发明名称 用以处理合成金属加工流体及油性产物之薄膜微生物反应器系统
摘要 提供一种系统以在生物反应器中使用活微生物处理金属加工工厂(诸如一所汽车制造工厂)之废水,此类废水含较易生物降解的脂肪及油、远较不易生物降解的合成液、油及脂膏以及非生物可降解物质(包括无机微细固体,诸如金属及碳化矽颗粒)之混合物之废液。此类废液需要之水滞留时间(HRT)及固体滞留时间比处理都市下水道污水者大10倍。由该反应器以一种几乎恒定的流率移出悬浮固体,再馈送至超过滤薄膜而使高品质之水由悬浮固体中分离出来。浓缩物除了一部分周期性移除固体外,余皆循环回该反应器。这些薄膜尽管薄膜通量变动大,但仍可获致长期及有效的寿命,此乃因其渗透液循环容许该生物反应器以恒定容积操作;亦容许进料废水以恒定流量流至该反应器中;以及容许以小范围之较低压力操作该薄膜模组使不致损害该薄膜。如此操作之生物反应器容许使反应器尺寸(容积)为没有渗透液循环系统者所需之一半。藉滤去(通过140筛目筛网)直径大于约106微米之全部固体使该等薄膜有效及长寿操作。以汽车制造工厂之废水作为期一年以上之先导工场试验,证明此系统于长时期间下出奇的有效。
申请公布号 TW278069 申请公布日期 1996.06.11
申请号 TW081108011 申请日期 1992.11.04
申请人 奇能环保企业股份有限公司 发明人 费南多.艾.东利;尔.菲力普.肯尼
分类号 C02F1/40;C02F1/44;C02F3/34 主分类号 C02F1/40
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1. 一种用于连续地生物降解生物化学上可氧化物 质之方 法,前述物质包括来自金属加工工厂之废水流中之 易于- 及难于-降解废液之含固体混合物;该方法包括 (a) 对该废水提供一个预处理区域,该区域有一个 充分大 的容积以调匀该废水至该预处理区域之流率变动, 该预处 理区域用以移除可沉降的固体及可撇除的自由油, 并由该 区移出撇净之废水; (b) 自该经撇净之废水中移除对薄膜有害的微细固 体以提 供减除固体的废水进料; (c) 以恒定10%的流率馈送该减除固体的废水进料 至生 物反应区域,并于其中维持恒定10%容积之液体,而 水 滞留时间(HRT)介于1至5日之范围; (d) 在适于降解该生物化学上可氧化物质之活微生 物存在 下对该生物化学上可氧化物质通空气,该物质以至 少30天 之固体滞留时间(SRT)在该生物反应区域中保持悬 浮状 态; (e) 该悬浮液通过薄膜过滤区域,其速度及压力足 以在该 过滤区域中维持预定之薄膜通量,于该通量下实质 上无固 体留滞在该过滤区域中之薄膜表面上,该薄膜区域 有至少 10㎡的薄膜面积使渗透液之流率大于该减除固体 之废水进 料之恒定10%的流率; (f) 自含该固体之浓缩物中分量渗透液; (g) 令来自该薄膜过滤区域之该浓缩物以循环浓缩 物流入 该生物反应区域中; (h) 移出渗透液流出物; (i) 令作为流出物以外之过量渗透液流回至该生物 反应区 ; (j) 周期性地移出小容积比例之该循环浓缩物以调 节在该 生物反应区中之固体含量, 其中该流出物至少具有以下规范: 化学需氧量,COD<450毫克/升; 生物需氧量,BOD@ss5<25毫克/升; 总悬浮固体,TSS<10毫克/升; 总FOG<25毫克/升;及NH@ss3-N<1.0毫克/升; 其中FOG代表脂肪、油及脂膏, 其中该薄膜过滤区域是于压力在自170kPa至1035kPa表 压 之范围下操作,不致有害地影响该区域中之薄膜, 以及反 应区域系于常压及27至37℃之温度操作。2. 根据申 请专利范围第1项之方法,其中流至该生物反应 区域之该过量浓缩物为移出作为流出物之该渗透 液之小容 积比例。3. 根据申请专利范围第1项之方法,其中 该微细固体之直 径小于106微米。4. 根据申请专利范围第2项之方法 ,其中该废液包括在该 金属加工工厂中用于切削操作之有机金属化合物 、天然石 油基、合成及半合成脂肪、油及脂膏。5. 根据申 请专利范围第1项之方法,其中固体滞留时间( SRT)范围为50-125天。6. 一种用于处理金属加工工厂 排放之含废液废水之连续 方法,其系一个生物反应区域中处理,该区域含包 括适于 生物降解该废液组份之活微生物之生质悬浮液;该 方法包 括 (a) 自送达废水中移除自由油及对薄膜装置有害之 微细固 体以提供一种几乎没有自由油之减除固体之进料; (b) 将送至该生物反应区之减除固体之进料流量维 持于恒 定10%,该生物反应区含直径大于0.5微米之细菌细 胞; (c) 自该生物反应区泵送水悬浮液至薄膜过滤区, 而渗透 液由该区以流量大于减除固体进料之流量回收; (d) 令该悬浮液通过该薄膜过滤区,其速度及压力 足以在 此薄膜过滤区中维持预定的薄膜通量,于该通量下 几乎没 有固体留滞在该过滤区中之薄膜表面上; (e) 自含固体的浓缩物中分离渗透液,该渗透液几 乎不含 有效直径大于0.5微米之分子; (f) 以循环浓缩物之方式令该含固体的浓缩物由该 薄膜过 滤区流入生物反应区中; (g) 将产生之渗透液之自0.1但低于0.5份容积送回该 生物 反应区中; (h) 将不送回至该生物反应区之剩余渗透液回收, 作为经 处理之流出物;以及 (i) 周期性地以小容积比例抽出该循环浓缩物以移 除浓缩 形态之顽强及生物固体; 其中该流出物至少具有以下规范: 化学需氧量,COD<450毫克/升; 生物需氧量,BOD@ss5<25毫克/升; 总悬浮固体,TSS<10毫克/升; 总FOG<25毫克/升;及NH@ss3-N<1.0毫克/升; 其中FOG代表脂肪、油及脂膏, 其中该薄膜过滤区域是于压力在自170kPa至1035kPa表 压 之范围下操作,不致有害地影响该区域中之薄膜, 以及反 应区域系于常压及27至37℃之温度操作,且薄膜过 滤区域 中薄膜面积至少10㎡。7. 根据申请专利范围第6项 之方法,包括以固体滞留时间 (SRT)自30至150天之范围及水滞留时间(HRT)自1至5 天范围维持该生物反应区。8. 根据申请专利范围 第7项之方法,其中该微细固体尺寸 大于106微米。9. 根据申请专利范围第8项之方法, 其中该废液包括在该 金属加工工厂中用于切削操作之合成液、脂肪、 油及脂膏 ,循环之小部分渗透液是抽出之渗透液之自 0.1容积至30容积%之范围;而该作为流出物之抽出之 渗透 液是自该生物反应区抽出之该生质悬浮液之自0.5 容积%至 3容积%之范围。10. 根据申请专利范围第9项之方法 ,其中该水滞留时间 (HRT)是自1-5天之范围,该固体滞留时间(SRT)是自 50-125天之范围。11. 一种废水处理系统,其操作上 连结一个含来自金属加 工工厂之废液之废水来源与一个已处理之流出物 之出口; 该系统包括, (a) 一个足够大的容器以贮存以可变流率送达之该 废水, 并调匀流率使能以几近定量之预定流率由该容器 中移出; (b) 藉由撇净自由油而将之由该废水中移除以提供 撇净废 水之装置; (c) 置于接近上述容器下游处之过滤装置,该过滤 装置具 有足够小的筛目尺寸以移除对薄膜装置有害的微 细固体并 提供减除固体之进料; (d) 置于接近上述过滤装置下游处之生物反应器装 置,其 中生物反应器容纳恒定体积10%之反应质量,并具 有可 对已撇净及减除固体之进料充气,及供该进料与混 于其中 之废物-降解微生物接触之装置; (e) 置于接近上述生物反应器下游处之泵送装置, 其由该 生物反应器以一种恒定10%的流率抽出生质悬浮液 ,并 以高压推送该悬浮液; (f) 与该泵送装置以接近直接、开敞之方式作流体 接受连 通之薄膜过滤装置,该薄膜过滤装置包括适于自水 渗透液 分离浓缩物流中之悬浮固体(水渗透液几乎不含固 体)之 复薄膜元件以及由该系统导出该渗透液之装置; (g) 将薄膜模组连接至生物反应器以将该浓缩物流 送回该 生物反应器之装置;以及 (h) 将薄膜模组连接至生物反应器以将一小部分该 渗透液 送回该生物反应器之装置。图示简单说明: 图1是一个薄膜-生物反应器系统之简化流程图,其 图示两 个超过滤器模组及主要渗透液循环之操作。 图2显示以时间为函数之薄膜通量变化图。 图3显示废水进料中不同惰性固体浓度(克/升)下, 于 接近一年期间,在生物应区中因惰性固体所产生之 悬浮固
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