在膜生物反應器中的混合液過濾性處理制造技術

膜生物反應器(MBR)(10)使用用于定量給料通量增強化學品(FEC)的方法和設備以響應引起或可能引起膜污染的臨時操作階段。提供FEC定量給料裝置(32)與分隔MBR的過程儲罐(12)和膜過濾系統(14)的通道(20)連通。通道(20)中的混合器(36)將定量給料的FEC與流入膜儲罐的混合液(18)快速混合。定量給料裝置(32)與感測通道或膜過濾系統(14)或二者中的狀況的傳感器(40，42)連接。考慮流到膜單元的混合液(18)的狀況或膜操作參數或二者，將FEC加入到流入膜過濾系統(14)的混合液(18)中。FEC劑量可在0.05-10mg/gMLSS范圍。所述方法可包括開始定量給料、調節定量給料濃度和終止定量給料的步驟。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本說明書涉及膜生物反應器的控制和使用化學品過濾性增強劑來處理膜生物反應器中的混合液。
技術介紹
以下不是承認以下描述的任何信息可作為現有技術或公知常識而引用。 膜生物反應器(MBR)將膜過濾與生物方法組合來處理廢水。通常，通過將膜過濾器放置在儲罐之一中或在與過程儲罐連接的再循環回路中，使一個或多個生物學過程儲罐與膜過濾器集成。例如，可使用膜過濾器來代替活化淤渣方法中的澄清器。將經處理的流出物(通常稱為滲透物)過濾并通過膜取出。如果膜過濾器位于單獨的儲罐中，則保留的淤渣從膜儲罐再循環返回至過程儲罐，或者如果膜過濾器直接浸入過程儲罐內，則簡單地留在過程儲罐中。因為膜過濾器不是所有的方式如澄清器一樣操作，而是各種過程變化是可能的或需要的。例如，由于膜過濾器不需要生物質從混合液中沉降出來，相對于使用澄清器的過程，混合液懸浮固體濃度(MLSS)可提高。然而，混合液隨時間污染膜的孔，并且處理膜污染仍為操作MBR中的主要關注。處理膜污染的主要的考慮為膜單元必須處理的通量(每單位膜表面積的水的流動速率)。在其它過程參數中經歷小的臨時變化，通量通常與進料流速除以膜表面積成比例。提高通量通常提高污染，并且在MBR的臨界通量之上污染可快速提高。另一個考慮為混合液引起污染的趨勢,有時稱為其過濾性或污染指數。過濾性涉及各種因素，例如混合液懸浮固體濃度(MLSS)和溫度。然而，通過將通量-增強化學品(FEC)加入到進料水或過程儲罐中，可提高過濾性。如在美國專利號6，926，832中描述的，通過加入基于MBR的混合液體積約25-100 ppm的初始濃度，各種聚合FEC可與混合液混合。隨后加入另外的聚合物，以發現提高過濾性的有效濃度，同時監測滲透物總有機碳(TOC)、化學氧需求(COD)或生物學氧需求(BOD)，以確保聚合物保持低于妨礙混合液的生物學活性的濃度。在實踐中，大多數FEC的有效濃度在200-800 ppm范圍。例如，Yoon等人(Desalination 191 (2006) 52-61)描述了使用 200 ppm 的 MPE50，一種陽離子聚合FEC，得自Nalco。建立有效濃度后，需要維持劑量的FEC來補償由于化學反應或除去廢物驅動的淤渣引起的FEC的損失。特別是對于大的設備，例如市政廢水處理設備，FEC對于每年的操作費用增加顯著的成本。處理污染的其它方法涉及指向膜單元的過程。這些方法包括松弛(臨時除去跨膜壓力)、膜反洗、氣泡沖洗和化學清潔。這些方法均具有缺點，例如擾亂過濾過程(松弛、反洗、化學清潔)或消耗能量(氣泡沖洗)。使用許多MBR，例如市政廢水處理設備，由于通量和過濾性隨時間而變化，污染控制復雜化。例如，MBR可接受超過平均流量顯著倍數的每日峰值進料流量。季節性溫度變化也引起過濾性變化。因此，MBR在操作中遇到各種各樣預期的污染狀況。足夠的膜面積來處理預期的峰值流量通常可用，但是這導致在非高峰時間期間過量的膜面積。由于膜具有與它們的表面積粗略成比例的顯著的成本，選擇用于預期的峰值流量的膜面積提高成本。MBR還可不時地遇到異常狀況。例如，在非常冷的天氣，高峰值流量可引起污染意外提高。結果是，許多MBR不時地變得不穩定。美國專利申請公布2007/0039888 Al描述了其中當膜在操作中時考慮測量膜的阻力，可變化膜單元的操作中的一個或多個因素的方法。對于每一個因素，存在至少兩個非連續的操作狀態，其中之一提供提高的污染控制，另一個更經濟。如果阻力超過閾值，一個或多個因素轉向更加抗污染的操作狀態。主要實例為改變充氣頻率因素，特別是從每40秒提供氣泡沖洗10秒，變為每20秒提供氣泡沖洗10秒。FEC的使用列舉在可能響應膜阻力變化的因素的層級中。如果阻力超過上限設定點，并且已進行層級中的其它變化(關于反沖、提高反沖流速、打開備用膜系列、提高空氣流速、提高充氣頻率因素轉向)，則可加入活化淤渣過濾性增強劑。如果阻力下降低于下限設定點，并且充氣頻率因素已從其最大可用值下降，則可停止加入活化淤渣過濾性增強劑。雖然這一點可能有效，但是消耗大量的FEC，類似地需要大的儲存和定量給料設備，并且化學品可能有時不利地影響生物反應器的操作或其 流出物品質。介紹 該部分旨在向讀者介紹采用的詳細說明而不是限制或限定任何權利要求。以下更詳細描述的方法和設備提供使用FEC來解決在MBR中臨時污染狀況的新的方式。可足夠快速地實現FEC的效果以響應存在短時間段(例如2小時至2或3天)的高污染或低過濾性狀況，同時僅消耗少量的FEC。可引起短的持續時間應力狀況，例如，通過突然載荷變化或冷水峰值事件，例如融雪或冬雨。使用另外的裝置來抵消異常的臨時污染狀況，在具有給定容量的設備中可降低膜表面積，或者在困難狀況期間設備穩定操作的能力可增強。在設備中，提供FEC定量給料裝置與分隔MBR的過程儲罐和膜系統的通道連通。通道中的混合器將定量給料的FEC與流入膜儲罐的混合液快速混合。定量給料裝置與感測通道、膜系統或二者中的狀況的傳感器連接。響應于混合液或膜系統中的狀況，該設備允許FEC定量給料至流入膜系統的混合液，而不是定量給料至設備進料或過程儲罐。在該方法中，考慮流入膜系統的混合液中的狀況或膜操作參數或二者，將FEC加入到流入膜系統的混合液。FEC劑量可在O. 05-10或O. 5-5 mg/g與混合液一起向膜系統流動的固體的范圍。該方法可包括開始定量給料、任選調節定量給料濃度和終止定量給料的步驟。定量給料時間可在30分鐘-8小時或30分鐘-3小時范圍。劑量持續的效果是定量給料時間的約2-10倍。隨著混合至流入膜過濾系統的混合液，FEC可產生膜過濾阻力的立即下降，即使在相對于MBR系統混合液體積非常低的瞬時濃度下。在否則會引起提高的膜污染的階段期間，膜系統的操作可因此穩定，同時使用具有小的定量給料容量的定量給料系統和降低的化學品消耗(相對于目的是調節整個MBR系統的混合液的系統)。附圖 圖I示意性表示具有化學品定量給料系統的MBR。詳述圖I顯示具有一個或多個過程儲罐12和膜過濾系統14的MBR 10。設備(原始)進料16進入過程儲罐12并與混合液18混合。再循環混合液18通過通道20向膜過濾系統14流動。通道20可為敞開的通道或封閉的通道例如管道。在大的MBR中，通道20可為敞開的流動分布通道，其接受來自兩個或更多個平行的過程儲罐的出口并且進料至兩個或更多個平行的膜儲罐的入口。膜過濾系統14可為浸沒的膜系統，其中膜過濾單元26浸沒在敞開的儲罐中，并且滲透物通過抽吸取出。或者，膜過濾系統可具有在封閉的容器中的膜過濾單元26，其中滲透物通過對混合液加壓并且采用錯流方法操作而除去，或者具有階段性反洗和稀釋步驟的閉端(dead end)方法。來自膜系統14的保留物通過返回管線24返回至過程儲罐12。滲透物通過滲透物集管22取出。廢物活化淤渣按需通過排放管28除去。化學品定量給料系統30與膜過濾系統14和通道20連接。化學品定量給料系統具有與化學品儲存儲罐34連接的定量給料裝置32。定量給料裝置32可為具有手動或自動校準裝置的模擬或數字可控的定量給料泵。化學品儲存儲罐34保持通量-增強化學品(FEC)。定量給料裝置32從儲存儲罐34取出FEC，并且將其泵本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】

【專利技術屬性】
技術研發人員：S陳，王斯靖，BF金斯伯格，范鳳申，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：
國別省市：