[發明專利]生物質選擇和選擇性生物質消耗對膜生物反應器處理效率的多參數增強

有效

• 申請號: 201780075864.1
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN110167889B
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 多米尼克·馬雷克·多米尼亞克;湯姆·杰格
• 申請（專利權）人: 格蘭富控股聯合股份公司
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F1/00;C02F11/12
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉明海;胡彬

本發明涉及一種用于從污泥混合液中選擇性去除低于預選尺寸的反絮凝污泥的方法和裝置。本發明在于從污泥混合液中去除反絮凝污泥的構思。優選通過兩步分離進行去除，所述兩步分離提供包含基本上不含反絮凝污泥的污泥絮凝物的部分和主要含有反絮凝污泥的部分。將包含污泥絮凝物的部分回流到污泥混合液中，同時從系統中去除主要含有反絮凝污泥的部分。

技術領域

本發明涉及一種用于從污泥混合液中選擇性去除低于預選尺寸的反絮凝污泥的方法和裝置。本發明在于從污泥混合液中去除反絮凝污泥的構思。優選通過兩步分離進行去除，所述兩步分離提供包含基本上不含反絮凝污泥的污泥絮凝物的部分和主要含有反絮凝污泥的部分。將包含污泥絮凝物的部分回流到污泥混合液中，同時從系統中去除主要含有反絮凝污泥的部分。

背景技術

用于廢水處理的膜生物反應器(MBR)提供了許多處理優勢，例如改善的流出物質量以及水力停留時間與污泥齡的分離。然而，正是膜的存在及其對細顆粒的完全保留造成了某些困難，其中最重要的包括嚴重惡化的污泥過濾性、更困難的污泥脫水、高比例的非活性生物質(反絮凝絮凝物)和降低的氧轉移。與許多傳統技術相比，這些困難造成MBR運營成本較高。

膜生物反應器如今被認為是工業廢水處理的最佳可用技術，并且始終在市政應用中獲得這種地位。與傳統的活性污泥法相比，它們提供許多優點，這些優點源于生物質被微孔膜保留的事實。其中一些是改善的流出物質量和加快的處理速度。然而，自MBR早期以來，膜污染一直是該技術最顯著的缺陷，也是該領域研究的主要課題。

活性污泥(或污泥混合液)是MBR方法的核心，其為絮狀物、較小的細胞聚集體以及懸浮在水中的有機顆粒和無機顆粒的復雜混合物。絮凝物的一般結構是廢水處理設備中選擇性壓力的結果，其有利于致密的聚集體。絮凝物尺寸是絮凝物強度和絮凝物經受的機械應力的凈結果，并且它是非常動態的特征，其對大規模過程中的污泥宏觀性質和污泥行為具有許多影響。

保持MBR膜的水力功能幾乎完全通過在其表面施加剪切來實現，其被設計用于去除污垢并促進濾液流動。然而，剪切力對活性污泥的生物學具有強烈影響，并且應當有利地將對其作用的正確理解包括在反應器設計和操作中，以避免對膜性能有害的現象。

將膜引入活性污泥反應器中最重要的后果之一是完全保留如單個細胞和反絮凝物質的小顆粒，這些小顆粒會隨著流出物一起從傳統的廢水處理設備被沖走。該影響使混合液的粒度分布變為較低的值。

被設計以保持膜滲透性的處理，即在淹沒式MBR配置下的大氣泡曝氣和在側流式MBR配置下的高速污泥泵送，進一步有助于降低平均粒度和擴寬粒度分布，這導致這樣的事實：在膜生物反應器中發現的活性污泥絮凝物比傳統設備中的活性污泥絮凝物小得多。小顆粒形成具有較低孔隙率和較小顆粒間空隙的更致密的濾餅，其產生更大的液體流動阻力。此外，單個細胞和非常小的細胞聚集體的存在可能導致膜孔堵塞，其最終可能導致不可逆的膜生物污垢。反絮凝是絮凝物破碎成較小碎片和來自絮凝物表面的小顆粒侵蝕的過程，是特別有害于過濾性能的，這是由于被稱為濾餅堵塞的影響，其包括通過小顆粒封閉顆粒間通道，導致濾餅滲透性損失。

施加剪切力用于膜滲透性控制的另一個影響是以膠體物質或可溶性微生物產物(SMP)的形式從活性污泥絮凝物中釋放胞外聚合物(EPS)。這種影響來源于導致污垢釋放的細胞破碎和直接絮凝物二者，以及試圖保持絮凝的微生物EPS產生的增加。

最后，將剪切力施加到活性污泥絮凝物的非常重要的后果是在生物降解方面經常引用的隨反絮凝過程而進展的微生物活性損失。這是由于破壞了存在于活性污泥絮凝物中的微生物之間的親密短距離關系而引起的，這些微生物經常參與食物交換環節。這導致微菌落的分離，例如硝化細菌的分離，導致底物轉移不良，并且大規模地導致生物反應器中的總硝化率降低。