[发明专利]水处理方法

说明书

技术领域

本发明主要有关一种水处理方法。本发明同样有关一种形成水处理中使用的生物活性颗粒的方法以及水处理系统。

背景

已经日益增加使用薄膜生物反应器(MBR)来处理废料。MBR系统利用具有室的反应器和薄膜隔离设备，所述室包括经活化的沉淀物(sludge)。经活化的沉淀物包括能够移除出现在废水中的污染物或不良品种的微生物。利用薄膜分离设备从废水中移除的固体，由于其空隙尺寸，也可选择性地保留在溶液中的污染物种。

与传统的活化沉淀物方法相比，MBR系统展现出许多优点，例如高流出品质，有限的空间要求以及既有污水处理厂的延伸。

与MBR系统有关的一个共同问题是，经活化的沉淀物使得薄膜脏污。薄膜脏污可能归咎于溶质物种或粒子的沉淀、溶解或吸收至薄膜的表面上和/或孔隙中。薄膜脏污可能为生物的本性本质，并且脏污物种可能包括生物絮状物，以及浮表物种，包括细胞外聚合性物质。薄膜脏污导致通过薄膜的显著流量下降，较高的贯穿薄膜压力以及其它操作效率不高。

薄膜的脏污导致MBR系统不得不关闭，同时将薄膜清理和/或更换。

对于避开薄膜的脏污，已有很多种尝试。例如，美国专利4,636,473揭示了一种用于防止薄膜脏污的精巧防脏设备。在美国专利4,636,473中揭示的防脏系统的缺点是，这个系统需要一个精巧的壳体配置，以及在一个选定的时间之后，或者到达一定的压力之后，将反流施加经过壳体，以避免薄膜表面的脏污以及防止在任何可观察到的结块物质形成于任何薄膜表面。这种设置的实施成本高，而且操作上有些麻烦。

李(li)等人已经尝试利用好氧性沉淀物来改善污水处理的薄膜性能。李(li)等人将粒状沉淀物播种在一沉浸式薄膜生物反应器中。反应器开始以粒状沉淀物播种至最多8gL^-1的容积浓度。3到5天的操作之后，反应器内的沉淀物浓度增至15+/-2gL^-1(也即粒状形式的沉淀物的容积百分比浓度在约32％至约38％的范围)。一旦达到稳定值，沉浸式生物反应器用来处理包含葡萄糖、蛋白质和微量营养物的合成废水。

李(li)等人发现，相对于无粒状形式的沉淀物操作的沉浸式薄膜时，沉浸式薄膜以约32％到约35％粒状沉淀物操作的沉浸式薄膜时，可将改善的渗透通量降低。然而，李等人中的沉浸式薄膜仍受到空隙阻塞以及胶体或溶质的吸附，这些将导致通量渗透的显著降低。

需要提供一种可避免，至少是改善一项或多项上述缺点的水处理系统。

概要

根据本发明的第一方面，提供了一种废水处理方法，包括如下步骤：

(a)于废水中提供生物活性材料，该生物活性材料包含一个或多个能够移除废水中杂质的微生物，其中，所述废水中至少40％体积的所述生物活性材料维持在粒状形式；及

(b)使废水的一部分通过薄膜分离器，其中该薄膜分离器阻止生物活性材料穿过。

在第一实施例中，所述废水中大致所有的生物活性材料皆维持在粒状形式。

根据本发明的第二方面，提供了一种废水处理方法，包括如下步骤：

(a)于废水中提供生物活性材料，该生物活性材料包含一个或多个能够移除废水中杂质的微生物，其中，所述废水中至少40％体积的所述生物活性材料维持在粒状形式；及

(b)使废水的一部分穿过薄膜分离器，以产生相对于尚未穿过薄膜分离器的斥退水具有一较低杂质浓度的渗透水，其中，通过薄膜分离器阻止生物活性材料穿过。

根据本发明的第三方面，提供了一种形成应用于废水处理反应器中的生物活性颗粒的方法，所述的反应器包括与薄膜分离器流体导通的室，形成生物活性粒子的方法包括以下步骤：

(a)使生物活性播种材料悬浮于室内的废水中，所述生物活性播种材料包括能够从废水中移除一个或多个杂质的微生物；

(b)生长活性播种材料中包含的微生物，以形成较大的粒子；以及

(c)从室内移除选定排放粒子尺寸的粒子，同时，将选定的粒子尺寸的生物活性粒子保留在室内。

第三方面的一个实施例，该方法进一步包括步骤(d)：搅动悬浮材料，以至少部分地抑制薄膜分离器上粒子的沉积。在第三方面的一个实施例中，该方法进一步包括步骤(e)：在重复步骤(c)和(d)之前，将进一步的废水引入到室内。该方法可进一步的包括步骤(f)：提供在步骤(e)中额外的生物活性播种材料。优选地，步骤(e)和/或步骤(f)可被重复以在室内获得选定粒状尺寸的生物活性粒子。

根据本发明的第四方面，提供了一种污水处理系统包括：