TWI388514B - 用於改良膜生物反應器中通量的方法 - Google Patents

Description

用於改良膜生物反應器中通量的方法 發明領域

本發明有關使用可水溶之陽離子、兩性或雙性離子聚合物，或其組合物來增加隔膜生物反應器中之穿膜水通量者。

發明背景

隔膜生物反應器(MBR)單元會結合兩種基本製程：生物解降及隔膜分離來形成單一程序，其中懸浮的固體和可供用於生物解降的微生物會被以一隔膜過濾單元來與被處理過的水分開。整個生物質量會被囿限於該系統中，而可用來控制在該反應器(混合液劑)中之微有機體的駐留時間，和所排放污水的消毒。

通常，進水會流入該生物反應器內而在其中與生物質量接觸。

該混合物會被使用一泵，水壓或其組合透過該隔膜來過濾。其滲透物會由該系統排出，而整體生物質量則會被保留在該生物反應器內。

該滲透物會由該系統排出，而整體生物質量會回到該生物反應器。過多的混合液體會被泵出，而來保持一固定的混合液劑，且該隔膜會被以背冲法、化學冲洗法或兩者來規律地清理。

使用於MBR單元中的隔膜乃包括超濾膜及微濾膜，內層及外層皮膚，中空纖維，管狀物，及扁平物、有機物、金屬、陶瓷等等。供商業用途的較佳隔膜乃包括具有外皮超濾膜的中空纖維，平片超濾膜，及具有外皮微濾膜的中空纖維。較佳的隔膜之毛孔尺寸係為0.01~5微米。

在該有氧的膜生物反應器(MBR)製程中，隔膜被污垢阻塞常為令該製程的水力性能受限之一重大問題。由於隔膜垢塞，故MBR的輸出或通量時常會減低，而需要有更多的隔膜來彌補其輸出損耗。

近來，有許多研究結果(Nagaoka等人1996，1998；Lee等人2002)已顯示該隔膜垢塞之一主要原因係為生物聚合物，其包括由存在於該MBR之混合液體中的生物質量所分泌的多糖和蛋白質。此外，有許多生成於該生物反應器中的無機物垢亦曾被報導，在該等進水中的鹽濃度係相對地較高。由於垢物生成於該隔膜表面的結果，該隔膜性能將會大大地減低(Huisman,2005；Ognier,2004)。

為避免因生物聚合物而造成隔膜生垢阻塞，曾有使用陽離子聚合物的方法被研發，其不會與接觸該混合液之帶負電的隔膜反應(Collins及Salmen,2004)。在該方法中，各種聚合物會被直接添加於該有氧的MBR，通常是加入曝氣槽中，而該等聚合物會與生物聚合物反應。如此造成的微粒(其係由生物聚合物和聚合物所構成)，將會有減低甚多的隔膜垢塞趨勢。

這些會令隔膜垢塞之產生於MBRs中之微生物生成的多糖和蛋白質生物聚合物，已知亦會在MBR混合液中造成發泡現象。此係因為該等化合物含有許多表面活化官能基，其會協助穩定化在空氣與水之介面處的泡沫。此外，MBRs時常含有大量的長絲狀微生物，其亦有關於泡沫的生成。該生物聚合物和絲狀微生物皆會與本發明中所述的陽離子聚合物反應。先前的研究已顯示泡沫的減少或消除總是在發現有陽離子聚合物來改善隔膜流通性的同時來發生(Richord,2003)。

又，缺氧及厭氧性槽桶亦逐增地被裝設在MBRs中來提升除去氮和磷的效率。在該等情況下，需氧的生物質量將會被週期性地曝露於缺氧的環境中，而厭氧的生物質量則會被曝露於有氧環境中，因為該混合液係在有氧及缺氧的環境中循環。因此生物質量將會由於氧的作用而造成更多的生物聚合物。除了週期性的氧濃度所促成之更快的生物聚合物產生之外，生物聚合物的產生亦可藉在缺氧和無氧槽中之低溶氧(DO)狀態來加速(Calvo等人，2001)。

在低DO情況下會更加速隔膜生垢的最直接證據曾在Kang等人的實驗(2003)中被得到。於其實驗中，氮氣會被用來持續地冲洗被淹浸的隔膜，而空氣會經由個別的噴嘴供至上方未設有隔膜的區域中。其滲透流會被固定地保持在20L/m² /hr。當空氣體供應一停止時，TMP即會開始增加，而DO會開始減少。

因此，若缺氧及/或無氧槽被裝設於一MBR製程中，則在該混合液內的生物聚合物含量將會比僅設有曝氣槽的其它MBRs中更高。故，假使該MBR含有缺氧及無氧反應器，則先前的方法(John等人，2004)將會在劑量和流通量的改善方面相當地不具效率。而且，先前的方法在無氧式MBRs中亦不大有效，其含有無氧密浸器來作為唯一的生物反應器或多數生物反應器中之一者。故乃需要一種更有效且經濟的方法，其可容許較低的劑量而有較佳的性能。

除了該生物聚合物的問題，近來已有無機物的垢塞曾在許多MBRs中被報導(Huisman,2005；Ognier等人2002)。此無機物污垢通常主要包含碳酸鈣(CaCO₃ )及/或磷酸鈣，它們會在曝氧的生物廢水處理中沈澱，或直接生成在該隔膜上(結垢)。該等無機污垢亦包括氧化鐵。

在處理槽(及隔膜槽)中通氣體將會由於各種原因而導致無機物垢塞。例如，通氣會將所溶解的CO₂ 驅出廢水外，此則會將反應(1)的平衡推向右邊。HCO₃ ^－ CO₃ ^{2 －} ＋CO₂ (g) (1)

由反應(1)所形成的碳酸根(CO₃ ^{2 －} )將會與鈣沈澱，而在廢水中形成CaCO₃ (石灰石)。又，反應(1)將會令pH值提高，此則會有利於磷酸鈣和氧化鐵的沈澱。該等碳酸鹽和磷酸鹽的沈澱將會部份地產生在大量的廢水中，而形成細小微粒，其大部份會被該等隔膜所扣持。此沈澱亦會發生在所有隔膜的表面上。

發明概要

本發明係提供一種能在一隔膜生物反應器中改善流通量的方法，其進水中含有一濃度的無機氧化物鹽類足以造成結垢或無機物垢塞狀況，而可藉添加一有效量之一或多種陽離子、兩性或雙性離子聚合物，或其組合物於所述之隔膜生物反應器來達成。該隔膜生物反應器亦可包含一或多個有氧反應器。該隔膜反應器亦可包含一至少含有二種下列反應器：無氧、缺氧及有氧反應器的組合物。

本發明亦提供一種可改善一隔膜反應器中之流通量的方法，該反應器是由至少兩種以下的反應器：無氧、缺氧及有氧的反應器所組成。一有效量之一或多種陽離子、兩性或雙性離子的聚合物或其組合物會被添加於此種隔膜生物反應器中。

本發明亦提供一種可改善一含有一或多個無氧密浸器之隔膜反應器中之流通量之方法。一有效量之一或多種陽離子、兩性或雙性離子的聚合物或其組合物會被添加於此種隔膜生物反應器中。

本發明亦提供一種改善一隔膜生物反應器中之流通量的方法，該反應器包含一或多個無氧密浸器，及一或多個有氧化應器。一有效量之一或多重陽離子、兩性或雙性離子的聚合物或其組合物會被添加於此種隔膜生物反應器中。

圖式簡單說明

第1圖為一典型的MBR之示意圖，其只包含一曝氣槽，其中1係為廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係為一曝氣槽，3係為隔膜，4係為以泵或重力來獲得的排水，而5係為添加的聚合物。

第2圖為一典型的MBR之示意圖，其含有曝氣槽和缺氧槽。在該示意圖中的反應器尺寸並不代表各反應器的容積比例，而1係指廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係指一缺氧槽，3係指一曝氣槽，4係指隔膜，5係指由曝氣槽至缺氧槽的內部漿液循環，6係指藉泵或重力所獲得的排水，7係指高分子電解質添加物。

第3圖係為一典型的MBR之示意圖，其含有曝氣、缺氧及無氧的槽。在該示意圖中的反應器尺寸並不代表各反應器的容積比例，而1係指廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係指一無氧槽(無曝氣)，3係指一缺氧槽(無曝氣)，4係指一曝氣槽，5係指隔膜，6係指藉泵或重力所獲得的排水，7係指由缺氧槽至無氧槽的內部漿液循環，8係指由曝氣槽至缺氧槽的內部漿液循環，9係指高分子電解質添加物。

第4圖係為一無氧MBR的示意圖，其中1係指廢水(COD＝200~100,000mg/L)，2係指高分子電解質添加物(其亦可被添加在隔膜旁之流線的任何地方)，3係指一混拌器(可擇用)，4係指一上空間，5係指無氧槽，6係指隔膜，7係指排水，8係指由上空間至隔膜底部的氣體循環，9係指漿液循環泵。

較佳實施例之詳細說明

~名詞定義~“大約”意指接近或等於。

在本文中所用之下列的縮寫和名詞具有如下的意義：“MBR”係為隔膜生物反應器；“AcAM”係為丙烯醯胺；“DMAEA－MCQ”係為二甲基胺基丙烯酸乙酯甲基氯化季鹽。

“兩性聚合物”係指由陽離子單體和陰離子單體兩者，及可能包含其它非離子單體等所衍生的聚合物。兩性聚合物可具有一淨的正或負性電荷。該兩性聚合物亦可由雙性離子單體及陽離子或陰離子單體和可能的非離子單體等來衍生。該兩性聚合物係可水溶解的。

“陽離子聚合物”係指整體具有正電荷的聚合物。本發明的陽離子聚合物係如下來製備：將一或多種陽離子單體聚合化，將一或多種非離子單體及一或多種陽離子單體共聚化，將環氧氯丙烷與一種二胺或多胺體縮聚，將二氯乙烯與氨或甲醛與一種胺鹽縮聚。該陽離子聚合物係可水溶解的。

“陽離子單體”係指一種具有淨正電荷的單體。

“溶液聚合物”係指在一水連續溶液中的水溶性聚合物。

“曝氣槽”係指一具有高於0.5ppm的溶氧量可供生長需氧細菌的生物反應器。在此情況下細菌能使用所溶解的氧來積極地氧化進水中所含的有機物質。

“缺氧槽”係指一具有低於0.5ppm溶氧量的生物反應器。此反應器典型會被饋入一具有高於3ppm之硝酸鹽(NO^{3 －} )離子例如氮的混合液。在此情況下，大部份的異養細菌將能以結合在該硝酸鹽中的氧來呼吸，而將硝酸鹽還原成氮氣，其最後會排放於空氣中。

“無氧槽”係指一生物反應器其具有低於0.1ppm的溶氧量和少於3ppm的硝酸鹽離子。

“無氧密浸器”係指一生物反應器其會以頂蓋來與空氣完全隔離俾生長可造成甲烷氣體的極厭氧菌。

“雙性離子聚合物”係指一種由雙性離子單體及可能之其它非離子單體所組成的聚合物。在雙性離子聚合物中，所有的聚合物鏈和在該等鏈中的片段皆為嚴格地電性中立。因此，雙性離子聚合物代表一次組的兩性聚合物，且在所有的聚合鏈和片段中乃皆必定保持電荷中性，因為其陰離子電荷和陽離子電荷皆被引入同一雙性離子單體內。該雙性離子聚合物係可水溶解的。

“雙性離子單體”係指一種可聚合化的分子，其含有相等比例的陽離子和陰離子(帶電的)官能性質，因此該分子整體係為淨中性的。

~較佳實施例~該陽離子、兩性、及雙性離子聚合物或其組合物等，會被以各種手段直接注入一該等生物反應器中，或任何流入一生物反應器的液流中。

在任何情況下，該聚合物皆應與該生物反應器內的混合液劑合理地混合，俾使吸附作用最大化。此乃可藉將該聚合物饋入該生物反應器中設有通氣噴嘴的區域中來達成。在該生物反應器中應避免甚少或完全不流動的所謂“死區”(dead zone)。在某些情況下，可能需要一浸入水中的旋攪拌器來促進該水池中的混合，或該混合液劑亦可經由一旁支迴路來重複循環。

溶液聚合物可使用一化學計量泵例如購自Mitton Roy(Acton,MA)的LMI Model 121來摻入。

在一實施例中，該隔膜生物反應器之進水所具的鹽類或無機氧化物之濃度係足以造成結垢及有機物污垢。該等鹽類和無機氧化物係選自下列組群：鎂、鈣、矽及鐵。在另一實施例中，該鎂和鈣鹽或無機氧化物可具有大約5ppm或更大的濃度，鐵鹽或無機氧化物會具有大約0.1ppm或更大的濃度，而矽鹽或無機氧化物具有大約5ppm或更大的濃度。在又另一實施例中，該等鹽類係選自下列組群：碳酸鹽、磷酸鹽、氧羥鹽(oxylates)、及硫酸鹽。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器之陽離子聚合物的量係約為10至2000ppm，乃取決於該反應器的總容積。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物具有大約25,000Da或更多的分子量。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物會具有大約10%mole的電荷或更多。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物係為25,000Da或更多，並具有大約10%mole電荷或更多。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物係選自下列組群：一與氨或乙二胺交鏈的環氧氯丙烷二甲基胺聚合物，環氧氯丙烷與二甲基胺的線狀聚合物，聚乙撐亞胺的單質聚合物，聚二烯丙基二甲基氯化銨，DMAEM H₂ SO₄ 的單質聚合物，聚合化的三乙醇胺/甲基氯化季鹽，聚合化的三乙醇胺和妥爾(tall)油脂肪酸/甲基氯化季鹽，聚二氯化乙烯/氨，及修正的聚乙撐亞胺。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物係為一種(甲基)丙烯醯胺與一或多種陽離子單體的聚合物，包括二烷基胺基烷基丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯及其季鹽或酸鹽，包括但不限於：二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基硫酸季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯苄基氯化季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯硫酸鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯鹽酸鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯甲基氯化季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯甲基硫酸季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯苄基氯化季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯硫酸鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯鹽酸鹽，二烷基胺基烷基丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺及其季鹽或酸鹽，例如丙烯醯胺兩基三甲基氯化銨，二甲基胺基丙基丙烯醯胺甲基硫酸季鹽，二甲基胺基丙基丙烯醯胺硫酸鹽，二甲基胺基丙基丙烯醯胺鹽酸鹽，甲基丙烯醯胺丙基三甲基氯化銨，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺甲基硫酸季鹽，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺硫酸鹽，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺鹽酸鹽，二乙基胺基乙基丙烯酸酯，二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯，二烯丙基二乙基氯化銨，及二烯丙基二甲基氯化銨。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的陽離子聚合物係為二烯丙基二甲基氯化銨/丙烯醯胺共聚物。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的兩性聚合物係選自下列組群：二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化季鹽/丙烯酸共聚物，二烯丙基二甲基氯化銨/丙烯酸共聚物，二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化鹽/N,N－二甲基－N－甲基丙烯醯胺丙基－N－(3－磺基丙基)－甜菜鹼銨共聚物，丙烯酸/N,N－二甲基－N－甲基丙烯醯胺丙基－N－(3－磺基丙基)－甜菜鹼銨共聚物，及DMAEA．MCQ/丙烯酸/N,N－二甲基－N－甲基丙烯醯胺丙基－N－(3－磺基丙基)－甜菜鹼銨的三元聚合物。

在另一實施例中，被添加於一隔膜生物反應器的雙性離子聚合物係大約99mole%，而包含N,N－二甲基－N－甲基丙烯醯胺丙基－N－(3－磺基丙基)－甜菜鹼銨，及大約1mole%的其它非離子單體。

以下各例並非用來限制本發明。

~例1~在第1圖中，隔膜3等係直接浸入該曝氣槽2中。該曝氣槽可被分成多數個反應器。隔膜可被浸入一該等反應器內，或亦可被裝在該反應器外部。該混合液劑的MLSS可保持在3,000~30,000mg/L之間。當進水1具有高於5ppm的鈣離子及/或高於5ppm的鎂及/或高於10ppm的二氧化矽及/或高於0.1ppm的鐵時，結垢或無機污垢將會產生在該隔膜表面上。具有10,000~20,000,000Da分子量(MW)和1~100%電荷的陽離子聚合物5可被以10~2,000ppm的濃度直加入一槽內，或加入流至一反應器的液流中來作為一活性聚合物。其MW的上限係只會被在水中之聚合物的溶解度或可分散性所限制。

~例2~在第2圖中，一缺氧槽2會被添加於該曝氣槽3，且在該曝氣槽內的混合液劑會被回收至缺氧槽2，其中並未供入空氣以使溶氧量保持在<0.5mg/L。包含在廢水中的氮成分會在該曝氣槽3內被氧化成硝酸鹽，並再循環至缺氧槽2中。於該缺氧槽內，有些脫氮細菌會利用被含在硝酸鹽離子中的結合氧來形成氮氣。該隔膜結構可為平片、中空纖維、管狀物，或其組合物等。該隔膜亦可選擇設在該膜槽外部，而在一槽內的漿液能用泵來循環至該隔膜系統。當進水1具有高於5ppm的鈣離子及/或高於5ppm的鎂及/或高於0.1ppm的鐵及/或高於10ppm的二氧化矽時，結垢或無機污垢將會生成於該隔膜表面。

雖一大範圍的陽離子聚合物會有助於防止隔膜生垢阻塞，但高分子量(MW>50,000Da)及高mole電荷(>10%)的聚合物將會特別有效。一或多種不同的聚合物乃可被添加於該缺氧槽及/或該曝氣槽及/或任何流入一反應器的液流中。

~例3~在第3圖中，一無氧槽2與一缺氧槽3會被添加於該曝氣槽4，而一起來除去最多的磷。雖由該缺氧槽回收至無氧槽2的混合液7含有一些硝酸鹽離子，但整體的氧供應極為有限，因為溶氧(Do)量係小於0.1mg/L。即使在此環境下，有些磷的積聚有機體(PAOs)亦能藉水解貯積在細胞內之磷的聚合形式而來獲得能量。當PAOs經由缺氧槽移至曝氣槽時，它們會過度地累積供未來使用的磷，此乃稱為“奢取”。該等過度積聚的磷最後在當過多的生物固體被由該系統排除時亦會被除去。該隔膜結構可為平片、中空纖維，管狀物或其組合物。該等隔膜亦可選擇地設在該等槽體外部，而漿液可藉泵來經由隔膜循環至各槽。當進水1具有高於5ppm的鈣離子及/或高於5ppm的鎂及/或高於0.1ppm的鐵及/或高於10ppm的二氧化矽時，則結垢或無機污垢將會生成在該隔膜表面上。

雖一大範圍的陽離子聚合物會有助於防止隔膜生垢，但高MW(>50,000Da)及高mole電荷(>10%)的聚合物將會特別有效。一或多種不同的聚合物可被添加於該缺氧槽及/或曝氣槽及/或任何流入一反應器的液流中。

~例4~第四個應用例係為一無氧MBR(見第4圖)，其會在環境溫度與70℃之間操作。此MBR在反應器的頂部設有一罩蓋，且未供入空氣。可擇地，機械式攪拌能用一混拌器3來進行。在浸入式隔膜(第4a圖)的情況下，於上空間4中的氣體能被循環至槽底來冲洗隔膜。若隔膜係設在外部(第4b圖)，則可使用漿液循環泵9。此無氧密浸槽可以單獨使用，或與一曝氣反應器來結合使用。其混合液懸浮固體(MLSS)的水準含保持在3,000~30,000mg/L，而進水COD係為200~100,000mg/L。

1．．．進水

2．．．缺氧槽

3．．．曝氣槽

4．．．隔膜

5．．．漿液循環線

6．．．排水

7．．．高分子電解質添加物

第1圖為一典型的MBR之示意圖，其只包含一曝氣槽，其中1係為廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係為一曝氣槽，3係為隔膜，4係為以泵或重力來獲得的排水，而5係為添加的聚合物。

第2圖為一典型的MBR之示意圖，其含有曝氣槽和缺氧槽。在該示意圖中的反應器尺寸並不代表各反應器的容積比例，而1係指廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係指一缺氧槽，3係指一曝氣槽，4係指隔膜，5係指由曝氣槽至缺氧槽的內部漿液循環，6係指藉泵或重力所獲得的排水，7係指高分子電解質添加物。

第3圖係為一典型的MBR之示意圖，其含有曝氣、缺氧及無氧的槽。在該示意圖中的反應器尺寸並不代表各反應器的容積比例，而1係指廢水(COD＝50~30,000mg/L)，2係指一無氧槽(無曝氣)，3係指一缺氧槽(無曝氣)，4係指一曝氣槽，5係指隔膜，6係指藉泵或重力所獲得的排水，7係指由缺氧槽至無氧槽的內部漿液循環，8係指由曝氣槽至缺氧槽的內部漿液循環，9係指高分子電解質添加物。

第4圖係為一無氧MBR的示意圖，其中1係指廢水(COD＝200~100,000mg/L)，2係指高分子電解質添加物(其亦可被添加在隔膜旁之流線的任何地方)，3係指一混拌器(可擇用)，4係指一上空間，5係指無氧槽，6係指隔膜，7係指排水，8係指由上空間至隔膜底部的氣體循環，9係指漿液循環泵。

1．．．進水

2．．．缺氧槽

3．．．曝氣槽

4．．．隔膜

5．．．漿液循環線

6．．．排水

7．．．高分子電解質添加物

Claims (23)

1. 一種用以改良隔膜生物反應器系統中之通量的方法，該隔膜生物反應器系統包含至少一缺氧化反應器和至少一曝氣槽，該至少一曝氣槽具有至少一通氣噴嘴，該隔膜生物反應器系統包含被淹浸的隔膜，該隔膜的進水含有一濃度的鹽類或無機氧化物而足以造成結垢或無機物垢的狀況；該方法包括：添加一有效量的一或多種陽離子、兩性(amphoteric)、或雙性離子(zwitterionic)聚合物或其組合物於該隔膜生物反應器系統中，其中該隔膜生物反應器具有一可保持在3,000~30,000mg/L之間的混合液懸浮固體；其中該陽離子、兩性、或雙性離子聚合物，被直接引入該隔膜生物反應器系統，其包含被直接添加至至少一個缺氧化反應器。
2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等鹽類或無機氧化物係選自由下列構成之組群：鎂、鈣、矽、鐵。
3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該鎂或鈣具有大約5ppm或更高的濃度，或該鐵具有大約0.1ppm或更高的濃度，或該矽具有大約5ppm或更高的濃度。
4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該陽離子聚合物的有效量係約為10至2,000ppm，乃視該隔膜生物反應器的總容積而定。
5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該隔膜生物反應器進一步包含至少一個以下反應器：無氧反應器及有氧反
6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該隔膜生物反應器系統包含至少一個有氧反應器。
7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等鹽類係選自下列組群：碳酸鹽、磷酸鹽、氧羥鹽、硫酸鹽。
8. 一種用於改良隔膜生物反應器中之通量的方法，該隔膜生物反應器生物包含被淹浸的隔膜，該方法包含以下步驟：a.提供該隔膜生物反應器，該隔膜生物反應器包含至少兩種以下型式反應器之組合：無氧反應器、缺氧反應器、和有氧反應器；及b.添加一有效量之一或多種陽離子、兩性、或雙性離子聚合物或其組合物於該隔膜生物反應器，其中該隔膜生物反應器具有一可保持在3,000~30,000mg/L之間的混合液懸浮固體；且其中該聚合物被添加至少兩種以下型式反應器：無氧反應器、缺氧反應器、和有氧反應器，該聚合物直接地經由一饋入液流被添加。
9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該陽離子聚合物的有效量係約為10至2,000ppm，乃視該隔膜生物反應器的總容積而定。
10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中被添加於該隔膜生物反應器的陽離子聚合物具有大約25,000Da或更高的分子量。
11. 如申請專利範圍第8項之方法，其中被添加於該隔膜生 物反應器的陽離子聚合物具有大約10%mole或更多的電荷。
12. 如申請專利範圍第8項之方法，其中被添加於該隔膜生物反應器的陽離子聚合物係具有約25,000Da或更大的分子量，並具有約10%mole或更多的電荷。
13. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該陽離子聚合物係選自由下列構成之組群：一與氨或乙二胺交鏈的環氧氯丙烷二甲基胺聚合物，環氧氯丙烷與二甲基胺的線狀聚合物，聚乙撐亞胺的單質聚合物，聚二烯丙基二甲基氯化銨，DMAEM H₂ SO₄ 的單質聚合物，聚合化的三乙醇胺/甲基氯化季鹽，聚合化的三乙醇胺及妥爾油脂肪酸/甲基氯化季鹽，聚二氯化乙烯/氨，及經修飾的聚乙撐亞胺。
14. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該陽離子聚合物係為(甲基)丙烯醯胺與一或多種選自下列組群之陽離子單體的聚合物：二烷基胺基烷基丙烯酸酯及其季鹽或酸鹽，二烷基胺基烷基甲基丙烯酸酯及其季鹽或酸鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基硫酸季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯苄基氯化季鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯硫酸鹽，二甲基胺基乙基丙烯酸酯鹽酸鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯甲基氯化季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯甲基硫酸季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯苄基氯化季鹽，二甲基胺基乙基甲基丙烯酸酯硫酸鹽，二甲基胺基乙基甲 基丙烯酸酯鹽酸鹽，二烷基胺基烷基丙烯醯胺或甲基丙烯醯胺及其季鹽或酸鹽，丙烯醯胺丙基三甲基氯化銨，二甲基胺基丙基丙烯醯胺甲基硫酸季鹽，二甲基胺基丙基丙烯醯胺硫酸鹽，二甲基胺基丙基丙烯醯胺鹽酸鹽，甲基丙烯醯胺丙基三甲基氯化銨，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺甲基硫酸季鹽，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺硫酸鹽，二甲基胺基丙基甲基丙烯醯胺鹽酸鹽，二乙基胺基乙基丙烯酸酯，二乙基胺基乙基甲基丙烯酸酯，二烯丙基二乙基氯化銨，及二烯丙基二甲基氯化銨。
15. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該陽離子聚合物係為二烯丙基二甲基氯化銨/丙烯醯胺共聚物。
16. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該兩性聚合物係選自由下列構成的組群：二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化季鹽/丙烯酸共聚物，二烯丙基二甲基氯化銨/丙烯酸共聚物，二甲基胺基乙基丙烯酸酯甲基氯化鹽/N,N-二甲基-N-甲基丙烯醯胺丙基-N-(3-磺基丙基)-甜菜鹼銨共聚物，丙烯酸/N,N-二甲基-N-甲基丙烯醯胺丙基-N-(3-磺基丙基)-甜菜鹼銨共聚物，及DMAEA．MCQ/丙烯酸/N,N-二甲基-N-甲基丙烯醯胺丙基-N-(3-磺基丙基)-甜菜鹼銨的三元聚合物。
17. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該雙性離子聚合物係包含大約99mole%的N,N-二甲基-N-甲基丙烯醯胺丙基-N-(3-磺基丙基)-甜菜鹼銨，及約1mole%的其它非離子單體。
18. 一種用以改良隔膜生物反應器中之通量的方法，該隔膜生物反應器包含被淹浸的隔膜，該方法包含以下步驟：a.提供該隔膜生物反應器其包含至少一個無氧密浸器；b.將一有效量之一或多種陽離子、兩性或雙性離子聚合物或其組合物添加於該隔膜生物反應器，其中該隔膜生物反應器具有一在3,000~30,000mg/L之間的混合液懸浮固體；且其中該聚合物被添加至少無氧反應器、缺氧反應器、和有氧反應器之至少一者，該聚合物直接地經由一饋入液流被添加。
19. 一種用以改良隔膜生物反應器中之通量的方法，該隔膜生物反應器包含被淹浸的隔膜，該方法包含以下步驟：a.提供該隔膜生物反應器其包含至少一個無氧密浸器及至少一個有氧反應器的組合；及b.添加一有效量之一或多種陽離子、兩性或雙性離子的聚合物或其組合物於該隔膜生物反應器中，其中該隔膜生物反應器具有一在3,000~30,000mg/L之間的混合液懸浮固體；且其中該聚合物被添加至少無氧反應器、缺氧反應器、和有氧反應器之至少一者，該聚合物直接地經由一饋入液流被添加。
20. 一種用以改良隔膜生物反應器中之通量的方法，該隔膜生物反應器包含至少一無氧密浸器與一缺氧反應器，該隔膜生物反應器包含被淹浸的隔膜，該方法包含以下步驟： 提供該隔膜生物反應器；以及添加一有效量之化學品於該隔膜生物反應器中，該化學品包括至少一種陽離子聚合物，其中該隔膜生物反應器具有一在3,000~30,000mg/L之間的混合液懸浮固體；且其中該化學品被添加至該隔膜生物反應器，包含被直接地添加至該無氧密浸器與一缺氧反應器之至少一者，該化學品直接或間接地經由一饋入液流被添加；其中該至少一陽離子聚合物具有至少大約25,000Da的分子量以及其中該至少一陽離子聚合物被直接地添加至該隔膜生物反應器。
21. 如申請專利範圍第20項之方法，其中該化學品具有至少一陽離子聚合物之至少大約10%mole的電荷。
22. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該隔膜生物反應器含至少兩種以下型式反應器之組合：無氧反應器，缺氧化反應器和有氧反應器。
23. 如申請專利範圍第21項之方法，其中該隔膜生物反應器包含至少一無氧密浸器，以及其中該化學品經由饋入液流被直接地或間接地添加至該無氧密浸器，其中該無氧密浸器會在環境溫度至70℃之間的溫度操作。