【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程，具体涉及一种含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统及其方法。
技术介绍
1、随着工业技术的不断革新与进步，工业有机毒性废水的来源愈发广泛，譬如焦化、制药、石油化工、造纸、印染废水等。该类废水中多含有酚氮类化合物和较高盐度，其中酚类化合物是一种中等强度有毒物质，对生物个体均有毒害作用。如果含酚废水未经深度处理便排放，这些酚类物质不仅会导致农作物的减产或死亡，还会造成水生生物体内酚的富集，并随食物链的传递危及人类健康。因此，开发高效的捕酚脱氮装置迫在眉睫。
2、目前含酚废水可采用活性污泥法和生物膜法装置及工艺进行处理，主要是利用在耐受高渗透压胁迫下能够降解酚污染物的微生物进行生物强化降解。现有的问题在于：1)多采用驯化后的混合菌，菌群种类组成和功能具有不确定性，过于依赖前期的驯化过程，导致后续生化降解效果不佳，且无法稳定地去除目标污染物；2)目前的主流氨氧化技术采用自养氨氧化，但是酚的存在对自养氨氧化有明显抑制作用，也进一步导致现有技术无法有效实现对酚和氨同时降解；3)现有酚和氨氮的去除需要有序和在各自独立的生化池中进行，不可避免地需要较大的处置空间和基建成本，且分步独立进行也大大增加了污水处理成本；4)酚的生化降解一般依赖于好氧降解，传统的鼓泡曝气方式易促进酚从水体挥发至空气中，引起大气污染，严重影响周边生活和生产环境；另外，不管是鼓泡曝气还是无泡曝气，均是将酚作为纯粹的污染物进行降解，均需消耗能量，浪费资源和能源，而酚是高值有机化合物，需进行回收和循环利用。目前酚的回收采用膜萃取等物理化学方法
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术无法同时生物脱除酚氨、酚回收成本高、酚挥发引起二次污染、能耗成本偏高的不足，而提供一种含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统及其方法，以在高效去除酚氮污染物的同时完成对酚的回收利用，绝大部分酚污染物被絮凝微生物捕获、吸附和沉降，以剩余污泥的方式转移至下游厌氧消化污泥产甲烷气，从而实现对酚的回收和生物质能转化。并通过异养硝化好氧反硝化脱氮和微生物絮凝捕获酚污染物功能的集成，克服了酚污染物易抑制自养氨氧化菌活性导致常规生物系统无法同时好氧氧化去除酚和氨等技术难题。同时，降低了含酚废水的运行成本，回收了大部分的有机物，实现其潜在的生物质能转化，可望完成低碳排放。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统，其特征在于：该处理系统包括储液罐、水泵、既有供气也有载体功能的中空纤维膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌机、生化反应絮凝池、回流泵、氮气曝气器、斜板沉淀池、空压机以及plc控制器；储液罐出口与生化反应絮凝池入口相连接，含浸没式曝气膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌桨以及底部固定的曝气器设置在生化反应絮凝池内；生化反应絮凝池出口与斜板沉淀池相连；空压机与膜组件相连接，且空压机与生化反应絮凝池底部曝气器相连接；通过plc自动控制系统调控集成处理系统。
3、进一步的，处理系统运行步骤如下：(1)将含酚废水从储液罐中通过水泵泵入浸有膜组件的生化反应絮凝池中，采用搅拌机实现均匀混合；经其中，搅拌速度为150-200rpm/min，集成系统运行期间搅拌不停止；
4、(2)经过搅拌的含酚废水在混匀过程中其氨和酚等污染物分别通过微生物膜脱氮和悬浮污泥絮凝吸附，从生化反应絮凝池出口经过水泵泵入斜板沉淀池，在斜板沉淀池底部形成沉降污泥；沉淀池中部分沉降污泥通过管路回流至生化反应絮凝池继续作为悬浮微生物，以实现对酚污染物的捕获吸附，剩余沉降污泥进入下游厌氧消化系统并产甲烷气，实现生物质能转化；
5、(3)采用空气压缩机将空气泵入中空纤维膜腔体为膜载微生物膜提供空气，供气量可通过压力表和流量计调控和测量。空气穿过膜壁扩散至生物膜并被吸收，将未被吸收的气体由排气阀定期排出；通过空气压缩机将空气泵入生化反应絮凝池底部的曝气器用以定期冲刷生长过厚的生物膜。
6、进一步优选，生化反应絮凝池接种异养硝化好氧反硝化菌群(菌种可由生产厂家提供，也可以自己筛选和生产)，并将该菌群在配置的营养液(主要成分：葡萄糖150mg/l，氨氮40mg/l，kh2po4 20mg/l)中经搅拌机搅拌，搅拌速率150-200rpm/min，使其与曝气膜充分接触和碰撞，经过10-15d，曝气膜表面生长一层均匀且致密的异养硝化好氧反硝化微生物膜；微生物膜外侧的废水相接种具有絮凝功能的活性污泥(活性污泥可从当地污水处理厂获得)。
7、进一步优选，曝气膜-生物膜主要实现含酚废水中氨氮的异养氧化、硝酸盐氮的好氧反硝化脱氮；
8、利用活性污泥主要吸附絮凝含酚废水中的酚等有机物，经过沉淀池沉淀后形成剩余污泥，可进入下游的厌氧消化系统产甲烷；利用以上微生物处理系统能够在完成回收含酚废水中有机物的同时，也能够完成废水中氮污染物的脱除效果。
9、进一步优选，采用低压曝气方式为生物膜供氧，供气压力为20-30kpa，水力停留时间(hrt)控制在6-8h，确保氨氮能够充分的氧化；污泥停留时间(srt)控制在0.5d-2.0d，以此保证活性污泥的高絮凝特性。
10、进一步优选，采用所述集成系统处理的含酚废水满足以下条件：nh4+-n＝60-100mg/l，no3--n＝20-50mg/l，总酚＝400-800mg/l，cod＝1200-2500mg/l，ph＝7.0-9.0，盐度＝0-4％(0-40g nacl/l)。
11、更进一步优选，采用所述集成系统处理的含酚废水满足以下条件：nh4+-n＝80-100mg/l，no3--n＝40-50mg/l，总酚＝600-800mg/l，cod＝1500-2500mg/l，ph＝8.5-9.0，盐度＝0-3％(0-30g nacl/l)。
12、进一步的，还提供一种采用上述含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统进行含酚污水处理的方法。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
14、(1)本集成处理系统的酚氮污染物去除效率高效，含酚废水在集成装置中经过6-8h，氮污染物即可被异养硝化好氧反硝化微生物膜脱除，小部分酚被氧化用作异养硝化所需的碳源；大部分酚污染物被絮凝微生物捕获、吸附和沉降，以剩余污泥的方式转移至下游厌氧消化污泥甲烷气，可实现能量的回收。
15、(2)本处理系统采用特定的异养硝化好氧反硝化微生物进行污水处理，无需依赖前期的驯化过程，即可提高降解效果，且能更有针对性精确的去除目标污染物；异养硝化好氧反硝化微生物相比于自养硝化菌而言具有较强的耐受酚类毒性的能力，且能够通过细胞同化作本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统，其特征在于：该处理系统包括储液罐、水泵、既有供气也有载体功能的中空纤维膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌机、生化反应絮凝池、回流泵、氮气曝气器、斜板沉淀池、空压机以及PLC控制器；储液罐出口与生化反应絮凝池入口相连接，含浸没式曝气膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌桨以及底部固定的曝气器设置在生化反应絮凝池内；生化反应絮凝池出口与斜板沉淀池相连；空压机与膜组件相连接，且空压机与生化反应絮凝池底部曝气器相连接；通过PLC自动控制系统调控集成处理系统。
2.根据权利要求1所述的集成处理系统，所述处理系统运行方法步骤如下：(1)将含酚废水从储液罐中通过水泵泵入浸有膜组件的生化反应絮凝池中，采用搅拌机实现均匀混合；经其中，搅拌速度为150-200rpm/min，集成系统运行期间搅拌不停止；
3.根据权利要求1-2任一项所述的集成处理系统，所述生化反应絮凝池接种异养硝化好氧反硝化菌群(菌种可由生产厂家提供，也可以自己筛选和生产)，并将该菌群在配置的营养液(主要成分：葡萄糖150mg/L，氨氮40mg/L，
4.根据权利要求1-3任一项所述的集成处理系统，所述曝气膜-生物膜主要实现含酚废水中氨氮的异养氧化、硝酸盐氮的好氧反硝化脱氮；利用活性污泥主要吸附絮凝含酚废水中的酚等有机物，经过沉淀池沉淀后形成剩余污泥，可进入下游的厌氧消化系统产甲烷；利用以上微生物处理系统能够在完成回收含酚废水中有机物的同时，也能够完成废水中氮污染物的脱除效果。
5.根据权利要求1-4任一项所述的集成处理系统，采用低压曝气方式为生物膜供氧时，供气压力为20-30Kpa，水力停留时间(HRT)控制在6-8h，确保氨氮能够充分的氧化；污泥停留时间(SRT)控制在0.5d-2.0d，以此保证活性污泥的高絮凝特性。
6.根据权利要求1-5任一项所述的集成处理系统，采用所述集成系统处理的含酚废水满足以下条件：NH4+-N＝60-100mg/L，NO3--N＝20-50mg/L，总酚＝＝400-800mg/L，COD＝1200-2500mg/L，pH＝7.0-9.0，盐度＝0-4％(0-40gNaCl/L)。
7.根据权利要求1-6任一项所述的集成处理系统，采用所述集成系统处理的含酚废水满足以下条件：NH4+-N＝80-100mg/L，NO3--N＝40-50mg/L，总酚＝＝600-800mg/L，COD＝1500-2500mg/L，pH＝8.5-9.0，盐度＝0-3％(0-30gNaCl/L)。
8.一种采用上述权利要求1-7任一项的含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统进行含酚污水处理的方法，所述处理系统运行方法步骤如下：(1)将含酚废水从储液罐中通过水泵泵入浸有膜组件的生化反应絮凝池中，采用搅拌机实现均匀混合；经其中，搅拌速度为150-200rpm/min，集成系统运行期间搅拌不停止；
...【技术特征摘要】
1.一种含酚废水的酚氮去除和酚回收集成处理系统，其特征在于：该处理系统包括储液罐、水泵、既有供气也有载体功能的中空纤维膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌机、生化反应絮凝池、回流泵、氮气曝气器、斜板沉淀池、空压机以及plc控制器；储液罐出口与生化反应絮凝池入口相连接，含浸没式曝气膜组件、膜载微生物膜、液相悬浮微生物、搅拌桨以及底部固定的曝气器设置在生化反应絮凝池内；生化反应絮凝池出口与斜板沉淀池相连；空压机与膜组件相连接，且空压机与生化反应絮凝池底部曝气器相连接；通过plc自动控制系统调控集成处理系统。
2.根据权利要求1所述的集成处理系统，所述处理系统运行方法步骤如下：(1)将含酚废水从储液罐中通过水泵泵入浸有膜组件的生化反应絮凝池中，采用搅拌机实现均匀混合；经其中，搅拌速度为150-200rpm/min，集成系统运行期间搅拌不停止；
3.根据权利要求1-2任一项所述的集成处理系统，所述生化反应絮凝池接种异养硝化好氧反硝化菌群(菌种可由生产厂家提供，也可以自己筛选和生产)，并将该菌群在配置的营养液(主要成分：葡萄糖150mg/l，氨氮40mg/l，kh2po4 20mg/l)中经搅拌机搅拌，搅拌速率150-200rpm/min，使其与曝气膜充分接触和碰撞，经过10-15d，曝气膜表面生长一层均匀且致密的异养硝化好氧反硝化微生物膜；微生物膜外侧的废水相接种具有絮凝功能的活性污泥(活性污泥可从当地污水处理厂获得)。
4.根据权利要求1-3任一项所述的集成处理系统，所述曝气膜-生物膜主要实现含酚废水中氨氮的异养氧化、硝酸盐氮的好氧反硝化脱氮...
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