupo de compuestos inorgánicos que contienen Ca, Mg, Si, Al, Fe y combinaciones de los mismos. El coagulante inorgánico puede seleccionarse del grupo de sales inorgánicas o sus formas polimerizadas que contienen Al, Fe o combinaciones de los mismos. En otra realización, un procedimiento para mejorar el flujo en un biorreactor de membrana incluye acondicionar licor mixto dispersando un aditivo de tratamiento en el licor mixto y haciendo pasar el licor mixto condicionado a través de una membrana, en la que dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua. El licor mixto se acondiciona con la dispersión de un aditivo de tratamiento. El aditivo de tratamiento mejora el flujo de la membrana coagulando y floculando compuestos orgánicos solubles en el licor mixto para evitar el ensuciamiento de la membrana. El aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua, que se describe anteriormente.
En una realización, el aditivo de tratamiento se dispersa en el licor mixto de cualquier manera convencional y se mezcla con el licor mixto antes de estar en contacto con la superficie de la membrana. El aditivo de tratamiento
también se puede agregar al licor mixto corriente arriba de las membranas. El aditivo de tratamiento también se puede agregar a un área del biorreactor donde se produce una mezcla intensiva o se le permite un tiempo de mezcla suficiente con el licor mixto, tal como cerca de una estación de bombeo, una boquilla de aireación o una tubería de reciclaje de lodos/licores mixtos.
El aditivo de tratamiento se dispersa en cualquier cantidad adecuada para acondicionar el licor mixto. Esta cantidad variará dependiendo del sistema particular para el que se desee el tratamiento y puede verse influenciada por las características de las aguas residuales, tales como turbidez, pH, temperatura, caudal, cantidad de agua, concentraciones y propiedades de licor mixto, sólidos suspendidos, tamaño de flóculos, viscosidad y tipo de contaminantes presentes en el sistema. El aditivo de tratamiento puede añadirse en una cantidad de aproximadamente 0.1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 100 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales. El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 80 ppm en volumen de polímeros activos. El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 10 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 50 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales.
En otra realización, el aditivo de tratamiento puede incluir otros polímeros solubles en agua o coagulantes inorgánicos como se describió anteriormente.
El biorreactor de membrana (MBR) y el licor mixto se describieron anteriormente. En una realización, el licor mixto acondicionado se filtra a través de membranas y el agua clarificada se descarga del sistema. El licor mixto acondicionado también puede pasar a través de las membranas bajo presión o puede pasar a través de las membranas al vacío. El módulo de membrana puede sumergirse en el tanque de biorreactor o estar contenido en un tanque de membrana separado al que se bombean continuamente aguas residuales desde el tanque de biorreactor. La membrana puede ser una fibra hueca con un micro o ultrafiltro de piel externa o un micro o ultrafiltro de lámina plana (en pilas). Los materiales de la membrana pueden incluir, entre otros, polietileno clorado (PVC), fluoruro de polivinilideno (PVDF), poliacrilonitrilo (PAN), polisulfona (PSF), polietersulfona (PES), polivinil alcohol (PVA), acetato de celulosa (CA), celulosa regenerada (RC), así como materiales inorgánicos, como metálicos y cerámicos.
En otra realización, un procedimiento para clarificar las aguas residuales incluye agregar aguas residuales a un biorreactor de membrana, preparar un licor mixto agregando microorganismos al agua residual en presencia de oxígeno, acondicionar el licor mixto dispersando un aditivo de tratamiento en el licor mixto, filtrar el licor mixto acondicionado con una membrana para producir aguas residuales clarificadas, donde dicho aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua.
Las aguas residuales pueden provenir de plantas municipales e industriales y pueden contener sustancias poliméricas extracelulares y sustancias orgánicas coloidales y solubles.
El licor mixto se acondiciona con la dispersión de un aditivo de tratamiento. El aditivo de tratamiento incluye un copolímero de bloque soluble en agua, que se describe anteriormente. El aditivo de tratamiento puede dispersarse en el licor mixto de cualquier manera convencional y mezclarse con el licor mixto antes de estar en contacto con la superficie de la membrana. El aditivo de tratamiento se puede agregar al licor mixto corriente arriba de las membranas. El aditivo de tratamiento también se puede agregar a un área del biorreactor donde se produce una mezcla intensiva o se le permite un tiempo de mezcla suficiente con el licor mixto, tal como cerca de una estación de bombeo, una boquilla de aireación o una tubería de reciclaje de lodos/licores mixtos.
El aditivo de tratamiento se dispersa en cualquier cantidad adecuada para acondicionar el licor mixto. Esta cantidad variará dependiendo del sistema particular para el que se desee el tratamiento y puede verse influenciada por las características de las aguas residuales, tales como turbidez, pH, temperatura, caudal, cantidad de agua, concentraciones y propiedades de licor mixto, sólidos suspendidos, tamaño de flóculos, viscosidad y tipo de contaminantes presentes en el sistema. El aditivo de tratamiento puede añadirse en una cantidad de aproximadamente 0,1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 100 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales. El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 1 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 80 ppm en volumen de polímeros activos.
El aditivo de tratamiento también se puede agregar en una cantidad de aproximadamente 10 ppm en volumen de polímeros activos a aproximadamente 50 ppm en volumen de polímeros activos, en base al volumen de aguas residuales.
En otra realización, el aditivo de tratamiento puede incluir otros polímeros solubles en agua o coagulantes inorgánicos como se describe anteriormente.
El licor mixto acondicionado se puede filtrar a través de membranas para tamizar sólidos suspendidos o biomasa y se descarga agua clarificada desde el sistema. El licor mixto acondicionado puede pasar a través de las membranas bajo presión o puede pasar a través de las membranas al vacío. El módulo de membrana puede
sumergirse en el tanque de biorreactor o estar contenido en un tanque de membrana separado al que se bombean continuamente aguas residuales desde el tanque de biorreactor. La membrana puede ser una fibra hueca con un ultrafiltro de piel exterior, un microfiltro de lámina plana (apiladas) o una fibra hueca con un microfiltro de piel exterior. Los materiales de membrana pueden incluir, entre otros, polietileno clorado (PVC), fluoruro de polivinilideno (PVDF), poliacrilonitrilo (PAN), polisulfona (PSF), polietersulfona (PES), polivinil alcohol (PVA), acetato de celulosa (CA), celulosa regenerada (RC), así como materiales inorgánicos, tal como metálicos y cerámicos.
Con el fin de que los expertos en la técnica puedan practicar mejor la presente divulgación, los siguientes ejemplos se dan a modo de ilustración y no a modo de limitación.
Ejemplos
Ejemplo 1
Se tomaron muestras de licor mixto para analizar en los Ejemplos 1-3 de una Planta Municipal de Tratamiento de Aguas Residuales en el GE China Technology Center. Las muestras se tomaron de la línea de reciclaje de lodos activados donde la concentración de MLSS fue superior a 10 g/l.
Se realizó una prueba de jarra estándar con un Jar Tester (Phipps & Bird™) sobre cada muestra de prueba y muestra de control para asegurar una mezcla adecuada. Se agregaron cuatro alícuotas de 500 ml del licor mixto a cuatro jarras. Se añadió rápidamente a cada muestra un aditivo de tratamiento, Polímero A o Polímero B, en las cantidades que se muestran en la Tabla 1. También se preparó una muestra de control agregando 500 ml de licor mixto a una jarra de control sin la adición de un aditivo de tratamiento. Todas las muestras se agitaron rápidamente a 200 rpm durante 30 segundos y luego a una velocidad de agitación lenta de 50 rpm durante 15 minutos para mezclar completamente las muestras.
La capacidad de filtración del licor mixto para cada muestra, incluyendo la jarra de control, se evaluó mediante el procedimiento de prueba de tiempo de filtración (TTF). El procedimiento de prueba TTF se adaptó de los procedimientos estándar (APHA, 1992), procedimiento #2710H. Se colocó un papel de filtro de 9 cm (Whatman GF/C, No. de catálogo 1822090) en un embudo Buchner y se humedeció para formar un buen sello. Se añadió una muestra de 200 ml de cada una de las muestras de licor mixto tratadas y la jarra de control a un embudo Buchner separado (como se preparó anteriormente). Se aplicó una presión de vacío de 51 kPa (15 pulgadas Hg) usando una bomba de vacío con un regulador de presión. Se midió el tiempo requerido para filtrar 50 ml (o el 25 % del volumen de muestra inicial (25 % -TTF)) de cada muestra de licor mixto y se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1
Los datos muestran una mejora muy significativa en la capacidad de filtración del licor mixto agregando el aditivo de tratamiento del Polímero A o el Polímero B.
Ejemplo 2
Se realizó una prueba de jarra estándar con un Jar Tester (Phipps & Bird™) en cada muestra de prueba siguiente y muestra de control para asegurar una mezcla adecuada. Se agregaron cinco alícuotas de 500 ml del licor mixto a cinco jarras. Se añadió un aditivo de tratamiento como se muestra en la Tabla 2 a cada muestra. También se preparó una muestra de control agregando 500 ml del licor mixto a un recipiente de control sin la adición de un aditivo de tratamiento. Todas las muestras se agitaron rápidamente a 200 rpm durante 30 segundos y luego a una velocidad de agitación lenta de 50 rpm durante 15 minutos para mezclar completamente las muestras.
La capacidad de filtración del licor mixto para cada muestra, incluyendo la jarra de control, se evaluó mediante el procedimiento de prueba TTF como se describe en el Ejemplo 1. Una muestra de 200 ml de cada una de las muestras de licor mixto tratado y la jarra de control se añadió a un embudo Buchner separado. Se aplicó una presión de vacío de 51 kPa (15 pulgadas Hg) usando una bomba de vacío con un regulador de presión. El tiempo requerido para filtrar 100 ml (o 50 % del volumen de muestra inicial (50 % -TTF)) de cada muestra de licor mixto se midió y se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2
Los datos muestran que el aditivo de tratamiento con el polímero que contiene tanino mejora la capacidad de filtración de las muestras de licor mixto. Con la ayuda del copolímero de bloque, la dosis del polímero que contiene tanino puede reducirse, mientras proporciona una buena capacidad de filtración. Como los copolímeros de bloque mostraron una capacidad de floculación muy fuerte, requirió una dosis mucho más baja para lograr la misma mejora de capacidad de filtración.
Ejemplo 3
Se realizó una prueba de jarra estándar con un Jar Tester (Phipps & Bird™) en cada muestra de prueba siguiente y muestra de control para asegurar una mezcla adecuada. Se agregaron seis partes alícuotas de 500 ml del licor mixto a seis jarras. Se añadió rápidamente un aditivo de tratamiento como se muestra en la Tabla 3 a cada muestra de prueba. También se preparó una muestra de control agregando 500 ml del licor mixto a una jarra de control sin la adición de un aditivo de tratamiento. Todas las muestras se agitaron rápidamente a 200 rpm durante 30 segundos y luego a una velocidad de agitación lenta de 50 rpm durante 15 minutos para mezclar completamente las muestras.
La capacidad de filtración del licor mixto para cada muestra, incluyendo la jarra de control, se evaluó mediante el procedimiento de prueba TTF como se describe en el Ejemplo 1. Una muestra de 200 ml de cada una de las muestras de licor mixto tratado y la jarra de control se añadió a un embudo Buchner separado. Se aplicó una presión de vacío de 51 kPa (15 pulgadas Hg) usando una bomba de vacío con un regulador de presión. El tiempo requerido para filtrar 100 ml (o 50 % del volumen de muestra inicial (50 % -TTF)) de cada muestra de licor mixto se midió y se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3
Los datos muestran que el copolímero en bloque se puede agregar junto con coagulantes inorgánicos en base a alumbre o férrico para mejorar la capacidad de filtración de las muestras de licor mixto. Con la ayuda del copolímero de bloque, la dosis de los coagulantes inorgánicos puede reducirse considerablemente.
Aunque se han establecido realizaciones típicas con fines ilustrativos, las descripciones anteriores no deben considerarse como una limitación del ámbito en la presente memoria. Por consiguiente, un experto en la técnica puede tener diversas modificaciones, adaptaciones y alternativas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones.
Claims (8)
1. Un procedimiento para acondicionar licor mixto en un biorreactor de membrana que comprende dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto, en el que dicho aditivo de tratamiento comprende un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la siguiente fórmula:
-[E]-[D]-en la que E es poli(2-etilhexil acrilato) y D es un segmento polimérico obtenido de la polimerización de uno o más monómeros solubles en agua,
en la que D tiene la fórmula:
-[A lo y
en la que A es un monómero no iónico de la fórmula:
R 1
c = o
nh2
en la que Ri es hidrógeno o un grupo alquilo C1-C3,
J tiene la estructura:
y x es 0 o un entero positivo e y es 0 o un entero positivo.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la membrana en el biorreactor de membrana se selecciona del grupo que consiste en una fibra hueca con un microfiltro o ultrafiltro de piel externa y un ultrafiltro de lámina plana.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el material de membrana se selecciona del grupo que consiste en polietileno clorado, fluoruro de polivinilideno, poliacrilonitrilo, polisulfona, polietersulfona, polivinil alcohol, acetato de celulosa y celulosa regenerada.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el copolímero de bloque soluble en agua comprende monómeros solubles en agua y monómeros insolubles en agua;
en el que el copolímero de bloque comprende un segmento polimérico obtenido de la polimerización de monómeros hidrófobos o insolubles en agua unidos a una cadena de polímero obtenida de la polimerización de
uno o más monómeros solubles en agua.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el porcentaje molar de x:y es de aproximadamente 0:100 a aproximadamente 95:5.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el aditivo de tratamiento se agrega al licor mixto corriente arriba de las membranas.
7. Un procedimiento para mejorar el flujo en un biorreactor de membrana que comprende dispersar un aditivo de tratamiento en el licor mixto y hacer pasar el licor mixto a través de una membrana, en el que dicho aditivo de tratamiento comprende un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la siguiente formula:
-[E]-[D]-en la que E y D son como se definen en la reivindicación 1.
8. Un procedimiento para clarificar aguas residuales que comprende agregar aguas residuales a un biorreactor de membrana, agregar microorganismos a las aguas residuales para preparar un licor mixto, acondicionar el licor mixto con un aditivo de tratamiento, filtrar el licor mixto con una membrana para producir agua clarificada, donde dicho aditivo de tratamiento comprende un copolímero de bloque soluble en agua, en el que el copolímero de bloque contiene dos segmentos como se muestra en la siguiente fórmula:
-[E]-[D]-en la que E y D son como se definen en la reivindicación 1.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2010/001847 WO2012065283A1 (en) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | Methods for improving membrane bioreactor systems |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2753143T3 true ES2753143T3 (es) | 2020-04-07 |
Family
ID=46083467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES10859776T Active ES2753143T3 (es) | 2010-11-18 | 2010-11-18 | Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130220920A1 (es) |
EP (1) | EP2640671B1 (es) |
KR (1) | KR20130126640A (es) |
CN (1) | CN103201224B (es) |
AU (1) | AU2010364307B2 (es) |
BR (1) | BR112013010470A2 (es) |
CA (1) | CA2817377C (es) |
DK (1) | DK2640671T3 (es) |
ES (1) | ES2753143T3 (es) |
HU (1) | HUE046908T2 (es) |
MY (1) | MY164580A (es) |
WO (1) | WO2012065283A1 (es) |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3284393A (en) | 1959-11-04 | 1966-11-08 | Dow Chemical Co | Water-in-oil emulsion polymerization process for polymerizing watersoluble monomers |
USRE28576E (en) | 1970-12-15 | 1975-10-21 | Process for rapid dissolving water-soluble vinyl addition polymers using water-in-oil emulsions | |
USRE28474F1 (en) | 1970-12-15 | 1983-12-20 | Nalco Chemical Co | Process for rapidly dissolving water-soluble polymers |
US5182331A (en) * | 1991-02-26 | 1993-01-26 | Betz Laboratories, Inc. | Water soluble block copolymers and methods of use thereof |
US5234604A (en) * | 1991-02-26 | 1993-08-10 | Betz Laboratories, Inc. | Water soluble block copolymers and methods of use therof |
US5368744A (en) * | 1993-08-03 | 1994-11-29 | Betz Laboratories, Inc. | Methods for treating wastewater |
US6723245B1 (en) * | 2002-01-04 | 2004-04-20 | Nalco Company | Method of using water soluble cationic polymers in membrane biological reactors |
US20040168980A1 (en) * | 2002-01-04 | 2004-09-02 | Musale Deepak A. | Combination polymer treatment for flux enhancement in MBR |
US8017014B2 (en) * | 2005-06-01 | 2011-09-13 | Nalco Company | Method for improving flux in a membrane bioreactor |
US7378023B2 (en) * | 2006-09-13 | 2008-05-27 | Nalco Company | Method of improving membrane bioreactor performance |
US7611632B1 (en) * | 2008-11-07 | 2009-11-03 | General Electric Company | Method of conditioning mixed liquor using a tannin containing polymer |
-
2010
- 2010-11-18 BR BR112013010470A patent/BR112013010470A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2010-11-18 MY MYPI2013001492A patent/MY164580A/en unknown
- 2010-11-18 ES ES10859776T patent/ES2753143T3/es active Active
- 2010-11-18 AU AU2010364307A patent/AU2010364307B2/en active Active
- 2010-11-18 KR KR1020137015547A patent/KR20130126640A/ko active Search and Examination
- 2010-11-18 HU HUE10859776A patent/HUE046908T2/hu unknown
- 2010-11-18 WO PCT/CN2010/001847 patent/WO2012065283A1/en active Application Filing
- 2010-11-18 DK DK10859776T patent/DK2640671T3/da active
- 2010-11-18 CN CN201080070181.5A patent/CN103201224B/zh active Active
- 2010-11-18 EP EP10859776.6A patent/EP2640671B1/en not_active Not-in-force
- 2010-11-18 US US13/119,829 patent/US20130220920A1/en not_active Abandoned
- 2010-11-18 CA CA2817377A patent/CA2817377C/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2640671A4 (en) | 2014-05-21 |
EP2640671B1 (en) | 2019-08-14 |
CN103201224A (zh) | 2013-07-10 |
EP2640671A1 (en) | 2013-09-25 |
CA2817377A1 (en) | 2012-05-24 |
CA2817377C (en) | 2017-11-07 |
WO2012065283A1 (en) | 2012-05-24 |
AU2010364307A1 (en) | 2013-06-06 |
BR112013010470A2 (pt) | 2016-08-02 |
MY164580A (en) | 2018-01-15 |
CN103201224B (zh) | 2015-11-25 |
KR20130126640A (ko) | 2013-11-20 |
AU2010364307B2 (en) | 2016-09-08 |
HUE046908T2 (hu) | 2020-04-28 |
DK2640671T3 (da) | 2019-11-18 |
US20130220920A1 (en) | 2013-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2326722C2 (ru) | Способ применения водорастворимых полимеров в мембранном биологическом реакторе | |
US7611632B1 (en) | Method of conditioning mixed liquor using a tannin containing polymer | |
US20040168980A1 (en) | Combination polymer treatment for flux enhancement in MBR | |
AU2009243029A1 (en) | Method of conditioning a mixed liquor containing nonionic polysaccharides and/or nonionic organic molecules | |
US20110203977A1 (en) | Filtration apparatus and water treatment apparatus | |
JP2015062901A (ja) | 着色成分の除去方法 | |
ES2753143T3 (es) | Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana | |
Jeong et al. | Pretreatment for seawater desalination by flocculation: Performance of modified poly ferric silicate (PFSi-δ) and ferric chloride as flocculants | |
US11958019B2 (en) | Water treatment chemical for membranes and membrane treatment method | |
TWI589532B (zh) | 改良薄膜生物反應器系統之方法 | |
WO2017138184A1 (ja) | 凝集剤および水処理方法 | |
JP6900641B2 (ja) | 除菌水の製造方法および除菌水の製造システム | |
CN111847756A (zh) | 封闭式水处理系统 | |
Dong et al. | THE EFFECT OF EPS ON MIXED LIQUOR CHARACTERISTICS AND MEMBRANE FOULING IN UCT¬ MBR PROCESS | |
JP2010179247A (ja) | ろ過装置及び水処理装置 |