申请日2003.09.23
公开(公告)日2005.10.19
IPC分类号C02F11/14; C02F3/12
摘要
本发明涉及用膜式生物反应器(1)处理废水的方法，包括污泥脱水步骤(4)和该污泥脱水步骤产生的液体流出物再循环到生物反应器前部的步骤(6，7)，其特征在于：-将从生物反应器(1)提取的生物污泥与污泥脱水步骤产生的液体流出物(6)接触(在接触器(2)中)，这样，在所述流出物中在脱水步骤(4)期间调理污泥用的聚合电解质的残余含量转移到了生物污泥中;-将来自接触器(2)的生物污泥与液体流出物分离，从而一方面获得无聚合电解质的液体流出物(7)，另一方面获得载有聚合电解质的生物污泥(5);-将无聚合电解质的液体流出物(7)再循环到膜式生物反应器(1)的前部;并且，-将载有聚合电解质的生物污泥(5)输送到脱水步骤。
権利要求書
1.用膜式生物反应器处理废水的方法，包括污泥脱水步骤和该污泥 脱水步骤产生的液体流出物再循环到生物反应器前部的步骤，其特征在 于：
- 将从生物反应器(1)提取的生物污泥与污泥脱水步骤产生的 液体流出物接触，这样，在所述流出物中在脱水步骤(4)期 间调理污泥用的聚合电解质的残余含量转移到了生物污泥 中;
- 将该生物污泥与液体流出物分离，从而一方面获得无聚合电 解质的液体流出物，另一方面获得载有聚合电解质的生物污 泥;
- 将无聚合电解质的液体流出物再循环到膜式生物反应器的前 部;并且
- 将载有聚合电解质的生物污泥输送到脱水步骤。
2.权利要求1的方法，其特征在于生物污泥与液体流出物的分离是 通过在微过滤或超过滤膜(3)上的过滤来实施的，所述膜的截止阈值明 显小于在污泥脱水期间使用的聚合电解质的分子量。
说明书
利用膜式生物反应器处理废水的方法
本发明涉及利用膜式生物反应器处理废水的方法。
已知在进行这种处理时，需要对来自反应器的生物污泥进行脱水操 作，这些污泥事先经过了化学调理，以保证其絮凝作用。这种调理是使 用聚合物，更一般地是使用聚合电解质来进行的，尤其是为了在澄清的 间隙水中获得大体积、易于区分的絮凝物。脱水操作产生的液体流出物 被再循环到膜式生物反应器的前部。
将该流出物返回到膜式生物反应器的前部所带来的主要风险是：污泥脱水 操作产生的这种流出物包含有较大残余量的聚合电解质，所述聚合电解质可能 引起生物反应器的膜严重的，甚至是不可逆的堵塞。
当使用膜式生物反应器处理废水时，返回到前部的每日流量，即脱 水操作产生的液体流出物的每日流量通常是城市废水供给的每日流量的 1-5%，而且在处理工业废水时，有时甚至是高于10%的每日流量。
当污泥脱水处理操作和该脱水处理产生的液体流出物再循环到前部 的操作是以间断方式进行时(情况常常如此)，脱水操作产生的流出物与 生物反应器的废水进料之间的比例在一定情况下可能会非常高，从而进 一步加重了水处理系统(filière)(即膜式生物反应器)的膜堵塞的风 险。
为了克服这个缺点，本领域技术人员目前提出了两种解决方案：
1)避免堵塞的风险。在这种情况下，不允许液体流出物再循环到前 部。对膜式生物反应器产生的污泥的处理因而被转移到了附近的常规站 中。实际上，从系统地角度来讲，不可能在废水处理站的附近建立这样 的污泥处理站，并且，无论如何，这种解决方案意味着当该站的规模非 常大时，要转运的污泥量可能是难以接受的。
2)通过下述方式控制风险：
a)尽可能减少用于调理进行脱水处理的污泥的聚合电解质的量(即 配比量(dosage))，这是通过下述操作来实施的，即确保在离生物反应 器膜最远的位置将污泥脱水处理产生的再循环液体流出物再次引入到生 物反应器的前部，并且随着时间而分配这些再循环操作，以保证利用供 给膜式生物反应器的废水进行最大可能的稀释。这尤其会导致需要提供 在流出物再循环到前部之前用于临时储存该流出物的缓冲槽。
这种替代方案可以管理生物反应器膜堵塞的风险，但其不能消除在污泥处 理时聚合电解质偶然过量的风险。由于返回到前部的物质中包含的残余聚合电 解质的定量分析目前在技术上是复杂的，甚至是不可能的，因而这种风险变得 更加难以控制。
b)对污泥脱水处理产生的流出物进行预处理，以破坏残余量的聚合 电解质。但这种解决方案的缺点是非常昂贵，因为除去每升几毫克的残 余量聚合电解质通常意味着要至少部分除去污泥脱水处理所产生的流出 物的污染。因而，例如利用臭氧进行的残余量聚合电解质的氧化处理由 于流出物的臭氧需求(有机物质的氧化)而需要非常大量且不经济的配 比量。更普遍地，对这些流出物进行氧化处理还可能产生氧化副产物， 该副产物通过水系统难以除去，如果所述水系统没有设计用于处理这类 诱发的污染的话。
最后，在不存在真正“物理屏障”的情况下，目前提出的预处理操作不能 完全消除水处理系统膜堵塞的风险。
假定这些膜被聚合电解质严重堵塞，本领域技术人员可能会采用化 学洗涤操作来恢复膜的性能。但是，这些操作的效率是随机的，它们所 采用的化学品对膜具有侵蚀性，这会损害其使用寿命。而且，这些操作 牵扯到繁重、昂贵的维护，并导致一部分膜表面不可用，该膜表面因而 不能再用来过滤废水。这种缺陷导致需要将膜过滤部分的尺寸过量。
因而，本发明确定的目的是允许来自污泥系统的流出物，即来自水 系统的过量污泥的脱水步骤所产生的流出物再循环到用膜式生物反应器 处理废水的设备中的水系统前部，同时完全消除水系统的膜被来自污泥 系统的残余聚合电解质堵塞的风险。
因此，本发明涉及一种用膜式生物反应器处理废水的方法，包括污 泥脱水步骤和该污泥脱水步骤产生的液体流出物再循环到生物反应器前 部的步骤，其特征在于：
- 将从生物反应器提取的生物污泥与污泥脱水步骤产生的液体 流出物接触，这样，在所述流出物中在脱水步骤期间调理污 泥用的聚合电解质的残余含量转移到了生物污泥中;
- 将该生物污泥与液体流出物分离，从而一方面获得无聚合电 解质的液体流出物，另一方面获得载有聚合电解质的生物污 泥;
- 将无聚合电解质的液体流出物再循环到膜式生物反应器的前 部;并且
- 将载有聚合电解质的生物污泥输送到脱水步骤。
根据本发明，生物污泥与液体流出物的分离是通过在微过滤或超过 滤膜上的过滤来实施的。通过选择明显小于在污泥脱水期间使用的聚合 电解质的分子量的截止阈值，污泥系统的膜起到了真正物理屏障的作用， 并且获得无痕量聚合电解质的流出物，该流出物可被再循环到水系统， 即生物反应器的前部，而且不存在其膜堵塞的风险，载有聚合电解质的 生物污泥或絮凝物被输送到污泥脱水步骤。