申请日2019.09.29
公开(公告)日2019.12.03
IPC分类号C02F3/32; C02F3/34; C12M1/00; C12M1/12; C02F1/44; C02F1/30; C02F101/34
摘要
本发明提供用于净化含酚废水的膜‑光生物反应器及其使用方法，属于废水处理技术领域，膜‑光生物反应器内设置一超滤膜组件，超滤膜组件的设置能够实现对微藻细胞的完全拦截，实现了利用含酚废水对微藻的连续培养，连续进入的含苯酚废水为反应器内微藻的生长提供了充足的生长所需的营养盐，从而有效去除含苯酚废水中的苯酚。膜‑光生物反应器的使用方法包括，将处于对数生长期的微藻接种至膜‑光生物反应器中;向反应器内供应含酚废水，微藻培养，净化含酚废水;将净化后水通过超滤膜组件和抽滤泵排出反应器。使用方法简单可行，运行状况较好，实现了对含苯酚废水中氮磷和苯酚的高效去除。
权利要求书
1.用于净化含酚废水的膜-光生物反应器，其特征在于，膜-光生物反应器内设置一超滤膜组件，所述膜-光生物反应器利用含酚废水对微藻进行连续培养。
2.根据权利要求1所述的膜-光生物反应器，其特征在于：所述超滤膜组件的材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.01μm。
3.根据权利要求1所述的膜-光生物反应器，其特征在于：所述含酚废水为苯酚浓度<300mg/L的废水。
4.根据权利要求1所述的膜-光生物反应器，其特征在于：所述膜-光生物反应器表面1-3cm处设有光照，所述光照由2-5个功率为9W的LED灯提供。
5.权利要求1-4任一项所述的膜-光生物反应器的使用方法，其特征在于：包括，
将微藻培养至对数生长期;
将处于对数生长期的微藻接种至膜-光生物反应器中;
向反应器内供应含酚废水，微藻培养，净化含酚废水;
将净化后水通过超滤膜组件和抽滤泵排出反应器。
6.根据权利要求5所述的使用方法，其特征在于：所述微藻选自小球藻、栅藻、念珠藻、月牙藻中的至少1种。
7.根据权利要求5所述的用于净化含酚废水的使用方法，其特征在于：所述微藻的接种浓度均为0.1-0.5g/L。
8.根据权利要求5所述的用于净化含酚废水的使用方法，其特征在于：所述含酚废水为苯酚浓度<300mg/L的废水。
9.根据权利要求5所述的用于净化含酚废水的使用方法，其特征在于：所述进水流量和出水流量相等。
10.根据权利要求5所述的用于净化含酚废水的使用方法，其特征在于：所述膜-光生物反应器内的水力停留时间为2-3d，微藻固体停留时间为10-40d。
说明书
用于净化含酚废水的膜-光生物反应器及其使用方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及用于净化含酚废水的膜-光生物反应器及其使用方法。
背景技术
随着经济的快速发展，社会生产力的不断提高，工业污水的排放量剧增。炼焦、炼油、塑料、造纸、纺织、陶瓷等化工行业产生的有机污染废水中含有大量的苯酚。苯酚可以通过接触皮肤或者通过呼吸系统进入人体，毒性高、不易降解、对人体健康有害。如长期饮用苯酚污染的水，可引起慢性中毒反应，出现头晕、头痛、皮疹、食欲下降、呕吐、腹泻等消化道症状。目前处理含酚废水的主要手段有生物处理方法如活性污泥法、酶处理技术、固定化微生物技术。物理法如吸附法、液膜法、溶剂萃取法。化学法如氧化法、沉淀法、光催化法。物理法和化学法相比于生物法存在成本高、有二次污染且低浓度下处理不经济等缺点。生物化学法处理废水成本低、二次污染小，所以一直是研究的热点。
微藻因具有较大的吸附能力和生物降解能力，越来越多地用于有机物的去除，例如芳香族化合物、类固醇化合物、农药、油类污染物等。微藻在生长繁殖过程中，能将水体中的有机化合物作为同化碳源、氮源及硫源来富积吸收，故微藻能降解如农药、碳氢化合物、多环芳烃、金属有机物等多种有机化合物。自二十世纪五十年代Oswald等人提出利用微藻处理废水至今，微藻资源已经被利用在水质净化、水质监测、医疗保健、生物饲料等等许多方面。之后学者们又研究发现小球藻、栅藻、月牙藻、扁藻、棕鞭藻、鞘丝藻、念珠藻、颤藻等能降解酚类化合物，并进行了相关的机理与应用研究。目前，人们开展了各种藻类生物反应器的研究，以期实现微藻的高产率和废水处理的高效率，但这些处理系统大多结构较复杂，操作难度大，很难达到理想的废水处理效果。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够实现对微藻细胞的完全拦截，实现利用含酚废水对微藻进行连续培养，有效去除含苯酚废水中的苯酚的用于净化含酚废水的膜-光生物反应器。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：用于净化含酚废水的膜-光生物反应器，膜-光生物反应器内设置一超滤膜组件，膜-光生物反应器利用含酚废水对微藻进行连续培养。本发明膜-光生物反应器内超滤膜组件的设置能够实现对微藻细胞的完全拦截，实现含苯酚废水的连续进出水操作同时又避免微藻细胞的流失;此外，连续进入的含苯酚废水为反应器内微藻的生长提供了充足的生长所需的营养盐，实现了相比于批次培养更高效的培养，反应器内的微藻浓度富集到了远高于批次培养的水平，从而有效去除含苯酚废水中的苯酚。
根据本发明一实施方式，超滤膜组件的材质为聚偏氟乙烯，膜孔径为0.01μm。
根据本发明一实施方式，含酚废水为苯酚浓度<300mg/L的废水。较低浓度的苯酚可作为微藻异养生长的有机碳源，从而促进微藻的快速生长。与此相反，当废水中苯酚浓度较高时，微藻的生长则明显受到了抑制。
根据本发明一实施方式，膜-光生物反应器表面1-3cm处设有光照，光照由2-5个功率为9W的LED灯提供。
本发明的第二个目的在于提供一种运行状况较好，实现了对含苯酚废水中氮磷和苯酚的高效去除的上述膜-光生物反应器的使用方法，包括，
将微藻培养至对数生长期;
将处于对数生长期的微藻接种至膜-光生物反应器中;
向反应器内供应含酚废水，微藻培养，净化含酚废水;
将净化后水通过超滤膜组件和抽滤泵排出反应器。
根据本发明一实施方式，微藻选自小球藻、栅藻、念珠藻、月牙藻中的至少1种。
根据本发明一实施方式，微藻的接种浓度均为0.1-0.5g/L。
根据本发明一实施方式，含酚废水为苯酚浓度<300mg/L的废水。
根据本发明一实施方式，进水流量和出水流量相等。
根据本发明一实施方式，膜-光生物反应器内的水力停留时间为2-3d，微藻固体停留时间为10-40d。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明膜-光生物反应器内超滤膜组件的设置能够实现对微藻细胞的完全拦截，实现含苯酚废水的连续进出水操作同时又避免微藻细胞的流失;此外，连续进入的含苯酚废水为反应器内微藻的生长提供了充足的生长所需的营养盐，利用微藻的生长，实现了相比于批次培养更高效的培养，反应器内的微藻浓度富集到了远高于批次培养的水平，从而有效去除含苯酚废水中的苯酚。本发明膜-光生物反应器膜-光生物反应器利用含酚废水对微藻进行连续培养，使用方法简单可行，运行状况较好，实现了对含苯酚废水中氮磷和苯酚的高效去除。
本发明采用了上述技术方案提供用于净化含酚废水的膜-光生物反应器及其使用方法，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。（发明人李晨;高锋;杨紫嫣;杨红丽）
