專利名稱：增強(qiáng)生物水處理的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及特別地但不僅僅是使用生物處理體系例如膜生物反應(yīng)器的生物水和廢水處理。然而，將理解本發(fā)明不限于該特定應(yīng)用領(lǐng)域。貫穿本文獻(xiàn)使用的術(shù)語(yǔ)“水”包括進(jìn)行處理或者需要處理的任何水，特別是但不僅僅是工業(yè)和城市廢水、灰水、黑水、生活和農(nóng)業(yè)廢水等。
背景技術(shù)：
貫穿本說(shuō)明書的現(xiàn)有技術(shù)的任何論述將無(wú)論如何不被看作是認(rèn)可該現(xiàn)有技術(shù)被廣泛已知或者形成本領(lǐng)域的普通公知常識(shí)的一部分。 生物處理是水處理工業(yè)中的公知技術(shù)。細(xì)菌和其它微生物通過(guò)吸收致污物而用于處理水中的致污物。例如，活化污泥是生物水處理中普遍使用的工藝。將空氣通入水以生長(zhǎng)生物絮凝劑，其用于減少?gòu)U物的有機(jī)含量?；罨勰嗍菑乃谐ノ廴疚锏某Ｒ?jiàn)方法。該工藝特別用于生活廢物(污水)的處理。在活化污泥工藝中，在敞開(kāi)的充氣池中使大量空氣鼓泡通過(guò)含有溶解的有機(jī)物質(zhì)的廢水。體系中存在的細(xì)菌和其它微生物類型需要氧氣以存活、生長(zhǎng)和繁殖，以使得消耗廢物中溶解的有機(jī)“食物”或污染物。當(dāng)廢物被充分處理時(shí)，過(guò)量的廢物(混合液)排入沉降池。上清液因此流出，在排出之前進(jìn)行進(jìn)一步處理。沉降的物質(zhì)-污泥可以返回充氣系統(tǒng)的頭部以使進(jìn)入池中的新廢物重新接種。余下的污泥在拋棄前進(jìn)一步處理。術(shù)語(yǔ)“活化污泥”是指在原水或沉降的水(除去可沉降的絮凝物后絮凝的水)中通過(guò)在溶解的氧存在下在充氣池中有機(jī)物生長(zhǎng)產(chǎn)生的生物有機(jī)體?；罨勰嗯c原始污泥不同在于污泥包含許多活性有機(jī)物，其可以以進(jìn)入的水為食?；罨勰喙に囀褂贸錃獾膹U物和活化污泥的混合物?；罨勰嚯S后通過(guò)沉降從處理的廢物中分離并且可以再使用。在生物處理中，活化污泥充當(dāng)生物絮凝劑。據(jù)信污泥中的生物有機(jī)體分泌化學(xué)物質(zhì)，所述化學(xué)物質(zhì)有助于造成水中的小顆粒凝聚(粘結(jié)在一起)，并且變得更重，由此從液體中沉降出來(lái)。在水處理操作中，使用絮凝工藝使懸浮固體從水中分離。絮凝是聚合物化合物在顆粒之間形成連接并且將顆粒粘合成大的凝聚物的行為。聚合物鏈段吸附在不同顆粒上并且有助于顆粒凝結(jié)。一旦懸浮的顆粒絮凝成較大的顆粒，則它們通?？梢酝ㄟ^(guò)沉降從液體中除去，只要在懸浮物質(zhì)與液體之間存在足夠的密度差。這些顆粒也可以通過(guò)介質(zhì)過(guò)濾、精濾或浮選除去或分離。絮凝反應(yīng)不僅增加顆粒尺寸使它們更快沉降，而且影響絮凝劑的物理性質(zhì)，使得這些顆粒較少凝膠狀并且因此更容易脫水。絮凝劑總的被分類成無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)合成聚合物絮凝劑和天然存在的生物聚合物絮凝劑。由于低成本、容易處理和高效率，有機(jī)合成聚合物絮凝劑與無(wú)機(jī)絮凝劑一起使用。然而，在降解期間這些絮凝劑可能產(chǎn)生環(huán)境和健康風(fēng)險(xiǎn)。另外，聚合物絮凝劑不是生物降解，這是與它們的應(yīng)用相關(guān)的另一個(gè)顯著缺陷。因此，優(yōu)選具有較低生態(tài)影響的可生物降解的天然存在的絮凝劑。這在一些應(yīng)用例如水回收和再使用中特別如此。然而，由于較低的絮凝能力，天然存在的生物聚合物絮凝劑在水處理應(yīng)用中不太受歡迎。這些包括低電荷密度、較低分子量和對(duì)生物降解的較高易受性。
在US 6, 531,531中公開(kāi)一種絮凝劑組合物，其中將包含無(wú)機(jī)絮凝劑的親水聚合物分散體用于減少得到的絮凝劑顆粒的水含量。該發(fā)明的另一個(gè)目的在于減少處理水后得到的污泥餅的水含量。US 6，531，531的聚合物分散體包含與陰離子和陽(yáng)離子單體聚合的丙烯酰胺，陰離子鹽，無(wú)機(jī)絮凝劑例如硫酸銨、氯化銨等，非離子表面活性劑和穩(wěn)定劑的絡(luò)合混合物。盡管上述混合物可以有效地使得到的絮凝物顆粒和所得的污泥餅脫水，但混合物中使用的合成化合物在降解期間仍然可能造成環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并且不可生物降解。
有效的天然絮凝劑產(chǎn)品在需氧和厭氧生物廢水處理工藝中特別優(yōu)選。用于這些工藝中的生物有機(jī)體對(duì)合成化學(xué)物質(zhì)的加入敏感，并且通?？赡苡捎诩尤脒@些化學(xué)物質(zhì)而被殺滅。US 7，048，859公開(kāi)了一種使用有機(jī)聚合物與陰離子無(wú)機(jī)膠體使生物固體絮凝，使生物固體從含水進(jìn)料流中分離的方法。然而，盡管在該情形下生物致污物例如蛋白質(zhì)從進(jìn)料流中除去，但公開(kāi)的廢水處理工藝僅采用絮凝，沒(méi)有提及生物處理工藝。所述有機(jī)聚合物也是一種聚丙烯酰胺基化合物，其可以合成并且遭受上述缺陷。另外，無(wú)機(jī)膠體選自包含二氧化硅的化合物。盡管二氧化硅作為微量礦物天然存在于水中，但就任何上游附加處理工藝的結(jié)垢而言，二氧化硅也可能存在顯著問(wèn)題。生物廢水處理工藝可與另外的處理步驟，例如膜過(guò)濾組合。該組合已知為膜生物反應(yīng)器或“MBR”。伴隨著MBR技術(shù)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是膜本身結(jié)垢。膜在生物反應(yīng)器中的廢水與處理的濾液之間充當(dāng)物理阻隔。微孔膜允許水通過(guò)，同時(shí)阻止懸浮的固體材料、微生物等免于被帶入濾液。大量研究和開(kāi)發(fā)嘗試已經(jīng)用于制備防止或減少結(jié)垢的膜材料，和設(shè)計(jì)減少結(jié)垢影響的MBR體系。然而，對(duì)于工業(yè)而言膜結(jié)垢仍然是主要問(wèn)題，這需要各種維護(hù)和操作介入。這包括頻繁的膜反洗、化學(xué)和物理清洗，或者間歇的泵關(guān)閉。另外，由于減小臨界工作通量，結(jié)垢限制了 MBR設(shè)備的容量，這反過(guò)來(lái)意味著MBR設(shè)備通常在小于最佳的容量下工作。MBR工作者的凈效應(yīng)是就用于反沖洗的能量應(yīng)用、維護(hù)和材料而言顯著的成本處罰，減少的膜壽命和表現(xiàn)不佳的設(shè)備或設(shè)計(jì)中的多余，伴隨著增加的資金支出。用于結(jié)垢控制的常見(jiàn)策略包括使生物反應(yīng)器中的水力條件最優(yōu)化、使膜體系在臨界通量以下工作、預(yù)處理進(jìn)料水，或者進(jìn)行空氣酸化、膜反洗和清洗。替代方法涉及膜涂覆、加入多孔載體用于附著生長(zhǎng)、通過(guò)加入添加劑使污泥絮凝，和通過(guò)吸收改性懸浮液。以前對(duì)于MBR混合液中的過(guò)濾能力和結(jié)垢減少，還測(cè)試了各種化學(xué)物質(zhì)，包括合成或天然聚合物、金屬鹽、樹(shù)脂、顆?；蚍勰┗钚蕴?。然而，除了膜結(jié)垢控制外，化學(xué)物質(zhì)加入MBR體系的方面例如毒性和生物降解能力以及它們對(duì)有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)素除去的影響需要進(jìn)一步研究。本發(fā)明的目的是克服或改進(jìn)至少一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，或者提供有用的替代方案。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，本發(fā)明提供一種在生物水處理工藝中用于處理水的混合物，包含基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑；微量營(yíng)養(yǎng)素；和聚合物；
其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的比例混合以增強(qiáng)所述生物水處理。所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物優(yōu)選以協(xié)同量加入水以增強(qiáng)所述生物水處理。根據(jù)第二方面，本發(fā)明提供一種用于生物水處理工藝的試劑，所述試劑包含微量營(yíng)養(yǎng)素；和天然存在的聚合物；其中所述試劑與絮凝劑以協(xié)同量加入所述工藝。所述試劑優(yōu)選在絮凝劑之前或與其同時(shí)加入工藝。根據(jù)第三方面，本發(fā)明提供生物水處理體系，包含基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑；微量營(yíng)養(yǎng)素；和聚合物；所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合并且加入到生物水處理工藝中的水中。所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物可以在加入到水處理工藝前以預(yù)定的協(xié)同比例一起混合。作為選擇，所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物可以在所述水處理工藝中現(xiàn)場(chǎng)混
口 ο所述生物水處理工藝可以包括膜生物反應(yīng)器或浸沒(méi)的海綿或浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器，或它們的任意組合。根據(jù)第四方面，本發(fā)明提供一種處理水的生物方法，包括以下步驟將微量營(yíng)養(yǎng)素、聚合物和基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑以預(yù)定的協(xié)同比例加入到需要處理的水中；和使所得的處理的水形成絮凝物。所述處理水的生物方法可以進(jìn)一步包括從水中除去絮凝物。微量營(yíng)養(yǎng)素、聚合物和基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑可以分別地加入水中。微量營(yíng)養(yǎng)素和/或聚合物可以在絮凝劑之前或者與其同時(shí)加入。作為選擇，微量營(yíng)養(yǎng)素、聚合物和基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑在加入水之前一起混合。根據(jù)第五方面，本發(fā)明提供一種增強(qiáng)基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑在水的生物處理中的效率的方法，所述方法包括在絮凝劑加入水之前或者同時(shí)，將所述絮凝劑與協(xié)同量的微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物組合。所述微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物與基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑組合優(yōu)選在用于處理水的生物水處理設(shè)備中進(jìn)行。根據(jù)第六方面，本發(fā)明提供一種在生物水處理工藝中改性通過(guò)使用絮凝劑制得的絮凝物的方法，包括與所述絮凝劑分別或者同時(shí)將微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例加入到需要處理的水中。所述特性優(yōu)選是所述絮凝物的尺寸、生物活性、密度、沉降速率、粘度、表面性能、 污泥體積指數(shù)(SVI)和區(qū)域沉降速度(ZSV)中的一個(gè)或多個(gè)。根據(jù)第七方面，本發(fā)明提供一種處理水的方法，包括以下步驟
將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中；其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中以增強(qiáng)顆粒在所述水中絮凝。根據(jù)第八方面，本發(fā)明提供一種處理水的方法，包括以下步驟將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水；其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中以減少用于處理所述水的膜生物反應(yīng)器中膜表面上的結(jié)垢。根據(jù)第九方面，本發(fā)明提供一種處理水的方法，包括以下步驟將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以在用于處理所述水的生物處理體系中促進(jìn)磷和/或氮被生物有機(jī)體吸收。根據(jù)第十方面，本發(fā)明提供一種處理水的方法，包括以下步驟將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水；其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以在用于處理所述水的生物處理體系中提高生物有機(jī)體和/或絮凝物的生物活性。根據(jù)第十一方面，本發(fā)明提供一種處理水的方法，包括以下步驟將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中；其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以促進(jìn)用于處理所述水的膜生物反應(yīng)器中的通量。本發(fā)明的水處理混合物、生物水處理體系和方法優(yōu)選包含20-60重量份絮凝劑，并且本發(fā)明的試劑也用同樣的量。該范圍可以包括21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、
32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59或60重量份絮凝劑或其間的任意量。本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法優(yōu)選包含4-8重量份微量營(yíng)養(yǎng)素。該范圍可以包括4、5、6、7或8重量份微量營(yíng)養(yǎng)素或其間的任意量。另外，本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法優(yōu)選包含1-5重量份聚合物。該范圍可以包括1、2、3、4或5重量份聚合物或其間的任意量。在本發(fā)明的水處理混合物、生物水處理體系和方法中，絮凝劑優(yōu)選以8_17mg/升水的量提供，并且本發(fā)明的試劑也用同樣的量。該范圍可以包括8、9、10、11、12、13、14、15、16或17mg/升水或其間的任意量。在本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法中，微量營(yíng)養(yǎng)素優(yōu)選以O(shè). 2-lmg/升水的量提供。該范圍可以包括O. 2,0. 3,0. 4,0. 5,0. 6、
0.7、O. 8、O. 9或I. Omg/升水或其間的任意量。在本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法中，聚合物優(yōu)選以I. 5-3mg/升水的量提供。該范圍可以包括I. 5、I. 6、I. 7、I. 8、
1.9,2. 0,2. 1,2. 2,2. 3,2. 4,2. 5,2. 6,2. 7,2. 8,2. 9 或 3. Omg/ 升水或其間的任意量。本發(fā)明的水處理混合物、生物水處理體系和方法中的絮凝劑優(yōu)選是可生物降解的。絮凝劑更優(yōu)選為天然基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑。在優(yōu)選實(shí)施方案中，絮凝劑是基于淀粉的絮凝劑。本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法中的微量營(yíng)養(yǎng)素優(yōu)選包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。在優(yōu)選實(shí)施方案中，微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。微量營(yíng)養(yǎng)素可以包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。在另一個(gè)實(shí)施方案中，微量營(yíng)養(yǎng)素可以包含酵母。本發(fā)明的水處理混合物、試劑、生物水處理體系和方法中的聚合物優(yōu)選包含天然存在的聚合物。在優(yōu)選實(shí)施方案中，聚合物是殼聚糖。在本發(fā)明的試劑中，聚合物/微量營(yíng)養(yǎng)素比例包括O. 2/1. 5mg至l/3mg/升處理的水。該范圍可以包括 O. 2/1. 5mg、0. 3/1. 5mg、0. 4/1. 5mg 或 O. 5/1. 5mg(1/3) / 升處理的水，或者其間的任意量。本發(fā)明的水處理混合物、試劑和工藝至少在其優(yōu)選形式中表現(xiàn)出提供相對(duì)于與生物水處理技術(shù)結(jié)合使用而言的許多關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)。這對(duì)于生物廢水處理，例如使用膜生物反應(yīng)器的那些事說(shuō)情況特別如此。其已經(jīng)表明顯著減少用于膜生物反應(yīng)器中膜的有機(jī)結(jié)垢和生物結(jié)垢，并且還增強(qiáng)膜生物反應(yīng)器中生物有機(jī)體的生物活性。該增強(qiáng)的生物活性導(dǎo)致非常高的有機(jī)、磷和氮去除速率。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案使用天然存在的、可生物降解的基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑，并且設(shè)計(jì)成對(duì)天然環(huán)境，特別是在膜生物反應(yīng)器設(shè)備的情形中對(duì)生物有機(jī)體具有最小的不利影響。所述水處理混合物/試劑的使用已經(jīng)表明提高膜生物反應(yīng)器體系的整體性能。據(jù)信所述混合物/試劑通過(guò)改性絮凝物特性例如尺寸、密度、沉降速率等有助于減少的膜結(jié)垢，同時(shí)還充當(dāng)MBR中生物有機(jī)體的食物源以增強(qiáng)生物有機(jī)體和絮凝物的生物活性。附圖
簡(jiǎn)述現(xiàn)在將僅參照附圖和實(shí)施例通過(guò)例子描述本發(fā)明，其中圖I說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案，加入水處理混合物或試劑對(duì)MBR處理體系的參數(shù)的影響；圖2表示使用本發(fā)明的水處理混合物或試劑的SMBR體系中D0C、NH4-N、T-P和T-P除去結(jié)果；圖3說(shuō)明在使用和不使用本發(fā)明的水處理混合物或試劑情況下，MBR體系中DO消耗、OUR、膜結(jié)垢和總的氮和磷除去的比較；圖4說(shuō)明在使用和不使用本發(fā)明的水處理混合物或試劑情況下，MBR體系中膜結(jié)垢的比較；和圖5說(shuō)明傳統(tǒng)SMBR和使用本發(fā)明的水處理混合物或試劑的集成SMBR的流出物質(zhì)量的比較。實(shí)施本發(fā)明的方式本發(fā)明的水處理混合物和試劑被設(shè)計(jì)為提高生物水處理技術(shù)的效率。絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物的混合物的組分水平被選擇為使得它們提供協(xié)同效應(yīng)以增強(qiáng)水處理體系的性能。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案是還可生物降解的并且基于天然存在的材料，由此限制對(duì)天然環(huán)境的影響。所述混合物的特別優(yōu)選實(shí)施方案被設(shè)計(jì)用于膜生物反應(yīng)器或MBR。所述混合物使得對(duì)MBR設(shè)備的生物有機(jī)體的影響有限。隨著使用本發(fā)明的混合物，MBR設(shè)備的總體性能表現(xiàn)出提高。膜結(jié)垢減少，同時(shí)混合物還充當(dāng)MBR中生物有機(jī)體的食物源，由此增強(qiáng)生物活性并且提高膜通量。由使用本發(fā)明的混合物產(chǎn)生的絮凝物的粒徑分布表明高于使用常規(guī)絮凝劑的尺寸分布。在MBR設(shè)備中使用本發(fā)明的混合物/試劑還實(shí)現(xiàn)了高的有機(jī)物和磷去除速率。
膜結(jié)垢和除去結(jié)垢的相關(guān)補(bǔ)救行為導(dǎo)致減少的膜壽命。公開(kāi)的方法和混合物/試劑的應(yīng)用可以得到較長(zhǎng)的膜壽命和增加的投資回報(bào)。當(dāng)與其它一般和常規(guī)的絮凝劑以及它們的應(yīng)用相比時(shí)，本發(fā)明的發(fā)明技術(shù)表現(xiàn)出多于一個(gè)量級(jí)的改進(jìn)的減少的膜結(jié)垢，同時(shí)有利地與其它關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)。其還提供優(yōu)于無(wú)機(jī)和合成聚合物絮凝劑的固有優(yōu)點(diǎn)例如由低成本原料的可再生資源得到，并且在使用后在環(huán)境中可容易并且安全地降解。絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物的混合物可用于任何需氧和/或厭氧的生物廢水處理工藝。表現(xiàn)出顯著的生長(zhǎng)增強(qiáng)性能，所述混合物特別適用于任何生物處理工藝。所述水處理混合物表現(xiàn)出提供了優(yōu)于無(wú)機(jī)和合成聚合物絮凝劑的固有優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)包括得自于原始低成本材料的可再生資源。優(yōu)選的實(shí)施方案是在使用后在環(huán)境中可容易地降解。絮凝劑還廣泛用于釀酒廠、油和造紙工業(yè)，并且本發(fā)明的混合物還具有將關(guān)鍵好處提供給這些工業(yè)的潛能。其它補(bǔ)充的技術(shù)也表現(xiàn)出受益于與本發(fā)明的混合物結(jié)合使用。這些包括將浸沒(méi)的海綿用于MBR。所述混合物與浸沒(méi)的海綿用于MBR體系以增加生物有機(jī)體、減少膜結(jié)垢并且增加營(yíng)養(yǎng)素除去。浸沒(méi)的海綿可與本發(fā)明的混合物組合以同時(shí)除去氮和其它營(yíng)養(yǎng)素，提供具有高效率的總處理液。其它研究(Ngo等,Bioresource Technology 99 (2008) 2429-2435)表明海綿浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器體系可以同時(shí)用于減輕膜結(jié)垢、增強(qiáng)滲透通量并且提高磷和氮除去。海綿表現(xiàn)為顯著附著的生長(zhǎng)介質(zhì)，其可以充當(dāng)活性生物有機(jī)體的移動(dòng)阻隔，同時(shí)減少在生物反應(yīng)器的膜表面形成的餅層并且通過(guò)引入混合生長(zhǎng)體系(附著和懸浮的生長(zhǎng))保留微生物?？梢詫㈩A(yù)定體積的海綿立方體加入SMBR反應(yīng)器以與反應(yīng)器中的生物有機(jī)體起作用，提高生物有機(jī)體生長(zhǎng)同時(shí)還有助于減少膜結(jié)垢，同時(shí)清潔膜表面并且提高氮和磷除去。本發(fā)明的混合物可與海綿一起用于SMBR，以同時(shí)作用于進(jìn)一步增加生物有機(jī)體、減少膜結(jié)垢和增加營(yíng)養(yǎng)素除去。傳統(tǒng)絮凝是廣泛用于水處理的工藝，其中使水中的細(xì)粒一起叢生成絮凝物。該絮凝物然后可以漂浮到水流的頂部或者沉降到底部，并且然后可以從水中容易地除去。絮凝劑是通過(guò)使水中的膠體和其它懸浮顆粒凝聚形成絮凝物而促進(jìn)絮凝的化學(xué)物質(zhì)。絮凝劑通常用于水處理工藝以提高水中小的廢物顆粒沉降。由于靜電荷(通常負(fù)性)使得它們互相排斥，尺寸比微米細(xì)的顆粒在水中保持連續(xù)運(yùn)動(dòng)。凝結(jié)劑化學(xué)物質(zhì)中和該靜電荷，并且較細(xì)的顆粒開(kāi)始碰撞并且凝聚。這些凝聚的較重的顆粒被稱為絮凝物。許多絮凝劑是多價(jià)陽(yáng)離子例如鋁、鐵、鈣或鎂。長(zhǎng)鏈聚合物絮凝劑例如改性的聚丙烯酰胺也普遍用于水處理工藝。這些是帶正電的分子，其與帶負(fù)電的顆粒相互作用，減少凝聚阻隔。另外，在合適的PH和溫度條件下這些化學(xué)物質(zhì)可與水反應(yīng)形成不溶的氫氧化物，這些氫氧化物一起連接形成長(zhǎng)鏈，將較小的顆粒物理捕集成絮凝物。然而與上述傳統(tǒng)化學(xué)工藝相反，本發(fā)明的混合物使用絮凝劑作為生物增強(qiáng)技術(shù)的一部分。盡管常規(guī)絮凝劑充當(dāng)在水中將較細(xì)顆粒上的靜電荷中和以使得它們碰撞并且凝聚的化學(xué)物質(zhì)，但本發(fā)明的混合物設(shè)計(jì)為通過(guò)提供給生物有機(jī)體更多的營(yíng)養(yǎng)素以增強(qiáng)它們的生物活性，提高現(xiàn)有生物工藝的活性。該增加的生物活性已經(jīng)表明使得絮凝物的尺寸增加、和進(jìn)一步增加的生物活性，由此增強(qiáng)現(xiàn)有的生物水處理工藝。盡管本發(fā)明的工藝沒(méi)有完全理解，但至少在一些部分中據(jù)信在絮凝工藝期間帶入絮凝物的混合物中的微量營(yíng)養(yǎng)素產(chǎn)生絮凝物中增加并且保持的生物活性。絮凝物中的生物有機(jī)體然后容易地保持同時(shí)增加絮凝物的尺寸。本發(fā)明的混合物/試劑通過(guò)增強(qiáng)的水的生物處理，提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的許多顯著和同時(shí)的優(yōu)點(diǎn)。所述絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物提高了絮凝物的尺寸、增加了絮凝物的生物活性并且減少結(jié)垢，同時(shí)提供改進(jìn)的處理。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見(jiàn)的，由于絮凝物較大，因此不僅絮凝物中將有較大的生物有機(jī)體，而且更多的營(yíng)養(yǎng)素提供給生物有機(jī)體以在更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持生物活性。該借助于較大的絮凝物提高生物活性和減少結(jié)垢的同時(shí)的協(xié)同效應(yīng)提供了與傳統(tǒng)技術(shù)相比顯著的優(yōu)點(diǎn)。大多數(shù)傳統(tǒng)技術(shù)僅使用相關(guān)的試劑以提供希望的結(jié)果。在一些情形中，多種試劑 對(duì)希望的結(jié)果有不利影響。另一方面，本發(fā)明尤其通過(guò)以希望的方式例如增加尺寸、提高生物活性而改性絮凝物的特性，提供生物水處理的增強(qiáng)。這種增強(qiáng)的處理和絮凝物特性的改性是傳統(tǒng)處理中沒(méi)有的。實(shí)施例I-膜生物反應(yīng)器(MBR)中可生物降解的水處理混合物的防結(jié)垢性能MBR處理體系的研究表明，加入絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物可以得到保持在低水平的體系貫穿膜壓力(TMP)，只需要每12小時(shí)反沖洗。這與一些MBR設(shè)備每1-2小時(shí)相對(duì)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，使天然的基于淀粉的絮凝劑包括在混合物中以增強(qiáng)MBR的性能，同時(shí)保持可生物降解，這與一些帶有次要環(huán)境問(wèn)題的非有機(jī)或合成產(chǎn)品不同。實(shí)現(xiàn)的膜結(jié)垢的顯著減少不僅減少了反沖洗或清洗膜的需要，而且增加了體系的臨界通量特性，這反過(guò)來(lái)增加了 MBR的總?cè)萘?。圖I表示本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案(這里標(biāo)為GBF)的加入如何可以將貫穿膜壓力保持在低于6kPa，和將污泥體積指數(shù)(有效的污泥沉降的標(biāo)志)保持在健康水平。圖2表示使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案在MBR中非常高的有機(jī)物除去和接近全部的磷除去。這些結(jié)果有利地與市場(chǎng)上替代的絮凝劑產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)，但具有非常低的膜結(jié)垢的優(yōu)點(diǎn)。在圖I和2所示的分析中使用的水處理混合物組分的比例如下基于淀粉的絮凝劑1000±100聚合物營(yíng)養(yǎng)素(殼聚糖)25±10聚合物營(yíng)養(yǎng)素(FeCl3):80±20聚合物營(yíng)養(yǎng)素(MgSO4)50±10聚合物營(yíng)養(yǎng)素(Na2SO4)50± 10聚合物營(yíng)養(yǎng)素(ZnSO4) :1_5伴隨著合成生活廢物的處理，實(shí)施例I和2中水處理混合物的日用劑量為10mg/L至20mg/L處理的水。對(duì)于工業(yè)用水或其它水，劑量將根據(jù)COD和BOD水平而變化。實(shí)施例2-可生物降解的水處理混合物(GBF)的制備在該實(shí)施方案(GBF)中，絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物為液體形式并且可以簡(jiǎn)單處理。可以每天一次直接將其計(jì)量到生物處理體系，即膜生物反應(yīng)器中。用于制備混合物的步驟如下I.制備作為I %的氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)和硫酸鋅(ZnSO4)溶液的微量營(yíng)養(yǎng)素組分；2.制備作為使用I %乙酸的殼聚糖溶液的聚合物組分；
3.將作為IOOOmg陽(yáng)離子淀粉(CS)的絮凝劑分散在蒸餾水中以制得50mL溶液；4.使用 CS 溶液以 1000 : 25 : 80 : 50 : 50 : I 的 CS :殼聚糖FeCl3 MgSO4 Na2SO4 ZnSO4 比例混合組分。圖3表示四種不同類型的絮凝劑與本發(fā)明的混合物(GBF)，包括兩種金屬鹽絮凝劑(FeCl3和？八(1)和一種天然存在的聚合物(殼聚糖)的比較。這些結(jié)果基于10天浸沒(méi)的MBR實(shí)驗(yàn)。圖3中所示的數(shù)據(jù)突出了本發(fā)明混合物的協(xié)同效應(yīng)，該效應(yīng)有助于增強(qiáng)的生物活性以及增加的磷和氮除去。本發(fā)明的實(shí)施方案還表明顯著提高的防結(jié)垢性能，同時(shí)有利地與其它關(guān)鍵標(biāo)準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)施例3-在浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器(SMBR)中可生物降解的水處理混合物的研究使用天然基于淀粉的陽(yáng)離子絮凝劑(HYDRA Ltd. , Hungary)制備根據(jù)本發(fā)明的可生物降解的水處理混合物(GBF)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的混合物提供優(yōu)于無(wú)機(jī)和合成聚合物絮凝劑的顯著優(yōu)點(diǎn)，例如得自于非常低成本的原料的可再生資源，并且在使用后可容易地在環(huán)境中降解。在SMBR中，微生物還可利用來(lái)自絮凝的生物絮凝物的碳源用于細(xì)菌活性。該研究中混合物的試驗(yàn)劑量在頭10天為IOOOmg/天并且之后為500mg/天。浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器(SMBR)布置使用具有O. I Im孔尺寸和O. 195m2表面積的聚乙烯中空纖維膜模塊(Mitsubishi-Rayon, Japan)。生物反應(yīng)器的有效體積為IOL并且滲透通量保持在10L/m2h。為了在SMBR中節(jié)省能量，僅以30L/m2h的反洗速度進(jìn)行濾液反洗2次/天持續(xù)2分鐘時(shí)間。使用壓力計(jì)測(cè)量貫穿膜壓力(TMP)并且使用浸潰劑軟管空氣擴(kuò)散器保持空氣流動(dòng)速率。向SMBR裝入得自當(dāng)?shù)貜U水處理設(shè)備的污泥并且使其對(duì)合成廢水適應(yīng)。初始混合液懸浮固體(MLSS)和生物有機(jī)體混合液揮發(fā)懸浮固體(MLVSS)濃度分別為5和4. 4g/L。結(jié)果和討論有機(jī)物和營(yíng)養(yǎng)素除去SMBR的操作分成三個(gè)階段 階段I (生物有機(jī)體生長(zhǎng)階段)； 階段II (磷除去回收階段)；和·階段III (穩(wěn)定階段)。DOC、NH4-N、T-P和T-P除去的結(jié)果示于圖2中。在階段I (1-36天運(yùn)行)期間，以全部的污泥保留率和低的初始活性微生物濃度使SMBR工作。伴隨著高DOC和T-P除去效率(分別為> 95%和> 99. 5% )，生物有機(jī)體逐漸從4. 4增至14. 2g/L，這意味著本發(fā)明的絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物可以通過(guò)生物有機(jī)體新陳代謝增強(qiáng)生物磷除去。然而，由于細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)的磷質(zhì)量平衡從O. 81降至
O.27mgP/g生物有機(jī)體合成，因此磷除去在36天運(yùn)行后減少。在階段II (37-54天運(yùn)行)期間，體系在第40天具有15. 4g/L的最高M(jìn)LVSS濃度，但僅消除91. 4%的T-P。因此對(duì)于隨后的13天(直到第53天)，從體系中排出污泥并且MLSS降至10g/L。在第54天，將4g/L (反應(yīng)器體積)新鮮污泥(在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始使用的相同適應(yīng)的活化污泥)加入反應(yīng)器，獲得14g/L的MLSS并且再次得到高T-P除去(99. 7% )。盡管改變混合液條件，但體系的有機(jī)物除去不受影響并且除去仍然保持與之前一樣高。從階段111 (55-70天運(yùn)行)開(kāi)始，根據(jù)生物有機(jī)體生長(zhǎng)從體系中消耗污泥，這導(dǎo)致40天的污泥保留時(shí)間(SRT)。體系伴隨著始終高的DOC和T-P除去(分別為>96. 5%和>99. 7% )穩(wěn)定地運(yùn)行。與DOC和T-P除去相比，體系不能實(shí)現(xiàn)高的氮除去。在頭20天，向生物反應(yīng)器提供10L/min空氣。伴隨著生物有機(jī)體生長(zhǎng)，由于懸浮液中溶解的氧(DO)減少，因此硝化作用迅速減少。因此，從第20天將通氣率調(diào)節(jié)至12L/min(D0 = 7±0. 28mg/L)以恢復(fù)硝化率。30天后，硝化率可以恒定保持在約20-30mg NH4-N/L h,氨除去為80-90%。然而,體系具有中等T-N除去，其保持在40-50%直到70天工作。呼吸試駘和SOUR
使用YSI 5300生物氧檢測(cè)器進(jìn)行呼吸試驗(yàn)，用于測(cè)試本發(fā)明的絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物對(duì)細(xì)菌活性或氧轉(zhuǎn)移的影響。定期從生物反應(yīng)器中取出混合液以測(cè)量DO消耗率、氧吸收率(OUR)和特定氧吸收率(SOUR)。如下表所示，在沒(méi)有GBF加入情況下，根據(jù)低 OUR (分別為 15. 33 和 18. 52mg 02/L h)和 SOUR (分別為 3. 52 和 3. 43mg 02/g MLVSSh)，在O和5天測(cè)量的DO消耗為48%和58%。在相同條件下但加入本發(fā)明的絮凝劑/微量營(yíng)養(yǎng)素/聚合物混合物，DO消耗和OUR急劇增加(> 30mg 02/L h)并且可以在階段I和階段III期間保持高消耗水平(>97. 5% )，這意味著混合物對(duì)增加起到重要作用。另一方面，SOUR值在階段I中與生物有機(jī)體生長(zhǎng)相關(guān)地降低并且然后在階段III中保持恒定(> 4. 2mg 02/g ML VSS h)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明本發(fā)明的混合物和方法有助于生物有機(jī)體活性并且對(duì)生物有機(jī)體沒(méi)有生物毒性，如圖2和3所示。實(shí)施例4-SVI和膜結(jié)垢在該研究中，研究污泥體積指數(shù)(SVI)和TMP作為膜結(jié)垢的指標(biāo)。在相同操作條件下進(jìn)行加有本發(fā)明混合物的SMBR與不使用生物絮凝劑的SMBR的比較。在6天工作內(nèi)，混合液的SVI保持約50mL/g并且TMP增至30. 2kPa。相反，加有混合物的SMBR在第6天得到較低的SVI (22. 6mL/g)，這表示絮凝物主要在污泥懸浮液中。另外，通過(guò)TMP進(jìn)展，體系表現(xiàn)出優(yōu)良的結(jié)垢控制。在沒(méi)有任何清洗過(guò)程，除了濾液反洗2次/天持續(xù)2分鐘時(shí)間的情況下，在70天工作后體系的TMP僅從3. 5增至6kPa。這些結(jié)果闡明通過(guò)改性混合特性，本發(fā)明的混合物(指定為“GBF”)可以顯著減少膜結(jié)垢，如圖4所示。具有低劑量混合物加入的常規(guī)充氣SMBR導(dǎo)致高的有機(jī)物和T-P除去(分別為>95%和> 99. 5% )。本發(fā)明混合物和其在生物水處理體系中的應(yīng)用的其中一個(gè)最重要優(yōu)點(diǎn)通過(guò)其顯著減少膜結(jié)垢的能力(70天工作后TMP進(jìn)展為2. 5kPa)和能量消耗(較少的反洗頻率)看出。該實(shí)施方案表現(xiàn)出活化污泥增強(qiáng)的細(xì)菌活性與高的DO消耗、高OUR和穩(wěn)定的SOUR0實(shí)施例5-在厭氧無(wú)紡布生物反應(yīng)器中使用的水處理混合物還在無(wú)紡布生物反應(yīng)器中試驗(yàn)本發(fā)明的水處理混合物的優(yōu)選實(shí)施方案(指定為GBF)。當(dāng)混合物/試劑用于厭氧無(wú)紡布生物反應(yīng)器中時(shí)，體系的去硝化表現(xiàn)出顯著提高并且超過(guò)96%的硝酸鹽從廢水中除去(初始硝酸鹽濃度=17. 5-20mg/L)。還將缺氧的無(wú)紡布生物反應(yīng)器與浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器組合試驗(yàn)。與傳統(tǒng)的SMBR相比，該一體化體系具有顯著提高的性能以及提高的總氮除去和減少的膜結(jié)垢。該研究結(jié)果示于圖5中。工業(yè)實(shí)用性 顯然，根據(jù)本發(fā)明的混合物、試劑和處理工藝的使用提供了優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。其特別適合于，但不限于生物水處理體系。公開(kāi)的根據(jù)本發(fā)明的混合物、試劑和方法改進(jìn)了水處理的各個(gè)方面，同時(shí)使對(duì)生物有機(jī)體的破壞最小化。還得到減少的上游處理操作的結(jié)垢。盡管已經(jīng)參照特定實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域那些技術(shù)人員將理解本發(fā)明可以包括在許多其它形式中。
權(quán)利要求
1.一種在生物水處理工藝中用于處理水的混合物，包含 基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑； 微量營(yíng)養(yǎng)素；和 聚合物； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的比例混合以增強(qiáng)所述生物水處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的用于處理水的混合物，其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以協(xié)同量加入所述水中以增強(qiáng)所述生物水處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2的用于處理水的混合物，其中所述混合物包含20-60重量份所述絮凝劑、4-8重量份所述微量營(yíng)養(yǎng)素和1-5重量份所述聚合物。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述絮凝劑以8-17mg/升水的量提供，所述微量營(yíng)養(yǎng)素以O(shè). 2-lmg/升水的量提供，和所述聚合物以I. 5-3mg/升水的量提供。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述絮凝劑可生物降解。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述絮凝劑是天然基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述絮凝劑是基于淀粉的絮凝劑。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用于處理水的混合物，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或權(quán)利要求9的用于處理水的混合物，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含酵母。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述聚合物是天然存在的聚合物。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)的用于處理水的混合物，其中所述聚合物是殼聚糖。
14.一種用于生物水處理工藝的試劑，所述試劑包含 微量營(yíng)養(yǎng)素；和 天然存在的聚合物； 其中所述試劑與絮凝劑以協(xié)同量加入所述工藝。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的試劑，其中所述試劑在所述絮凝劑之前或者與其同時(shí)加入所述工藝。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或權(quán)利要求15的試劑，其中所述試劑包含4-8重量份所述微量營(yíng)養(yǎng)素和1-5重量份所述聚合物，并且與20-60重量份所述絮凝劑一起施用。
17.根據(jù)權(quán)利要求14-16任一項(xiàng)的試劑，其中聚合物/微量營(yíng)養(yǎng)素比例為O.2/1.5mg至.l/3mg/升處理的水。
18.根據(jù)權(quán)利要求14-17任一項(xiàng)的試劑，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的試劑，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或權(quán)利要求19的試劑，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。
21.根據(jù)權(quán)利要求14-17任一項(xiàng)的試劑,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含酵母。
22.根據(jù)權(quán)利要求14-21任一項(xiàng)的試劑，其中所述聚合物是天然存在的聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求14-22任一項(xiàng)的試劑，其中所述聚合物是殼聚糖。
24.一種生物水處理體系,包含 基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑； 微量營(yíng)養(yǎng)素；和 聚合物； 所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合并且在生物水處理工藝中加入到水中。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的生物水處理體系，其中所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物在加入水處理工藝前以所述預(yù)定的協(xié)同比例一起混合。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的生物水處理體系，其中所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物在所述水處理工藝中混合。
27.根據(jù)權(quán)利要求24-26任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述生物水處理工藝包括膜生物反應(yīng)器。
28.根據(jù)權(quán)利要求24-26任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述生物水處理工藝包括浸沒(méi)的海綿。
29.根據(jù)權(quán)利要求24-26任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述生物水處理工藝包括浸沒(méi)的膜生物反應(yīng)器。
30.根據(jù)權(quán)利要求24-29任一項(xiàng)的生物水處理體系，其包含20-60重量份所述絮凝劑、4-8重量份所述微量營(yíng)養(yǎng)素和1-5重量份所述聚合物。
31.根據(jù)權(quán)利要求24-30任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述絮凝劑以8-17mg/升水的量提供，所述微量營(yíng)養(yǎng)素以O(shè). 2-lmg/升水的量提供，和所述聚合物以I. 5-3mg/升水的量提供。
32.根據(jù)權(quán)利要求24-31任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述絮凝劑可生物降解。
33.根據(jù)權(quán)利要求24-32任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述絮凝劑是天然基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的生物水處理體系，其中所述絮凝劑是基于淀粉的絮凝劑。
35.根據(jù)權(quán)利要求24-34任一項(xiàng)的生物水處理體系,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的生物水處理體系,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。
37.根據(jù)權(quán)利要求35或權(quán)利要求36的生物水處理體系，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。
38.根據(jù)權(quán)利要求24-34任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含酵母。
39.根據(jù)權(quán)利要求24-38任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述聚合物是天然存在的聚合物。
40.根據(jù)權(quán)利要求24-39任一項(xiàng)的生物水處理體系，其中所述聚合物是殼聚糖。
41.一種處理水的生物方法，包括以下步驟 將微量營(yíng)養(yǎng)素、聚合物和基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑以預(yù)定的協(xié)同比例加入需要處理的水中；和 使所得的處理的水形成絮凝物。
42.根據(jù)權(quán)利要求41的處理水的生物方法，進(jìn)一步包括從所述水中除去所述絮凝物。
43.根據(jù)權(quán)利要求41或權(quán)利要求42的處理水的生物方法，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素、所述聚合物和所述基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑分別加入所述水中。
44.根據(jù)權(quán)利要求41或權(quán)利要求42的處理水的生物方法，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素和/或所述聚合物在所述絮凝劑之前或者與其同時(shí)加入。
45.根據(jù)權(quán)利要求41或權(quán)利要求42的處理水的生物方法，其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素、所述聚合物和所述基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑在加入所述水中之前一起混合。
46.根據(jù)權(quán)利要求41-45任一項(xiàng)的處理水的生物方法，其中將20-60重量份所述絮凝劑、4-8重量份所述微量營(yíng)養(yǎng)素和1-5重量份所述聚合物加入所述水中。
47.根據(jù)權(quán)利要求41-46任一項(xiàng)的處理水的生物方法，其中所述絮凝劑以8-17mg/升水的量提供，所述微量營(yíng)養(yǎng)素以O(shè). 2-lmg/升水的量提供，和所述聚合物以I. 5-3mg/升水的量提供。
48.根據(jù)權(quán)利要求41-47任一項(xiàng)的處理水的生物方法，其中所述絮凝劑可生物降解。
49.根據(jù)權(quán)利要求41-48任一項(xiàng)的處理水的生物方法，其中所述絮凝劑是天然基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑。
50.根據(jù)權(quán)利要求49的處理水的生物方法，其中所述絮凝劑是基于淀粉的絮凝劑。
51.根據(jù)權(quán)利要求41-50任一項(xiàng)的處理水的生物方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的處理水的生物方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。
53.根據(jù)權(quán)利要求51或權(quán)利要求52的處理水的生物方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。
54.根據(jù)權(quán)利要求41-50任一項(xiàng)的處理水的生物方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含酵母。
55.根據(jù)權(quán)利要求41-54任一項(xiàng)的處理水的生物方法，其中所述聚合物是天然存在的聚合物。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的處理水的生物方法，其中所述聚合物是殼聚糖。
57.一種增強(qiáng)基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑在水的生物處理中的效率的方法，所述方法包括在絮凝劑加入水中之前或者同時(shí)，將所述絮凝劑與協(xié)同量的微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物合并。
58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的方法，其中將所述微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物與所述基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑在用于處理所述水的生物水處理設(shè)備中進(jìn)行合并。
59.一種在生物水處理工藝中改性通過(guò)使用絮凝劑制得的絮凝物的方法，包括 將所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物分別或者同時(shí)地以預(yù)定的協(xié)同比例加入需要處理的水中。
60.根據(jù)權(quán)利要求59的改性絮凝物的方法，其中所述特性是所述絮凝物的尺寸、生物活性、密度、沉降速率、粘度、表面性能、污泥體積指數(shù)(SVI)和區(qū)域沉降速度(ZSV)中的一個(gè)或多個(gè)。
61.權(quán)利要求59或權(quán)利要求60的改性絮凝物的方法，其中將20-60重量份所述絮凝劑、4-8重量份所述微量營(yíng)養(yǎng)素和1-5重量份所述聚合物加入所述水中。
62.根據(jù)權(quán)利要求59-61任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法，其中所述絮凝劑以8-17mg/升處理的水的量提供，所述微量營(yíng)養(yǎng)素以O(shè). 2-lmg/升處理的水的量提供，和所述聚合物以I. 5-3mg/升處理的水的量提供。
63.根據(jù)權(quán)利要求59-62任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法，其中所述絮凝劑可生物降解。
64.根據(jù)權(quán)利要求59-63任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法，其中所述絮凝劑是天然基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑。
65.根據(jù)權(quán)利要求64的改性絮凝物的方法，其中所述絮凝劑是基于淀粉的絮凝劑。
66.根據(jù)權(quán)利要求59-65任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含選自鐵、鋅、鈉、鎂和錳鹽的鹽。
67.根據(jù)權(quán)利要求66的改性絮凝物的方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含多種無(wú)機(jī)鹽。
68.根據(jù)權(quán)利要求66或權(quán)利要求67的改性絮凝物的方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含氯化鐵(FeCl3)、硫酸鎂(MgSO4)、硫酸鈉(Na2SO4)、硫酸鋅(ZnSO4)和氯化錳(MnCl2)中的一種或多種。
69.根據(jù)權(quán)利要求59-65任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法,其中所述微量營(yíng)養(yǎng)素包含酵母。
70.根據(jù)權(quán)利要求59-69任一項(xiàng)的改性絮凝物的方法，其中所述聚合物是天然存在的聚合物。
71.根據(jù)權(quán)利要求70的改性絮凝物的方法，其中所述聚合物是殼聚糖。
72.一種處理水的方法，包括以下步驟 將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以增強(qiáng)顆粒在所述水中的絮凝。
73.一種處理水的方法，包括以下步驟 將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以減少用于處理所述水的膜生物反應(yīng)器中膜表面上的結(jié)垢。
74.一種處理水的方法，包括以下步驟 將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以在用于處理所述水的生物處理體系中提高磷和/或氮被生物有機(jī)體吸收。
75.一種處理水的方法，包括以下步驟 將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以在用于處理所述水的生物處理體系中提高生物有機(jī)體和/或絮凝物的生物活性。
76.一種處理水的方法，包括以下步驟 將基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物加入所述水中； 其中所述絮凝劑、所述微量營(yíng)養(yǎng)素和所述聚合物以預(yù)定的協(xié)同比例混合到所述水中，以促進(jìn)用于處理所述水的膜生物反應(yīng)器中的通量。
全文摘要
提供一種在生物水處理工藝中用于處理水的混合物，其包含基于有機(jī)物質(zhì)的絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素；和聚合物。所述絮凝劑、微量營(yíng)養(yǎng)素和聚合物以預(yù)定的比例混合，以增強(qiáng)所述生物水處理。所述混合物特別適合于增強(qiáng)顆粒的絮凝、減少膜生物反應(yīng)器中膜表面上的結(jié)垢、在生物處理體系中促進(jìn)磷和/或氮被生物有機(jī)體吸收、在生物水處理體系中提高生物有機(jī)體和/或絮凝物的生物活性，和促進(jìn)膜生物反應(yīng)器中的通量。
文檔編號(hào)C02F1/52GK102648162SQ201080055268
公開(kāi)日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月6日
發(fā)明者H·H·恩戈, 郭文珊 申請(qǐng)人:悉尼科技大學(xué)