本發(fā)明屬于污水處理，尤其涉及一種厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)及其降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物的方法。

背景技術(shù)：

1、煤化工廢水中含有大量氮雜環(huán)化合物(>100mg/l)，其開(kāi)環(huán)反應(yīng)能壘高，厭氧降解速率緩慢，且降解過(guò)程中產(chǎn)生大量氨氮。

2、傳統(tǒng)的厭氧-好氧生物處理技術(shù)是一項(xiàng)能耗高且難以完全降解氮雜環(huán)化合物和其副產(chǎn)物氨氮，導(dǎo)致生物體系脫氮效果下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)及其降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物的方法，該處理系統(tǒng)能夠消除廢水中絕大多數(shù)含氮環(huán)狀化合物和氮污染物。

2、本發(fā)明提供了一種厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，包括進(jìn)水管(1)；

3、與所述進(jìn)水管相通的厭氧消化池(2)；

4、所述厭氧消化池的外圍設(shè)有環(huán)形折流板(8)；

5、套設(shè)在所述環(huán)形折流板外的微氧移動(dòng)生物床池(3)；微氧移動(dòng)生物床池(3)的池壁為陽(yáng)離子交換膜(6)；微氧移動(dòng)生物床池(3)內(nèi)混合有fe3o4-聚氨酯載體(7)和活性污泥；

6、套設(shè)在所述微氧移動(dòng)生物床池外的光合反應(yīng)池(4)；

7、所述微氧移動(dòng)生物床池的頂部的內(nèi)壁上沿設(shè)置有環(huán)形出水堰(9)；

8、所述環(huán)形出水堰(9)下穿設(shè)有出水管(10)；

9、所述厭氧消化池(2)、微氧移動(dòng)生物床池(3)和光合反應(yīng)池(4)中均設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳌?/p>

10、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，所述微氧移動(dòng)生物床池(3)內(nèi)fe3o4-聚氨酯載體(7)的含量為10～30vol％；即fe3o4-聚氨酯載體的體積占微氧移動(dòng)生物床池內(nèi)混合溶液容積的比值。

11、所述光合反應(yīng)池(4)中含有小球藻，所述小球藻的質(zhì)量濃度按與微氧移動(dòng)生物床池(3)內(nèi)的活性污泥質(zhì)量濃度的0.5～1.0倍加入。

12、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，所述厭氧消化池(2)、微氧移動(dòng)生物床池(3)和光合反應(yīng)池(4)的體積比為1:1:2～4。

13、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，光合反應(yīng)池(4)內(nèi)部設(shè)有人工光源(13)；

14、所述環(huán)形出水堰(9)的頂部的內(nèi)壁沿水平方向均布有鋸齒結(jié)構(gòu)；

15、厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)的頂部設(shè)有蓋板(12)。

16、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，所述微氧移動(dòng)生物床池的池溢流堰下方設(shè)有多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)器(11)；

17、所述多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)器(11)包括溶解氧監(jiān)測(cè)器、ph監(jiān)測(cè)器和氧化還原電位監(jiān)測(cè)器。

18、本發(fā)明提供了一種采用上述技術(shù)方案所述厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物的方法，包括以下步驟：

19、向厭氧池中投加活性污泥和fe3o4顆粒；

20、將待處理煤化工廢水經(jīng)進(jìn)水管(1)加入到厭氧池(2)中，當(dāng)煤化工廢水水位超過(guò)潛水?dāng)嚢杵鲿r(shí)，啟動(dòng)潛水?dāng)嚢杵?，通過(guò)厭氧消化池的環(huán)折流板(8)流入微氧移動(dòng)生物床池(3)中；

21、將活性污泥和fe3o4-聚氨酯載體(7)加入到微氧移動(dòng)生物床池(3)中，待煤化工廢水、活性污泥和fe3o4-聚氨酯載體(7)充分混合后，啟動(dòng)光合反應(yīng)池(3)，通過(guò)陽(yáng)離子交換膜(6)向微氧移動(dòng)生物床池(3)供氧氣，經(jīng)污泥-生物膜協(xié)同降解作用后，得到處理后的煤化工廢水出水；

22、環(huán)形溢流堰(9)下方的多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)器(11)對(duì)微氧移動(dòng)生物床池(3)中的煤化工廢水進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，最后通過(guò)環(huán)形溢流堰(9)流出。

23、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，所述fe3o4-聚氨酯載體按照以下方法制得：

24、將聚氨酯海綿切割為1cm×1cm×1cm的立方體，采用自來(lái)水和酒精進(jìn)行浮選，烘干；

25、在經(jīng)氮?dú)馄貧怙柡偷臒o(wú)氧水中，分別加入三氯化鐵、硫酸亞鐵和切割后聚氨酯海綿，在氮?dú)夥諊录訜嶂?0℃～50℃，并在40℃～50℃下、以100～200rpm的攪拌速度攪拌24h～36h，再加入14.5～15.5mol/l的氨水100ml～200ml，在氮?dú)夥諊录訜嶂?0℃～70℃振蕩24h～36h，得到fe3o4-聚氨酯載體；

26、所述三氯化鐵和硫酸亞鐵溶解在無(wú)氧水中形成三氯化鐵和硫酸亞鐵混合溶液；所述三氯化鐵和硫酸亞鐵的摩爾比為3～4:1，所述聚氨酯海綿與所述三氯化鐵和硫酸亞鐵混合溶液的體積為1:3～4。

27、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，若所述微氧移動(dòng)生物床池(3)中溶解氧高于2.0mg/l時(shí)，關(guān)閉光源；

28、若所述微氧移動(dòng)生物床池(3)中溶解氧低于0.5mg/l時(shí)，啟動(dòng)光源。

29、在本發(fā)明某些實(shí)施方式中，所述活性污泥中厭氧污泥和好氧污泥的質(zhì)量比為(1:1)～(1:1.5)；

30、所述厭氧消化池中活性污泥濃度高于8000mg/l，水力停留時(shí)間不低于48h；

31、所述微氧移動(dòng)生物床池中活性污泥的濃度為5000～8000mg/l，水力停留時(shí)間為24～48h。

32、本發(fā)明提供了一種厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，包括進(jìn)水管(1)；與所述進(jìn)水管相通的厭氧消化池(2)；所述厭氧消化池的外圍設(shè)有環(huán)形折流板(8)；套設(shè)在所述環(huán)形折流板外的微氧移動(dòng)生物床池(3)；微氧移動(dòng)生物床池(3)的池壁為陽(yáng)離子交換膜(6)；微氧移動(dòng)生物床池(3)內(nèi)混合有fe3o4-聚氨酯載體(7)和活性污泥；套設(shè)在所述微氧移動(dòng)生物床池外的光合反應(yīng)池(4)；所述微氧移動(dòng)生物床池的頂部的內(nèi)壁上沿設(shè)置有環(huán)形出水堰(9)；所述環(huán)形出水堰(9)下穿設(shè)有出水管(10)；所述厭氧消化池(2)、微氧移動(dòng)生物床池(3)和光合反應(yīng)池(4)中均設(shè)有潛水?dāng)嚢杵鳌１景l(fā)明提供的上述系統(tǒng)能夠消除廢水中絕大多數(shù)含氮環(huán)狀化合物和氮污染物，從而替代傳統(tǒng)缺氧-好氧生物降解工藝，大幅減少?gòu)U水處理成本，提升物料、能源利用效率。處理后的出水減毒效果好，可生化性明顯提升。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：環(huán)狀有機(jī)物開(kāi)環(huán)效率最高可達(dá)90％以上，苯酚、對(duì)甲酚去除最顯著，均為96％以上；3,5-二甲酚作為難降解酚類，去除率接近90％；氮雜環(huán)化合物喹啉、吲哚去除率也高于90％；出水減毒效果最佳，毒性單位tu(以四膜蟲(chóng)測(cè)試)由原水的100降至0.1，出水可生化性明顯提升bod/cod＝0.55，高于原水(0.49)

技術(shù)特征：

1.一種厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，其特征在于，包括進(jìn)水管(1)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述微氧移動(dòng)生物床池(3)內(nèi)fe3o4-聚氨酯載體(7)的含量為10～30vol％；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述厭氧消化池(2)、微氧移動(dòng)生物床池(3)和光合反應(yīng)池(4)的體積比為1:1:2～4。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，其特征在于，光合反應(yīng)池(4)內(nèi)部設(shè)有人工光源(13)；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述微氧移動(dòng)生物床池的池溢流堰下方設(shè)有多參數(shù)水質(zhì)監(jiān)測(cè)器(11)；

6.一種采用權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述厭氧-微氧-光合生物處理系統(tǒng)降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物的方法，包括以下步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述fe3o4-聚氨酯載體按照以下方法制得：

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，若所述微氧移動(dòng)生物床池(3)中溶解氧高于2.0mg/l時(shí)，關(guān)閉光源；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述活性污泥中厭氧污泥和好氧污泥的質(zhì)量比為(1:1)～(1:1.5)；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種厭氧?微氧?光合生物處理系統(tǒng)及其降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物的方法，煤化工廢水經(jīng)過(guò)厭氧消化池后進(jìn)入微氧移動(dòng)生物床池，經(jīng)過(guò)Fe3O4?聚氨酯載體的生物膜降解后，光合反應(yīng)池通過(guò)陽(yáng)離子交換膜提供微氧移動(dòng)生物床池所需的氧氣和吸收同化降解產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)環(huán)形出水堰的攔截后，通過(guò)出水管流出，完成降解煤化工廢水中氮雜環(huán)狀化合物。該處理系統(tǒng)能夠消除廢水中絕大多數(shù)含氮環(huán)狀化合物和氮污染物。

技術(shù)研發(fā)人員：汪炎,鄭夢(mèng)啟,王杰,梅紅,杜玉瑩,陳明月,李曉茉莉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：東華工程科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10