[发明专利]用于改进膜生物反应器系统的方法

说明书

发明领域

本发明涉及用于改进膜生物反应器系统的方法，更具体地，本发明涉及用于在膜生物反应器(MBR)系统中调节微生物混合液(mixed liquor)和改进通量的方法。

发明背景

来自市政和工业设备的废水可通过在膜生物反应器(MBR)系统中生物学处理废水来澄清。在MBR中，微生物消耗在废水中溶解的有机化合物，并且膜从经处理的废水(或混合液)筛分悬浮的固体或生物质，以产生澄清的水。

澄清的水的优化的输出取决于MBR系统的效率和膜的通量。在MBR系统中微生物的生物学群落的条件和品质将影响MBR的操作和混合液的过滤性。混合液中的物质(例如细胞外聚合物质、胶态和可溶性有机物质)可沉积在膜上，堵塞膜，并引起提高的膜阻抗和降低的通量。

可将无机凝结剂和惰性颗粒添加剂加入到MBR系统中，以通过凝结和絮凝胶体和其它物质来调节混合液，其降低混合液中的可溶性物质并改进过滤性和膜通量。然而，这些添加剂可需要特定的和窄的pH范围，可提高污泥浓度，由处理添加剂颗粒的磨损性引起膜磨损，或者当处理添加剂本身在膜的孔中堵塞时，引起另外的膜堵塞。

水溶性阳离子聚合物也可用于在MBR中调节混合液和增强膜通量。然而，对于有效处理需要大量的阳离子聚合物。需要持续的努力来开发和找到更加改进的和成本高效的水溶性处理添加剂，用于在MBR系统中调节混合液，以增强膜通量和改进MBR效率。

发明概述

在一个实施方案中，在膜生物反应器中调节混合液的方法包括在混合液中分散处理添加剂，其中所述处理添加剂包括水溶性嵌段共聚物。

在另一实施方案中，在膜生物反应器中改进通量的方法包括通过在混合液中分散处理添加剂来调节混合液，和使经调节的混合液通过膜，其中所述处理添加剂包括水溶性嵌段共聚物。

在另一实施方案中，使废水澄清的方法包括将废水加入到膜生物反应器中，通过在氧存在下向废水中加入微生物来制备混合液，通过在混合液中分散处理添加剂来调节混合液，使用膜过滤经调节的混合液，以产生澄清的废水，所述处理添加剂包括水溶性嵌段共聚物。

通过提高污泥膜通量的过滤性，减少膜清洁和降低来自与处理峰值流量相关的问题的风险，各种实施方案提供改进的MBR效率。通过允许使用较少的膜、较高的膜通量和减少的膜清洁来操作MBR，改进的效率可降低成本。

发明详述

除非上下文明确说明另外的情况，否则单数形式“一个”、“一”和“该”包括复数对象。描述相同特征的所有范围的端点独立地可组合，并且包括所述端点在内。所有参考文献通过引用结合到本文中。

与数量结合使用的修饰语“约”包括所述数值，并且具有上下文规定的含义(例如，包括与具有数量的测量相关的公差范围)。

“任选的”或“任选地”是指随后描述的事件或情况可能发生或者可能不发生，或者随后鉴定的材料可能存在或者可能不存在，并且该描述包括事件或情况发生或者材料存在的情况，以及事件或情况不发生或者材料不存在的情况。

“水溶性”是指描述为水溶性的化合物(例如聚合物、嵌段共聚物或单体)可溶于水或水溶液。在一个实施方案中，术语“水溶性”是指所描述的化合物、嵌段共聚物或单体在水或水溶液中完全混溶。

“水不溶性”是指描述为水不溶性的化合物(例如聚合物或单体) 在水或水溶液中不溶或者溶解性差。

在一个实施方案中，在膜生物反应器中调节混合液的方法包括在混合液中分散处理添加剂，其中所述处理添加剂包括水溶性嵌段共聚物。

混合液或活性污泥可为以下的混合物：废水、用于降解废水中的有机材料的微生物、衍生自细胞物类的含有机物的材料、细胞副产物或废产物或细胞碎屑。混合液可含有胶态和粒状材料(生物质或生物固体)、可溶性分子或生物聚合物，例如多糖或蛋白质。

MBR系统偶联生物学废水处理和膜过滤。MBR可为任何类型的MBR系统。在一个实施方案中，MBR系统包括膜和含有微生物的生物反应器槽，其生物降解废水中的有机材料。生物反应器槽可为需氧槽或反应器，并且可包括其它类型的反应器，例如厌氧反应器、缺氧反应器或另外的需氧反应器。流入废水可泵送或重力流入生物反应器槽，在此与微生物接触，以在氧或通风存在下形成混合液。过量的活性污泥可泵送出生物反应器槽进入污泥容纳槽，以在生物反应器中保持恒定的污泥龄。氧供应或通风可通过鼓风机提供。