申请日2009.03.12
公开(公告)日2009.09.16
IPC分类号C02F3/12; C02F1/44
摘要
一种处理废水的方法，包括步骤：将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污泥槽外部的膜组件中进行过滤;在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂化学药品清洗膜组件;和在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质。
权利要求书
1.一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污 泥槽外部的膜组件中进行过滤;
在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂对膜组 件进行化学药品清洗;和
在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉 废水中所含的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物 质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的与膜清洗剂反应形成有 毒物质和/或抑制操作物质的物质。
2.根据权利要求1所述的处理废水的方法，其中，水冲洗步骤在 化学药品清洗步骤之前和之后进行;在化学药品清洗步骤之前进行的 第一水冲洗步骤中，在膜组件与活性污泥槽经由阀断开连接时，用水 冲洗掉废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜组件中残留的膜 清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作的物质;并且在化学药品清洗 步骤之后进行的第二水冲洗步骤中，在膜组件与活性污泥槽经由阀断 开彼此之间连接时，用水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂。
3.根据权利要求2所述的处理废水的方法，其中，膜组件被浸渍 在活性污泥槽外部的膜过滤槽中，将供应至活性污泥槽内且在此被生 物处理的废水通过废水供应泵从活性污泥槽带走至该活性污泥槽外部 的膜过滤槽，并将废水在膜过滤槽中所安装的膜组件中过滤;在废水 供应泵停止期间进行第一水冲洗步骤;在废水供应泵停止且膜过滤槽 与活性污泥槽经由阀断开连接时进行化学药品清洗步骤;以及在废水 供应泵停止且膜组件与活性污泥槽经由阀彼此断开连接时进行第二水 冲洗步骤。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中废水 是含有有机物质和/或含有金属的废水，该有机物质与氯反应产生有毒 的氯基有机物，该金属与氯或碱性剂反应产生在膜表面和/或内部析出 的金属化合物。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中在化 学药品清洗步骤之后，用水冲洗残留在膜组件中的化学药品至预定浓 度或更低，然后断开活性污泥槽外部的膜组件与活性污泥槽之间连接 的阀被打开。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中用于 水冲洗步骤的水被排放至除了使其与废水接触的地方之外的地方。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中，化 学药品清洗步骤和水冲洗步骤的操作利用自动分析仪和/或计时器进 行控制。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中膜组 件由超滤膜、微孔过滤膜、反渗透膜或离子交换膜组成。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的处理废水的方法，其中阀是 三通阀。
10.一种废水处理装置，包括：
活性污泥槽;安装在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水 与活性污泥的混合物;和阀，该阀能在化学药品清洗膜组件期间断开 槽外部的膜组件与活性污泥槽相互之间的连接，其中，防止了膜清洗 剂接触废水中含有的与膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物 质的物质。
11.根据权利要求10所述的废水处理装置，其中所述阀是三通阀。
说明书
处理废水的方法和废水处理装置
技术领域
本发明涉及通过将膜分离法用于例如石油化学和石油精炼工厂中 的废水处理。本发明尤其涉及一种当废水含有的物质与膜清洗剂反应 产生有害物质和抑制废水处理工艺物质、以及膜分离法中所用的膜应 当定期用膜清洗剂进行化学药品清洗时，所使用的处理废水的方法和 废水处理装置。
背景技术
传统上，含有各种工业有机物的工业废水一直通过例如标准活性 污泥法之类的生物处理来进行处理。标准活性污泥法是好氧地处理有 机废水的生物处理方法。图7示出了标准活性污泥法的流程图。流入 的废水被供给入活性污泥槽101内，其中的有机物质(苯酚，苯等)、 氮、含磷物及其它用活性污泥进行生物处理，该活性污泥是多种微生 物组。接着在沉淀槽102中的活性污泥沉淀之后，回收剩余污泥，上 层的液体被获得作为处理过的水。虽然有机物质可以用上述方法处理， 但处理过的水的水质(澄清度)不够，因此处理过的水被循环利用例 如作为工业水是不够格的。
另一方面，近来，采用超滤膜的所谓膜分离活性污泥法或膜生物 反应器法(MBR)法已被用来处理污水和排泄物，所处理的水在某些 情况下被循环利用。图8示出了膜分离活性污泥法(膜生物反应器 (MBR)法)的流程图。流入的废水被供给入活性污泥槽101，以便用 活性污泥对有机物(苯酚、苯等)、氮、含磷物和其它进行生物处理， 该活性污泥是多种微生物的组。然后，将废水与固体分离并用膜组件 103通过过滤进行浓缩从而得到滤过水。该滤过水是清洁的且可循环 利用的。此外，膜分离活性污泥法胜于标准活性污泥法的优点在于， 这种处理可在紧凑区域进行，更易于维护和控制，且系统抗负载波动 (例如，参见JP-B-6-34999(“JP-B”意为经审查的日本专利公开文献))。
然而，几乎不存在已知的将膜分离活性污泥法应用于例如来自石 油化学和石油精炼工厂的工业废水的实例。
其中一个原因是，工业废水，尤其是来自石油化学和石油精炼工 厂的工业废水，通常含有与氯反应变成高毒物质的有机化合物，可是 膜分离活性污泥法需要定期喷射作为膜清洗剂的氯或氯化合物(氯基 化学药品)，以便对膜组件中的膜的内外表面进行杀菌(清洗)，使得 当清洗膜时产生高毒物质。通常使用的膜分离活性污泥法是浸渍型膜 分离活性污泥法，如图9所示，将膜组件104浸入污泥槽(通气槽) 101中，通过抽吸泵105的抽吸来过滤废水，由此获得滤过水。在这 种浸渍型膜分离活性污泥法中，阀106在膜清洗期间闭合，通常，氯 基化学药品被供应至膜组件104内，如图9中的箭头所示。那么对于 氯与废水中含有的未经生物处理的有机化合物例如苯酚107反应而产 生的有毒氯化有机化合物例如氯酚108就有一些担心。因为氯酚属于 即使是微量也具有显著异臭的化合物，滤过水中甚至微量氯酚的存在 显著限制了滤过水的循环利用。
膜分离活性污泥法需要用氯基化学药品在待处理的废水中进行定 期氯化，但不利的是，经常有例如锰之类的金属在有氯的情况下被氧 化成金属化合物，在膜组件的膜表面或膜内析出。在膜组件的膜表面 或膜内析出的金属化合物会抑制废水处理设备的操作，以及还会导致 与膜清洗剂中含有的碱性剂反应的金属化合物析出的相同问题。
在应用膜分离活性污泥法的废水处理中，膜应当用膜清洗剂定期 清洗，且存在待处理的废水含有的物质与膜清洗剂反应产生有毒物质 和抑制处理工艺的物质的情况。上述的抑制处理工艺意为抑制操作的 物质在膜表面上沉积或在膜内析出，堵塞膜并抑制膜分离。
本发明涉及例如处理含有与通常用作膜清洗剂的氯基化学药品反 应产生氯基有毒化合物的物质的废水的工艺。产生有毒化合物的物质 的实例包括活性芳香族化合物例如苯酚和苯胺，以及羰基化合物例如 醛和酮。苯酚，上述化合物的一种，与氯反应产生具有强臭的有毒氯 酚。
此外，如果废水中含有金属(金属离子)，那么金属会与例如膜清 洗剂中的氯或碱性剂反应，形成在膜组件的膜表面沉积以及在膜内析 出的金属化合物，阻塞膜并因此显著降低过滤能力。例如，锰在有氯 的情况下被氧化，析出含水二氧化锰(MnO2·mH2O)，并导致其在膜 表面沉积，在膜内析出，阻塞该膜并降低膜过滤能力。此外，铅与盐 酸反应作为PbCl2析出。
例如铁和锰这样的金属在pH的碱性侧区域中几乎不溶解，因此， 酸清洗后立即碱清洗极有可能在膜表面和膜内部析出金属化合物。
因此，需要防止这种金属化合物在膜组件的膜表面和膜内部析出。
与槽内型膜组件相比，槽外型膜组件允许使用较高浓度(达到膜 材料允许的程度)的膜清洗剂而不影响槽内微生物，即使它是杀菌剂、 碱性剂或酸性剂，但以高浓度使用这种膜清洗剂会增加副产品和金属 化合物析出的担心。
发明内容
通过利用清洗槽外型膜组件的便利性的优点和避免副产品和金属 化合物析出的问题，本发明提供一种通过膜分离活性污泥法的废水处 理方法和装置，该膜分离活性污泥法可应用于例如来自石油化学和石 油精炼工厂的工业废水。
本发明在于一种处理废水的方法，包括步骤：
将供应至活性污泥槽内并在此被生物处理的废水在安装于活性污 泥槽外部的膜组件中进行过滤;
在膜组件经由阀断开与活性污泥槽的连接时，用膜清洗剂化学药 品清洗膜组件;和
在经由阀断开膜组件与活性污泥槽相互之间的连接时，水冲洗掉 废水中所含的物质，该废水中所含的物质与膜清洗剂反应形成有毒物 质和/或抑制操作的物质，或者水冲洗掉膜组件中残留的膜清洗剂，
其中，防止了膜清洗剂接触废水中所含的物质，该废水中所含的 物质与膜清洗剂反应，形成有毒物质和/或抑制操作的物质。
此外，本发明在于一种废水处理装置，包括：活性污泥槽;安装 在活性污泥槽外部的膜组件，用于膜分离废水与活性污泥的混合物; 和阀，该阀能在化学药品清洗膜组件期间断开槽外部的膜组件与活性 污泥槽相互之间的连接，其中，防止了膜清洗剂接触废水中含有的与 膜清洗剂反应形成有毒物质和/或抑制操作物质的物质。
根据以下的说明书，适当地参照附图，本发明的其它和进一步的 特征和优点将会更显然。