[发明专利]用树脂珠粒和微生物床进行水处理

说明书

提供了一种处理进料水的方法，所述方法包括使所述进料水穿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是0.018m3/m2或更小；(b)所述生物层中的堆积密度是0.68至0.96；(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为小于2.0至50m2/L；(d)所述水穿过所述生物层的速度是1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是0.10至3.0。

通常希望通过使不纯水经过净化过程(如反渗透处理或纳滤)来去除水中的杂质。此类净化过程的一个常见困难是生物淤积，一种细菌在设备上生长的现象。生物淤积是不希望的。例如，如果净化过程涉及使水穿过膜，则生物淤积导致在所述膜上生长生物膜，这降低了膜渗透性，可能产生比理想的更大的跨膜压降，由于较高的跨膜压降这可能最终还机械地损害了膜元件完整性。

US 8,883,012描述了一种其中水经过容器的方法，所述容器含有树脂组分并且然后将水进料至反渗透膜。希望提供一种预处理不纯水的改进方法，在所述方法中水穿过其中生长有微生物的树脂珠粒床。希望改进的预处理方法具有以下益处中的一项或多项：(1)当预处理的水经过反渗透处理时，反渗透膜的生物淤积的发生率减小；以及(2)发生在用于预处理的树脂珠粒上的微生物生长相对容易地通过反洗去除。

以下是本发明的陈述。

本发明的第一方面是一种处理进料水的方法，所述方法包括使所述进料水穿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是0.018m³/m²或更小；

(b)所述生物层中的堆积密度是0.68至0.98；

(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为小于2.0至50m²/L；

(d)所述水穿过所述生物层的速度是1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是0.10至3.0。

以下是附图说明。

图1示出了本发明的实施例。图2示出了用于实例中的“设置1”。图3示出了用于实例中的“设置2”。

以下是本发明的详细说明。

如本文所用，除非上下文另外清楚地指明，否则以下术语具有指定的定义。

如本文所用，“树脂”是“聚合物”的同义词。如本文所用，“聚合物”是由较小化学重复单元的反应产物构成的相对大的分子。聚合物可具有为直链、支链、星形、环状、超支化、交联或它们的组合的结构；聚合物可具有单一类型的重复单元(“均聚物”)或它们可具有多于一种类型的重复单元(“共聚物”)。共聚物可具有随机、依次、以嵌段、以其他排列、或以其任何混合或组合方式布置的各种类型的重复单元。聚合物具有2,000或更高的重均分子量。

可彼此反应形成聚合物的重复单元的分子在本文中称为“单体”。如此形成的重复单元在本文中称为单体的“聚合单元”。

乙烯基单体具有非芳族碳-碳双键，所述双键能够参与自由基聚合过程。乙烯基单体具有小于2,000的分子量。乙烯基单体包括，例如，苯乙烯、取代的苯乙烯、二烯、乙烯、乙烯衍生物、及其混合物。乙烯衍生物包括，例如，以下的未取代和取代的型式：乙酸乙烯酯和丙烯酸类单体。“取代的”意指具有至少一个附接的化学基团，例如像烷基、烯基、乙烯基、羟基、烷氧基、羟烷基、羧酸基、磺酸基、氨基、季铵基、其他官能团、及其组合。

单官能乙烯基单体每个分子恰好具有一个可聚合的碳-碳双键。多官能乙烯基单体每个分子具有两个或更多个可聚合的碳-碳双键。