KR101411212B1 - 생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법 - Google Patents

생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101411212B1
KR101411212B1 KR1020097007508A KR20097007508A KR101411212B1 KR 101411212 B1 KR101411212 B1 KR 101411212B1 KR 1020097007508 A KR1020097007508 A KR 1020097007508A KR 20097007508 A KR20097007508 A KR 20097007508A KR 101411212 B1 KR101411212 B1 KR 101411212B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mbr
rti
activated sludge
cationic polymers
added
Prior art date
Application number
KR1020097007508A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090060345A (ko
Inventor
성훈 윤
존 에이치. 콜린스
Original Assignee
날코 컴퍼니
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 날코 컴퍼니 filed Critical 날코 컴퍼니
Publication of KR20090060345A publication Critical patent/KR20090060345A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101411212B1 publication Critical patent/KR101411212B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • 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
    • 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
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • 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
    • C02F1/44—Treatment of water, waste water, or sewage by dialysis, osmosis or reverse osmosis
    • 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
    • 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
    • C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
    • 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
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/06—Controlling or monitoring parameters in water treatment pH
    • 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

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Activated Sludge Processes (AREA)
  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Purification Treatments By Anaerobic Or Anaerobic And Aerobic Bacteria Or Animals (AREA)

Abstract

약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 양이온성 중합체들이 활성화된 슬러지를 조절하며, MBR에서 멤브레인을 통하여 막여과속도를 개선시키며, 상기 MBR에서 멤브레인의 오염을 감소시키며, 상기 MBR에서 활성화된 슬러지의 거품발생을 감소시키는 단계를 포함하는 이유들 때문에 산업용 폐수 처리를 위해 상기 MBR에서 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있다.
생물막 반응기, 양이온성 중합체, 활성화된 슬러지.

Description

생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법{A METHOD OF IMPROVING MEMBRANE BIOREACTOR PERFORMANCE}
본 발명은 생물막 반응기(membrane bioreactor, "MBR")에서 활성화된 슬러지(sludge)에 하나 이상의 고 분자량 양이온성 중합체들의 첨가를 통하여 산업용 폐수를 처리하는데 사용되는 생물막 반응기의 성능을 증가시키는 데에 관련한다.
MBR 공정들에서, 멤브레인 오염은 항상 상기 공정의 유압의 성능을 제한하는 중요한 문제였다. 멤브레인 오염 때문에, 상기 MBR로부터의 처리량은 종종 감소하고, 더 많은 멤브레인은 상기 처리량 감소에 대한 보정을 종종 필요로 한다.
최근에, 연구 결과들[Nagaoka et al, 1996, 1998; Lee et al., 2002]은 멤브레인 오염의 주요 원인들의 하나가 다당류들(polysaccharides) 및 상기 MBR의 활성화된 슬러지에서 성장한 바이오매스(biomass)에 의해 숨겨진 단백질들을 포함하는 생체중합체(biopolymer)임을 보여준다.
결과적으로, 상기 활성화된 슬러지와의 접촉에서 음전하된 멤브레인들과 반응하지 않는 양이온성 중합체들을 사용하는 방법들이 개발되었다[Collins and Salmen, 2004; Collins et al., 2005]. 본 방법에서, 다양한 중합체들은 상기 MBR 활성화된 슬러지에 직접적으로 첨가되고, 상기 생체중합체들과 반응한다. 생 체중합체들 및 합성 양이온성 중합체들로 구성된 생성 입자들은 상기 멤브레인 표면을 오염시키지 않는다.
이러한 방법들이 대부분의 MBR들에서 성공적으로 실행되었더라도, 저 분자량 수용성 양이온성 중합체들이 사용될 때 일부의 슬러지들, 특히 산업용 슬러지들은 항상 잘 응고되지 않는 것이 관찰되었다. 따라서, 산업용 슬러지들을 응고시키는 더 효과적인 방법이 필요하다.
본 발명은 약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 상기 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는, 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 활성화된 슬러지를 조절하는(conditioning) 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 상기 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는, 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 멤브레인을 통하여 막여과속도(flux)를 개선시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 상기 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는, MBR에서 거품발생을 감소시키는 방법을 제공한다.
본 발명은 또한 약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 상기 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하는, 상기 MBR의 멤브레인에서 오염을 감소시키는 방법을 제공한다.
도 1은 침지식 멤브레인을 함유하는 생물막 반응기의 도식을 보여준다.
도 2는 외부의 멤브레인을 함유하는 생물막 반응기의 도식을 보여준다.
용어들의 정의:
"MBR"은 생물막 반응기(membrane bioreactor)를 의미한다.
"혼합된 분비액(Mixed Liquor)" 또는 "활성화된 슬러지(activated sludge)"는 폐수, 상기 폐수에서 유기물들을 퇴화시키는데에 사용되는 미생물들, 세포의 종들, 세포의 부산물들 및/또는 노폐물들, 또는 세포의 잔해들로부터 유도된 물질을 포함하는 유기체의 혼합물을 의미한다. 혼합된 분비액은 또한 콜로이드 물질, 그리고 미립자 물질(즉, 바이오매스/바이오고형물), 및/또는 가용성 분자들 또는 생체중합체들(즉, 다당류들, 단백질들, 기타)을 함유할 수 있다.
"혼합된 분비액 부유물질들(Mixed liquor suspended solids, "MLSS")"은 상기 혼합된 분비액에서 유기물을 처리하는 바이오매스의 농축물(concentration)을 의미한다.
"COD"는 화학적 산소 요구량을 의미한다.
"조절하는(Conditioning)"은 상기 생물막 반응기 여과 멤브레인을 통하여 막여과속도를 증가시키고 그리고 상기 멤브레인 오염의 감소를 나타내는 입자들의 더 큰 집합체를 형성하기 위해 상기 혼합된 분비액에서 상기 미립자 및 콜로이드성 유 기물을 응고시키고, 응집시키며, 가용성 생체중합체를 침전시키는 것을 의미한다.
"산업용 폐수(Industrial wastewater)"는 다음과 같은 카테고리의 하나 이상을 의미한다. 상기 카테고리의 폐수는 그의 COD에 상관 없이 식품, 화학, 제약, 펄프/종이, 정련, 기계, 전자 기타 등등과 같은 제조 공장들에서 발생하는 폐수, 상기 부유물질들의 효과를 포함하는 평균 총 COD가 500 mg/L를 초과하는 폐수, 암모니아성 질소 및 유기성 질소를 포함하는 TKN(Total Kjeldahl Nitrogen)이 원래의(raw) 폐수에서 총 COD의 5% 미만인 폐수, TP(Total phosphorous) 함유량이 COD의 1% 미만인 폐수, 쓰레기 매립지로부터의 침출수(leachate), 지방의 폐수 함유량이 50% 미만인 폐수, COD/BOD5 비율이 1.5 이상인 폐수 및 전도도가 1000 μS/㎝ 이상인 폐수이다.
본원에서 사용된 것과 같이, 다음의 약어들 및 용어들은 다음과 같은 의미를 갖는다. "DADMAC"는 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드(diallyldimethyl ammonium chloride)를 의미한다. DMAEA/MCQ는 디메틸아미노에틸아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염(dimethylaminoethylacrylate methyl chloride quaternary salt)을 의미한다. DMAEA/BCQ는 디메틸아미노에틸아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염(dimethylaminoethylacrylate benzyl chloride quaternary salt)을 의미한다. DMAEM/MCQ는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염(dimethylaminoethylmethacrylate methyl chloride quaternary salt)을 의미한다. DMAEM/BCQ는 디메틸아미노에틸메타크릴레이트 벤질 클로라이드 4차 염(dimethylaminoethylmethacrylate benzyl chloride quaternary salt)을 의미한다.
"양이온성 중합체(Cationic polymer)"는 전체적으로 양전하를 가진 중합체를 의미한다. 본 발명의 양이온성 중합체에는, 양이온성 단량체로만 이루어진 중합체, 양이온성 단량체 및 비이온성 단량체로 이루어진 중합체, 그리고 양이온성 단량체 및 음이온성 단량체로 이루어진 중합체가 포함된다. 양이온성 중합체에는 또한 에피클로로히드린과 디알킬 모노아민 또는 폴리아민의 축합 중합체들, 및 에틸렌디클로라이드와 암모니아 또는 포름알데하이드, 그리고 아민 염의 축합 중합체들이 포함된다. 본 발명의 양이온성 중합체들은 국제출원번호 PCT/US01/10867에 기술된 바와 같이 용액(solution) 중합체들, 에멀젼(emulsion) 중합체들, 분산(dispersion) 중합체들 및 구조적으로 수정된 중합체들을 포함한다.
"양이온성 단량체(Cationic monomer)"는 순 양전하(net cationic charge)를 갖는 단량체를 의미한다. 대표적인 양이온성 단량체들은 디알킬아미노알킬 아크릴레이트들(dialkylaminoalkyl acrylates), 메타크릴레이트들(methacrylates) 및 그들의 4차염 또는 산염들(예를 들어, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염(dimethylaminoethyl acrylate methyl chloride quaternary salt), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차염(dimethylaminoethyl acrylate methyl sulfate quaternary salt), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염(dimethyamninoethyl acrylate benzyl chloride quaternary salt), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염(dimethylaminoethyl acrylate sulfuiric acid salt), 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염(dimethylaminoethyl acrylate hydrochloric acid salt), 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염(dimethylaminoethyl methacrylate methyl chloride quaternary salt), 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차염(dimethylaminoethyl methacrylate methyl sulfate quaternary salt), 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염(dimethylaminoethyl methacrylate benzyl chloride quaternary salt), 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염(dimethylaminoethyl methacrylate sulfuric acid salt), 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염(dimethylaminoethyl methacrylate hydrochloric acid salt)이 있으며 이에 제한되지 않음), 디알킬아미노알킬아크릴아미드들(dialkylaminoalkylactylamides) 또는 메타크릴아미드들(methacrylamides) 및 그들의 4차염 또는 산염(예를 들어, 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(acrylamidopropyltrimethylammonium chloride), 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차염(dimethylaminopropyl acrylamide methyl sulfate quaternary salt), 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염(dimethylaminopropyl acrylamide sulfuric acid salt), 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염(dimethylaminopropyl acrylamide hydrochloric acid salt), 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(methacrylamidopropyltrimethylammonium chloride), 디메틸아미노프로필(dimethylaminopropyl), 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차염(methacrylamide methyl sulfate quaternary salt), 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산 염(dimethylaminopropyl methacrylamide sulfuric acid salt), 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염(dimethylaminopropyl methacrylamide hydrochloric acid salt), 디에틸아미노에틸아크릴레이트(diethylaminoethylacrylate), 디에틸아미노에틸메타크릴레이트(diethylaminoethylmethacrylate), 디알릴디에틸암모늄 클로라이드(diallyldiethylammonium chloride) 및 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드(diallyldimethyl ammonium chloride)이 있음)이 있다. 알킬기들은 일반적으로 C1-4 알킬이다.
"비이온성 단량체(nonionic monomer)"는 전기적으로 중성인 단량체를 의미한다. 대표적인 비이온성 단량체들은 아크릴아미드(acrylamide), 메타크릴아미드(methacrylamide), N-메틸아크릴아미드(N-methylacrylamide), N,N-디메틸(메타암페타민)아크릴아미드(N,N-dimethyl(meth)acrylamide), N,N-디에틸(메타암페타민)아크릴아미드(N,N-diethyl(meth)acrylamide), N-이소프로필(메타암페타민)아크릴아미드(N-isopropyl(meth)acrylamide), N-t-부틸(메타암페타민)아크릴아미드(N-t- butyl(meth)acrylamide), N-(2)-하이드록시프로필)메타크릴아미드(N-(2)-hydroxypropyl)methacrylamide), N-메틸올아크릴아미드(N-methylolacrylamide), N-비닐포름아미드(N-vinylformamide), N-비닐아세트아미드(N-vinylacetamide), N-비닐-N-메틸아세트아미드(N-vinyl-N-methylacetamide), 폴리(에틸렌 글리콜)(메타암페타민)아크릴레이트(poly(ethylene glycol)(meth)acrylate), 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메틸 에테르 모노(메타암페타민)아크릴레이트(poly(ethylene glycol) monomethyl ether mono(meth)acryate), N-비닐-2-피롤리돈(N-vinyl-2- pyrrolidone), 글리세롤 모노((메타암페타민)아크릴레이트)(glycerol mono((meth)acrylate)), 2-하이드록시에틸(메타암페타민)아크릴레이트(2-hydroxyethyl(meth)acrylate), 2-하이드록시프로필(메타암페타민)아크릴레이트(2- hydroxypropyl(meth)acrylate), 비닐 메틸설폰(vinyl methylsulfone), 비닐 아세테이트(vinyl acetate), 글리시딜(메타암페타민)아크릴레이트(glycidyl(meth)acrylate) 등을 포함한다.
"음이온성 단량체(Anionic monomer)"는 특정 pH범위 상에서 음전하를 갖는 본원에서 정의된 단량체를 의미한다. 대표적인 음이온성 단량체로는 아크릴산 및 그의 염(이의 예로는 나트륨 아크릴레이트(sodium acrylate) 및 암모늄 아크릴레이트(ammonium acrylate)가 있으나, 이에 제한되지 않음), 메타크릴산(methacrylic acid) 및 그의 염(이의 예로는 나트륨 메타크릴레이트(sodium methacrylate) 및 암모늄 메타크릴레이트(ammonium methacrylate)가 있으나, 이에 제한되지 않음), 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산(2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid(AMPS)), AMPS의 나트륨 염, 나트륨 비닐 설포네이트(sodium vinyl sulfonate), 스티렌 설포네이트(styrene sulfonate), 말레산(maleic acid) 및 그의 염(이의 예로는 나트륨 염(sodium salt) 및 암모늄 염(ammonium salt), 설포네이트(sulfonate), 이타코네이트(itaconate), 설포프로필 아크릴레이트(sulfopropyl acrylate) 또는 메타크릴레이트(methacrylate) 또는 다른 수용성 형태(중합가능한 카르복시산 또는 설폰산의 이러한 수용성 형태 또는 다른 수용성 형태)가 있으나, 이에 제한되지 않음)가 있다. 설포메틸화 아크릴아미드(Sulfomethylated acrylamide), 알릴 설포네이트(allyl sulfonate), 나트륨 비닐 설포네이트(sodium vinyl sulfonate), 이타콘산(itaconic acid), 아크릴아미도메틸부탄산(acrylamidomethylbutanoic acid), 퓨마르산(fumaric acid), 비닐포스폰산(vinylphosphonic acid), 비닐설폰산(vinylsulfonic acid), 알릴포스폰산(allylphosphonic acid), 설포메틸화 아크릴아미드(sulfomethylated acrylamide), 포스포노메틸화 아크릴아미드(phosphonomethylated acrylamide) 등.
바람직한 실시예들:
위에서 상술한 바와 같이, 활성화된 슬러지를 조절하며, 상기 MBR에서 멤브레인을 통하여 막여과속도를 개선시키며, 상기 MBR에서 상기 멤브레인의 오염을 감소시키며 그리고 상기 MBR에서 상기 활성화된 슬러지의 거품발생을 감소시키는 것을 포함하기 때문에 약 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 양이온성 중합체들은 산업용 폐수 처리를 위해 MBR에서 상기 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있다.
양이온성 중합체들의 다양한 양들(amounts) 및 유형들은 상기 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있다.
일 실시예에서, 양이온성 중합체들의 유효량은 활성제들로서 약 3 mg/L 내지 약 500 mg/L 이다.
또 다른 실시예에서, 양이온성 중합체들은 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염, 디메틸아미노에틸 아크릴레 이트 황산염, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염, 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드 및 그들의 4차염 또는 산염(예를 들어, 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 메틸 설페이트 4차염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 아크릴아미드 염산염, 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 메틸 설페이트 4차염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 황산염, 디메틸아미노프로필 메타크릴아미드 염산염, 디에틸아미노에틸아크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 디알릴디에틸암모늄 클로라이드 및 디알릴디메틸 암모늄 클로라이드)으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 단량체들을 포함한다.
또 다른 실시예에서, 상기 양이온성 중합체들은 DMAEA/MCQ, DMAEA/BCQ, DMAEM/MCQ 및 DMAEM/BCQ로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 중합체는 마니히 반응들(mannich reactions)을 이용한다.
상기 산업용 폐수를 처리하는데에 이용되는 양이온성 중합체들은 다양한 양전하들을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 상기 양이온성 중합체들은 상기 양이온성 중합체들 내의 단량체의 수(number)를 기초로 할 때 약 5% 내지 약 100%의 순 양전하(net cationic charge)를 갖는다.
상기 MBR은 하나 이상의 2가의 이온들, 하나 이상의 3가의 이온들, 또는 그의 조합의 유효량을 상기 MBR에서 상기 활성화된 슬러지에 첨가하여 추가적으로 처리될 수 있다. 상기 이온들은 다양한 화학적 형태들로 상기 슬러지에 첨가될 수 있다. 전형적으로, 이러한 이온들은 약 6 내지 약 8의 pH를 갖는 활성화된 슬러지에 첨가된다. 상기 pH가 상기 범위에서 벗어나면, 가성(caustic) 및 또는 석회(lime)를 다시 상기 범위의 pH로 조절하기 위해 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 2가의 이온은 Ca 및 Mg으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 상기 Ca 이온은 CaCl2, Ca(OH)2, Ca(C2H3O2)2, CaO 및 그의 수화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 화합물로서 첨가된다.
또 다른 실시예에서, 상기 Mg 이온은 MgCl2, Mg(OH)2, Mg(C2H3O2)2, MgSO4, MgO 및 그의 수화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 화합물로서 첨가된다.
다른 실시예에서, 2가 이온의 유효량은 약 10 mg/l 내지 약 500 mg/l 이다.
또 다른 실시예에서, 상기 3가 이온은 Al 및 Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 다른 실시예에서, 3가 이온의 유효량은 약 50 mg/l 내지 약 1000 mg/l 이다.
양이온성 중합체들, 2가의 이온들 및 3가의 이온들은 다양한 경로를 통해 상기 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 양이온성 중합체들을 상기 MBR로 유입되는 흐름에 첨가함으로써 상기 양이온성 중합체들은 상기 활성화된 슬러지에 첨가된다.
또 다른 실시예에서, 상기 양이온성 중합체들을 상기 MBR의 무산소조(anoxic tank)에 첨가함으로써 상기 양이온성 중합체들은 상기 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있다.
또 다른 실시예에서, 상기 양이온성 중합체들을 상기 MBR의 통기조(aeration tank)에 또는 상기 MBR의 멤브레인 탱크(membrane tank)에 첨가함으로써 상기 양이온성 중합체들은 상기 활성화된 슬러지에 첨가된다. 멤브레인 탱크는 침지식 멤브레인 및 통풍기(aerator)를 갖는 탱크를 의미한다. 통기조는 통풍기를 가지나, 상기 탱크 안에 멤브레인을 갖지는 않는다. 통기조의 MBR은 외부의 멤브레인을 가진다.
상기 2가의 이온들, 3가의 이온들, 또는 그의 조합은 순차적으로 동일한 지점에서 첨가되거나 또는 상기 양이온성 중합체들과 조합하여 첨가될 수 있다.
상기 중합체들 및 이온들이 상기 MBR에 첨가되는 방법의 메카니즘에 관하여는, 당해 기술분야에서 통상의 기술들에 이용할 수 있는 많은 기술들이 있다. 예를 들어, 상기 양이온성 중합체들은 드럼들(drums)에 있고, 상기 드럼들은 그때 상기 MBR에 쏟아 부어진다.
본 발명의 방법들은 외부의 멤브레인 또는 침지식 멤브레인 중 어느 하나의 멤브레인을 갖는 MBR에 적용될 수 있다.
MBR은 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 도 1에서 보는 바와 같이, MBR은 침지식 멤브레인이 장착될 수 있다. 무산소조(3) 및 침지식 멤브레인(5)을 갖는 통기조/멤브레인 탱크(4)를 포함하는 MBR로 유입되는 흐름(1)이 있다. 상기 통기 조/멤브레인 탱크는 통풍기(aerator)를 가진다(미도시). 상기 멤브레인 여과수(filtrate) 또는 방출물(effluent)(7)은 상기 멤브레인(5)을 빠져 나온다. 상기 통기조/멤브레인 탱크(4)에 남아있는 활성화된 슬러지는 추가적인 처리(6)를 위해 되돌아 갈 수 있다. 하나 이상의 양이온성 중합체들 및/또는 2가/3가의 이온들(2)은 상기 유입 흐름(1), 상기 무산소조(3) 및 상기 통기조/멤브레인 탱크(4)에 첨가될 수 있다.
도 2에서 보는 바와 같이, MBR은 외부의 멤브레인(5)이 장착될 수 있다. 무산소조(3) 및 통기조(4)를 포함하는 상기 MBR로 유입되는 흐름(1)이 있다. 상기 통기조는 통풍기를 가진다(미도시). 슬러지 순환 펌프(8)은 활성화된 슬러지를 상기 외부의 멤브레인(5)으로 가져오는데에 이용된다. 상기 멤브레인 여과수 또는 방출물(7)은 상기 멤브레인(5)를 빠져 나온다. 상기 멤브레인 탱크(4)에 남아있는 활성화된 슬러지는 추가적인 처리(6)를 위해 되돌아 갈 수 있다. 하나 이상의 양이온성 중합체들 및/또는 2가/3가의 이온들(2)은 상기 유입 흐름(1), 상기 무산소조(3) 및 상기 통기조(4)에 첨가될 수 있다.

Claims (18)

  1. 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 양이온성 중합체들은 생물막 반응기(MBR)의 무산소조에 첨가되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체들을 상기 MBR로 유입되는 흐름에 첨가함으로써 상기 중합체들을 상기 활성화된 슬러지에 첨가하는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체들을 상기 MBR의 통기조 또는 상기 MBR의 멤브레인 탱크에 첨가함으로써 상기 중합체들을 상기 활성화된 슬러지에 첨가하는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성화된 슬러지에 첨가될 수 있는 하나 이상의 2가의 이온들, 하나 이상의 3가의 이온들 또는 그 조합의 유효량을 첨가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체들은 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 클로라이드 4차 염; 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 메틸 설페이트 4차염; 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염; 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 황산염; 디메틸아미노에틸 아크릴레이트 염산염; 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 클로라이드 4차염; 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 메틸 설페이트 4차염; 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 벤질 클로라이드 4차염; 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 황산염; 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트 염산염; 디알킬아미노알킬아크릴아미드 또는 메타크릴아미드, 및 그들의 4차염 또는 산염;으로 구성되는 그룹으로부터 선택된 단량체들을 함유하는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체들은 DMAEA/MCQ, DMAEA/BCQ, DMAEM/MCQ 및 DMAEM/BCQ로 구성되는 그룹에서 선택되고, 상기 중합체는 마니히 반응들(mannich reactions)을 이용하는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    활성제들로서 상기 양이온성 중합체들의 유효량은 3 mg/L 내지 500 mg/L인 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 2가의 이온은 Ca 및 Mg으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  10. 제 5 항에 있어서,
    상기 3가의 이온은 Al 및 Fe로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 Ca 이온은 CaCl2, Ca(OH)2, Ca(C2H3O2)2, CaO 및 그의 수화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 형태로 상기 MBR에 첨가되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 양이온성 중합체들은 상기 양이온성 중합체들 내의 단량체의 수를 기초로 할 때 5% 내지 100% 범위의 순 양전하(net cationic charge)를 갖는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  13. 제 5 항에 있어서,
    상기 2가의 이온의 유효량은 10 mg/l 내지 500 mg/l인 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  14. 제 5 항에 있어서,
    상기 3가의 이온의 유효량은 50 mg/l 내지 1000 mg/l인 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
  15. 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 양이온성 중합체들은 생물막 반응기(MBR)의 무산소조에 첨가되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 상기 MBR에서 멤브레인을 통하여 막여과속도를 개선시키는 방법.
  16. 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 양이온성 중합체들은 생물막 반응기(MBR)의 무산소조에 첨가되는 것을 특징으로 하는 상기 MBR에서 활성화된 슬러지의 거품발생을 감소시키는 방법.
  17. 200,000 달톤 초과의 분자량을 갖는 하나 이상의 양이온성 중합체들의 유효량을 MBR의 활성화된 슬러지에 첨가하는 단계를 포함하며, 상기 양이온성 중합체들은 생물막 반응기(MBR)의 무산소조에 첨가되는 것을 특징으로 하는 상기 MBR에서 오염을 감소시키는 방법.
  18. 제 9 항에 있어서,
    상기 Mg 이온은 MgCl2, Mg(OH)2, Mg(C2H3O2)2, MgSO4, MgO 및 그의 수화물들로 구성되는 그룹으로부터 선택된 형태로 상기 MBR에 첨가되는 것을 특징으로 하는 산업용 폐수를 처리하는 MBR에서 상기 활성화된 슬러지를 조절하는 방법.
KR1020097007508A 2006-09-13 2007-09-05 생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법 KR101411212B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/520,543 2006-09-13
US11/520,543 US7378023B2 (en) 2006-09-13 2006-09-13 Method of improving membrane bioreactor performance
PCT/US2007/077601 WO2008033703A2 (en) 2006-09-13 2007-09-05 A method of improving membrane bioreactor performance

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090060345A KR20090060345A (ko) 2009-06-11
KR101411212B1 true KR101411212B1 (ko) 2014-06-24

Family

ID=39168502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020097007508A KR101411212B1 (ko) 2006-09-13 2007-09-05 생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법

Country Status (15)

Country Link
US (1) US7378023B2 (ko)
EP (1) EP2061724A4 (ko)
JP (1) JP5700932B2 (ko)
KR (1) KR101411212B1 (ko)
CN (1) CN101511739A (ko)
AR (1) AR062787A1 (ko)
AU (1) AU2007296789B2 (ko)
BR (1) BRPI0715029B1 (ko)
CA (1) CA2663285C (ko)
MX (1) MX277826B (ko)
NO (1) NO20090946L (ko)
NZ (1) NZ575166A (ko)
TW (1) TWI424967B (ko)
WO (1) WO2008033703A2 (ko)
ZA (1) ZA200901506B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102564135B1 (ko) 2022-07-20 2023-08-08 주식회사 서진에너지 막 폭기 층상 생물막 반응기 및 그 층상 생물막 반응기 활성화 장치

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007125681A1 (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Mitsubishi Electric Corporation 光学式記録媒体の再生装置、光学式記録媒体の再生方法、及び光学式記録媒体の再生プログラム
US8889008B2 (en) * 2008-05-02 2014-11-18 Nalco Company Method of conditioning a mixed liquor containing nonionic polysaccharides and/or nonionic organic molecules
KR102018475B1 (ko) 2008-09-15 2019-09-04 제넨테크, 인크. 세포 오스몰농도를 조절하기 위한 조성물 및 방법
US7611632B1 (en) 2008-11-07 2009-11-03 General Electric Company Method of conditioning mixed liquor using a tannin containing polymer
WO2011120192A1 (en) * 2010-03-31 2011-10-06 General Electric Company (A New York Corporation) Methods of conditioning mixed liquor using water soluble quaternary ammonium starches
EA201291002A1 (ru) * 2010-05-05 2013-05-30 Дженерал Электрик Компани Воздействие на фильтруемость иловой смеси в мембранном биореакторе
DE102010026491B4 (de) * 2010-07-07 2022-03-31 Envirochemie Gmbh Vorrichtung und Verfahren zur Behandlung von Wäschereiabwässern
ES2753143T3 (es) * 2010-11-18 2020-04-07 Bl Technologies Inc Procedimientos para mejorar los sistemas de biorreactores de membrana
CN102491493A (zh) * 2011-11-20 2012-06-13 江南大学 减轻膜生物反应器中膜污染的方法
CN102491505A (zh) * 2011-11-20 2012-06-13 江苏鼎泽环境工程有限公司 一种减轻膜生物反应器中膜污染的方法
EP2657194A1 (en) 2012-04-27 2013-10-30 Kemira Oyj Method for a membrane bioreactor
CN102720086B (zh) * 2012-07-11 2013-08-14 山东博洋环境资源有限公司 采用旋转型膜处理的造纸黑液资源化零排放工艺
JP6142574B2 (ja) * 2013-02-28 2017-06-07 三菱ケミカル株式会社 膜分離活性汚泥装置における膜間差圧の上昇を抑制する方法
WO2014209318A1 (en) 2013-06-27 2014-12-31 General Electric Company Treatment of treating wastewater containing high levels of total dissolved solids with a tannin-based polymer
US10570036B2 (en) 2015-11-27 2020-02-25 Kemira Oyj Phosphorus precipitation and membrane flux in membrane bioreactors
JP6816292B2 (ja) * 2017-08-31 2021-01-20 オルガノ株式会社 水処理方法および水処理装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020020631A1 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Gavrel Tom Gus Process for electrocoagulating waste fluids
US20030159990A1 (en) * 2002-01-04 2003-08-28 Collins John H. Method of using water soluble polymers in a membrane biological reactor
US20040154988A1 (en) * 2002-11-25 2004-08-12 Sheets Richard G. Animal waste effluent treatment

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09810A (ja) * 1995-06-21 1997-01-07 Tokuyama Corp 凝集剤水溶液の製造方法
FR2798652B1 (fr) * 1999-09-20 2001-11-23 Rhodia Chimie Sa Composition utile pour le conditionnement des boues issues du traitement de milieux acqueux et ses applications
SE9903594L (sv) * 1999-10-06 2001-04-07 Kemira Kemi Ab Katjoniska polymerer för slamavvattning
US20040168980A1 (en) * 2002-01-04 2004-09-02 Musale Deepak A. Combination polymer treatment for flux enhancement in MBR
JP3962284B2 (ja) * 2002-05-31 2007-08-22 日本下水道事業団 排水処理装置及び排水の処理方法
US6872312B1 (en) * 2003-01-15 2005-03-29 Nalco Company Method of using high molecular weight water soluble polymers in membrane bioreactor systems
US6946073B2 (en) * 2003-09-02 2005-09-20 Ch2M Hill, Inc. Method for treating wastewater in a membrane bioreactor to produce a low phosphorus effluent
US20050029174A1 (en) * 2003-08-08 2005-02-10 Collins Carol Ann Hybrid magnetohydrodynamo (MHD) field sanitation generator for treating wastewater, sewages & sludge and recovering potable water
JP2006007137A (ja) * 2004-06-28 2006-01-12 Toray Ind Inc 廃水処理装置及び廃水処理方法
JP4412657B2 (ja) * 2004-08-20 2010-02-10 三菱レイヨン株式会社 有機性排水の処理方法
US8017014B2 (en) * 2005-06-01 2011-09-13 Nalco Company Method for improving flux in a membrane bioreactor

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020020631A1 (en) * 2000-08-11 2002-02-21 Gavrel Tom Gus Process for electrocoagulating waste fluids
US20030159990A1 (en) * 2002-01-04 2003-08-28 Collins John H. Method of using water soluble polymers in a membrane biological reactor
US20040154988A1 (en) * 2002-11-25 2004-08-12 Sheets Richard G. Animal waste effluent treatment

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102564135B1 (ko) 2022-07-20 2023-08-08 주식회사 서진에너지 막 폭기 층상 생물막 반응기 및 그 층상 생물막 반응기 활성화 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CA2663285C (en) 2015-06-30
TWI424967B (zh) 2014-02-01
NO20090946L (no) 2009-03-03
EP2061724A4 (en) 2013-01-16
AU2007296789A1 (en) 2008-03-20
JP5700932B2 (ja) 2015-04-15
CA2663285A1 (en) 2008-03-20
ZA200901506B (en) 2010-02-24
AU2007296789B2 (en) 2011-06-02
MX277826B (es) 2010-08-03
BRPI0715029B1 (pt) 2018-07-24
WO2008033703A2 (en) 2008-03-20
US20080060996A1 (en) 2008-03-13
CN101511739A (zh) 2009-08-19
AR062787A1 (es) 2008-12-03
US7378023B2 (en) 2008-05-27
KR20090060345A (ko) 2009-06-11
JP2010503527A (ja) 2010-02-04
TW200827306A (en) 2008-07-01
WO2008033703A3 (en) 2008-05-22
MX2009002658A (es) 2009-05-28
NZ575166A (en) 2012-03-30
BRPI0715029A2 (pt) 2013-06-04
EP2061724A2 (en) 2009-05-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101411212B1 (ko) 생물막 반응기 성능을 개선시키는 방법
TWI388514B (zh) 用於改良膜生物反應器中通量的方法
CN102765859A (zh) 同时去除砷化镓晶片生产加工废水中砷和cod的处理方法
JP6060958B2 (ja) 着色成分の除去方法
CA2817377C (en) Use of water soluble block copolymers to improve membrane bioreactor systems in water treatment

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170522

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180516

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190515

Year of fee payment: 6