[发明专利]用树脂珠粒和微生物床进行水处理

权利要求书

1.一种处理进料水的方法，所述方法包括使所述进料水经过包含树脂珠粒和活微生物的生物层以产生经生物层处理的水的步骤，其中，

(a)所述生物层中的面积归一化的自由空隙体积(ANFVV)是0.018m³/m²或更小，

其中所述面积归一化的自由空隙体积通过如下将生物层中的自由空隙体积(FVV)除以生物层的截面面积(As)来获得：

ANFVV＝FVV/As(m³/m²)；

(b)所述生物层中的堆积密度(PD)是0.68至0.98，

其中所述堆积密度通过等式PD＝1-ε定义，其中空隙分数ε是在25℃下通过使水流过生物层并测量水从生物层的入口到出口的压降来测量，然后通过利用计算机建模求解如下的卡曼-科泽尼(Carman-Kozeny)方程来求出：

其中dP是跨生物层的压降(巴)；L是生物层的厚度(米)；μ是水在25℃下的粘度＝0.000897Pa_*s；v是水的速度(米/s)，Dp是单个珠粒的直径，并且Ψ是珠粒的球形度，在此假定Ψ＝1；

(c)所述树脂珠粒的外表面积与所述生物层中的总自由空隙体积的比率是2.0至50m²/L；

(d)所述进料水穿过所述生物层的流速是100至1,500生物层体积/小时；并且

(e)经过所述生物层的流的雷诺数(Re)是0.10至3.0，

其中所述雷诺数如下确定：

Re＝FVVL_*Dv_*ρ/μ

FVVL＝自由空隙速度＝FR/TVS(m/h)

TVS＝总空隙表面积＝As_*(1-ε)(m²)；

FR＝体积流速(m³/h)；

ρ＝水在25℃下的密度＝998.2kg/m³

μ＝水在25℃下的粘度＝0.000897Pa_*s

Dv＝[(0.1547)_*Dp]＝[理论圆的直径，其拟合为由在一个平面内的三个直径为Dp的紧密堆积的圆所限制的间隙面积](m)。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述生物层位于容器中，

其中所述容器还含有珠粒层，

其中所述珠粒层包含与位于所述生物层内的树脂珠粒相同的树脂珠粒，

其中所述珠粒层不包含微生物，并且

其中所述经生物层处理的水穿过所述珠粒层以产生经珠粒处理的水。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述方法另外地包括使所述经珠粒处理的水通过反渗透处理以产生经RO处理的水的步骤。

4.如权利要求2所述的方法，其中，所述生物层具有长度L，其中所述珠粒层具有长度LB，并且其中比率LB:L是2:1或更大。

5.如权利要求2所述的方法，其中，所述进料水通过入口进入所述容器，并且所述经珠粒处理的水通过出口离开所述容器，并且其中所述方法进一步包括随后的反洗步骤，所述反洗步骤包括迫使水性反洗溶液通过所述出口进入所述容器，以使得所述水穿过所述珠粒层、穿过所述生物层，并且通过所述入口离开所述容器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，所述雷诺数是0.30至1.10。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述生物层中的ANFVV小于或等于0.015m³/m²。

8.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述生物层中的ANFVV大于或等于0.001m³/m²。

9.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述堆积密度是0.94或更低。