CN110937687B - 基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，包括好氧反应器、缺氧反应器和连通二者的反应器连接通道，所述好氧反应器和缺氧反应器上分别设置有苯胺废水入口、净化水出口；所述好氧反应器内设置有无泡曝气膜组件，后者包括气室和至少一束中空纤维膜束；所述气室通过空气进气管与外部空气源相连通；所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜丝束成一束，中空纤维膜束的一端封闭，另一端开口并固定在气室的壁面上；所述缺氧反应器内分散设置有作为反硝化菌载体的悬浮填料。本发明同时公开了采用上述系统进行苯胺废水深度处理的方法。本发明在无机械曝气的条件下实现苯胺废水的降解并能深度脱氮，出水水质符合城镇污水排放标准。

Description

基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法及系统

技术领域

本发明涉及一种苯胺废水处理工艺，特别是指一种基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法及系统。

背景技术

苯胺是一种广泛在印染、树脂等化工领域使用的重要的有机化工原料。在芳香胺类化合物家族中，苯胺由于应用广泛，易挥发，导致苯胺废水的来源广泛，对人类和其他生物具有很强威胁性。表现在苯胺可以通过皮肤吸收和呼吸道吸收等途径被人体吸收，它和血红蛋白结合转化成亚甲基血红蛋白，导致氧气摄取障碍。苯胺类化合物中又由于存在芳香环不易被微生物降解，因此处理苯胺废水尤其是高浓度的苯胺废水一直是水处理领域中的一个重要分支。

现有的处理苯胺废水的方法主要分为物理法、化学法和生物法。物理法包括吸附法、萃取法和膜分离法，这些方法都是物理过程，经过处理的苯胺废水只是在某一地方富集，本身的结构和性质并没有改变。化学法主要包括有电化学法、芬顿氧化法、超临界氧化法、臭氧氧化法等。主要原理多为利用氧化还原的原理降解苯胺为小分子物质或者无机物。生物法主要是利用微生物的生理代谢活动来降解苯胺。

生物法是处理苯胺废水的常用方法，由于苯胺具有较强的生物毒性，传统的生物法处理工艺难以实现对苯胺进行高效降解，特别是处理高浓度苯胺废水时，往往需要将其稀释为低浓度之后再进行生物处理。

膜生物反应器是在生物法废水处理中常常用到的一类装置，其关键部件为膜组件。现在市面上用于苯胺废水处理的膜组件所用膜丝为亲水性材质，强调出水通量大，膜材质上易生长生物膜造成膜污染，使膜通量下降，严重影响出水水质，因此需要频繁清洗和定期更换膜组件以提高膜通量，这是此类膜生物反应器的主要弊端。

综上所述，生物法由于成本低、操作简单、不易产生二次污染，成为比物理法和化学法更具前景的方法。但现阶段的生物处理工艺存在对苯胺的降解效率低，难以处理高浓度苯胺废水；曝气阶段由于苯胺具有挥发性，传统工艺往往会吹脱苯胺造成一定危害；采用膜组件的处理工艺需频繁清洗膜组件，出水总氮达不到要求等缺点。因此急需一种经济有效同时利用生物工艺处理高浓度苯胺废水的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种苯胺废水处理效果好的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法及系统。

为实现上述目的，本发明所设计的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，包括好氧反应器和缺氧反应器，所述好氧反应器上设置有用于输入苯胺废水的苯胺废水入口；所述缺氧反应器上设置有用于输出经过反硝化菌处理后的净化水的净化水出口；所述好氧反应器、所述缺氧反应器之间设置有用于将经前者处理后得到的硝态氮废水导入后者中的反应器连接通道；所述好氧反应器内设置有无泡曝气膜组件，所述无泡曝气膜组件包括用于分布气体气室和至少一束中空纤维膜束；所述气室通过空气进气管与外部空气源相连通，其内部空间与外部空间相互密封；所述中空纤维膜束由多根中空纤维膜丝束成一束，其一端的中空纤维膜丝封闭并伸入气室外的好氧反应器内空间中，另一端的中空纤维膜丝开口并固定在气室的壁面上，使得各中空纤维膜丝的内部与气室内部连通，外部暴露于气室外的好氧反应器内空间中；所述缺氧反应器内分散设置有作为反硝化菌载体的悬浮填料。

优选地，所述好氧反应器的上部设置有三相分离罩，所述三相分离罩包括顶板和斜板，二者构成不含底面的圆台形筒体，所述斜板的下部边缘向内弯折形成挡泥板；所述三相分离罩的上部设置有用于排出气体的气体收集管。所述三相分离罩可将污泥阻挡在其下方(主要是斜板和挡泥板的作用)，将处理后的废水从外侧排出，同时收集挥发的苯胺和曝气产生的多余气体并将其从好氧反应器内排出。

优选地，该苯胺废水深度处理系统还包括废水收集槽和废水输送泵，以及起缓冲收集作用的气袋；所述废水收集槽经废水输送泵和苯胺废水输送管，与好氧反应器的苯胺废水入口相连；所述气袋的入口与所述气体收集管相连，所述气袋的出口通过管道引出至废水收集槽内。通过将好氧反应器挥发的苯胺收集返回到进水箱中，可避免传统曝气方式将废水中的易挥发的苯胺带入空气中引起二次污染的问题。

优选地，所述气室固定在三相分离罩的顶板中心，其底部共用三相分离罩的顶板。

优选地，所述悬浮填料采用按如下步骤制得的轻质多孔凝胶生物炭：

1)将生物质于厌氧环境在马弗炉中煅烧热解，制得生物炭，洗涤后破碎筛分至合适粒径；

2)将步骤1)制得的颗粒生物炭加入海藻酸-聚乙烯醇的混合溶液中搅拌均匀，搅拌的同时加入碳酸钙粉末；

3)将步骤2)所得混合物加入氯化钙溶液中交联成凝胶球，取出凝胶球，浸泡在盐酸溶液中形成多孔凝胶球；

4)将步骤3)制得的多孔凝胶球洗净后置于氯化钙和硼酸的混合溶液中充分交联，制得粒径为4～6mm的轻质多孔凝胶生物炭填料。

轻质多孔凝胶生物炭采用粒径较大的生物炭既保留了生物炭保一部分的孔隙结构，又增加了制得凝胶球的空隙度和粗糙度，有利于微生物的附着。同时，生物质高温裂解之后生成具有石墨烯结构的生物炭，具有一定的导电能力，有利于反硝化过程中的电子传递，促进反硝化，提高反硝化速率。

优选地，所述中空纤维膜束的上端设置有集束套筒，下端设置有集束底座，所述中空纤维膜束的各中空纤维膜丝的上端汇集并胶粘固定在集束套筒内，下端汇集并胶粘固定在集束底座上。

优选地，所述中空纤维膜丝采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜，其孔径为0.1μm，内径为1.2mm，外径为2.2mm。

优选地，所述缺氧反应器内还设置有导流板、隔离网和搅拌桨中的一个或多个；所述导流板设置在反应器连接通道旁，可将后者出水导向缺氧反应器的底部；所述隔离网设置在缺氧反应器的净化水出口前，避免悬浮填料流出；搅拌桨的作用是通过搅拌提高泥水混合程度，更好地排出反硝化产生的氮气，并使悬浮填料上老化的生物膜易于脱落。

本发明同时提供了一种基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法，该系统采用前述苯胺废水深度处理系统，并且包括如下步骤：

1)在好氧反应器中加入污水厂AAO工艺中的好氧池污泥，同时接种苯胺降解菌，在好氧条件下进行挂膜；在缺氧反应器加入污水厂AAO工艺中的缺氧池污泥，在缺氧条件下进行挂膜；

2)将苯胺废水连续引入好氧反应器中，同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气；苯胺废水在好氧反应器底部的生化反应区被苯胺降解菌降解后进入好氧反应器上层的沉淀分离区，再经过反应器连接通道进入缺氧反应器；

3)在缺氧反应器中，污水在悬浮填料的生物膜和活性污泥附着的生物膜的作用下得到充分脱氮，出水达到水质排放要求，从净化水出口排放。

优选地，所述苯胺降解菌采用命名为代尔夫特菌属(Delftia sp.)AD1的高效苯胺降解菌，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M 2019285。该高效苯胺降解菌已公开在本申请人在先专利申请《高效苯胺降解菌及其在含苯胺废水处理中的应用》(申请号201910655655.5，公开号CN110373352A)中，其具有耐受苯胺浓度范围广(400-1200mg/L)、苯胺降解效率高(投加至苯胺浓度为600mg/L的SBR反应器中运行72h，苯胺降解效率可达100％)、耐受盐度高(可达10000mg/L)和耐受pH范围广(在pH＝5～9范围内能进行生长)等优点。

优选地，所述步骤1)中，采用高效苯胺降解菌挂膜的具体步骤如下：1.1)将高效苯胺降解菌AD1接种于苯胺浓度为400～600mg/L的无机盐培养基中，在28～30℃、160～180r/min的摇床中振荡培养48～72h；1.2)在72h时进行细菌生长密度OD₆₀₀的测定，取OD₆₀₀在0.6～0.8、处于生长对数期的菌液接种在好氧反应器中，接种菌液为好氧反应器容积的10～15％，其余容积加入人工配制的200～400mg/L苯胺溶液作为模拟废水以避免在挂膜期间直接采用实际废水可能因存在其他有害物质而产生不利影响；1.3)将好氧反应器出水回流至好氧反应器的苯胺废水入口，同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气，2～3周后完成好氧反应器的挂膜，取消回流。

优选地，所述步骤1)中，缺氧反应器挂膜的具体步骤如下：在缺氧反应器加入污水厂缺氧池的污泥，加入悬浮填料和培养液，低速搅拌，好氧反应器取消回流之后，污水流入缺氧反应器，反应器持续运行，3～4周之后完成缺氧反应器的挂膜，将多余底泥从排泥口排出。

优选地，所述步骤2)中，苯胺废水的浓度为400～800mg/L。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)好氧反应器采用无泡曝气膜组件，这种疏水的膜组件既可以避免过量的氧气消耗，又可以利用膜丝疏水、曝气的特性，减少膜污染的形成不易引起膜孔的堵塞，从而减少频繁清洗膜丝的麻烦。

2)苯胺废水在好氧反应器中被苯胺降解菌降解为硝态/亚硝态氮，在缺氧反应器中被反硝化细菌降解为氮气，结合高效苯胺降解菌AD1，苯胺的降解率可达到90％，总氮去除率可达到80％。

3)缺氧反应器中，附着于悬浮填料上的生物膜与填料结合紧密，系统抗冲击负荷能力强，生物多样化，污泥产量较活性污泥法低，能有效处理来自好氧反应器的废水，对总氮进一步去除。

4)本发明在无机械曝气和连续流的条件下实现苯胺废水的降解并能深度脱氮，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级排放A标准，兼具苯胺降解率高，脱氮效果好，运行稳定，管理方便等优点。

附图说明

图1为本发明所设计的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统的结构示意图。

图2为图1中好氧反应器与缺氧反应器的A-A向视图。

图3为图1中三相分离罩与无泡曝气膜组件的放大图。

其中：

好氧反应器100，包括：苯胺废水入口110、气室120、空气进气管121、中空纤维膜束130、集束套筒131、集束底座132、三相分离罩140、顶板141、斜板142、挡泥板143、气体收集管144；

缺氧反应器200，包括：净化水出口210、悬浮填料220、导流板230、隔离网240、搅拌桨250；

废水收集槽400，包括：苯胺废水输送管410、废水输送泵420、液体流量计430、阀门440；

以及：反应器连接通道300、气袋500、空气泵600、气体流量计610、单向阀700。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

如图1～3所示，本实施例提供的苯胺废水深度处理系统，包括好氧反应器100、缺氧反应器200、废水收集槽400、气袋500和空气泵600(作为空气源)，其中：

好氧反应器100和缺氧反应器200为连续设置的两个方形罐体。二者相邻的一侧上部设置有过流孔洞，作为反应器连接通道300连通两个反应器。好氧反应器100的另一侧下部设置有用于废水进水的苯胺废水入口110，缺氧反应器200的另一侧上部设置有用于净化后出水的净化水出口210。

好氧反应器100内设置有三相分离罩140和无泡曝气膜组件，本实施例中二者集成为一体。

三相分离罩140包括顶板141和斜板142，二者构成以斜板142为侧面且不含底面的圆台形筒体，斜板142的下部边缘向内弯折形成挡泥板143。顶板141上部外侧设置有气体收集管144。

无泡曝气膜组件包括气室120和多束中空纤维膜束130。

气室120为圆台形封闭筒体，固定在三相分离罩140的顶板141中心，其底部共用三相分离罩140的顶板141。气室120在反应器内隔离出一个密闭腔体，其内部通过空气进气管121与空气泵600相连。空气进气管121上设置有气体流量计610和单向阀700。

多束中空纤维膜束130的上端分散固定在气室120的底部(即顶板141中心区域)，另一端垂直固定在好氧反应器100的底部。中空纤维膜束130的制作方法为：将10-15根中空纤维膜丝的两端采用胶水(可采用ABS胶或环氧树脂)密封并分别固定到集束套筒131和集束底座132上，剪去膜丝顶端穿过集束套筒131的部分膜丝留出膜丝内腔的孔洞，再将集束套筒131螺纹连接至气室120底部预留的安装孔中，膜束的底端通过集束底座132固定至反应器底部。中空纤维膜丝采用聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维膜，其孔径为0.1μm，内径为1.2mm，外径为2.2mm。

缺氧反应器200内设置有悬浮填料220、导流板230、隔离网240和搅拌桨250。导流板230设置在反应器连接通道300旁，与后者所在的反应器侧壁平行，导流板230的三侧边与反应器相连，仅下侧边与反应器底板之间留有一定宽度的通道，可将反应器连接通道300出水向下导流至缺氧反应器200的底部。隔离网240设置在缺氧反应器200的净化水出口210前，避免悬浮填料220流出。搅拌浆250定期开动以排出反硝化积累的氮气，搅动填料脱除老化的生物膜。

悬浮填料220采用按如下步骤制得的轻质多孔凝胶生物炭：

1)将黍康、秸秆或艾草等生物质清洗干燥后在马弗炉中于厌氧环境和600℃下煅烧热解2h，将制得的生物炭用蒸馏水润洗三次，将颗粒过大的生物炭压碎，筛分得到粒径0.5～1mm的生物炭。

2)将制得的颗粒生物炭加入海藻酸-聚乙烯醇的混合溶液中搅拌均匀，在搅拌的同时加入碳酸钙粉末；

3)利用蠕动泵控制流速将混合液均匀泵入氯化钙溶液中交联成球，将凝胶球取出，浸泡在15％的盐酸溶液中20min形成多孔凝胶球，去离子水清洗3次；

4)在温度保持在4℃、含4％氯化钙和2％硼酸的混合溶液中交联过夜，制得轻质的多孔凝胶生物炭填料。

轻质多孔凝胶生物炭填料粒径为4mm～6mm，其采用粒径较大的生物炭既保留了生物炭一部分的孔隙结构，又增加了制得凝胶球的空隙度和粗糙度，有利于微生物的附着。

废水收集槽400内设置有废水输送泵420(潜水泵)，废水输送泵420的出口设置有苯胺废水输送管410，苯胺废水输送管410连接至好氧反应器100的苯胺废水入口110。气袋500的入口通过设有单向阀700的管道与气体收集管144相连，气袋500的出口通过管道引出至废水收集槽400内。

以下通过物料的流动路径对苯胺废水深度处理系统的工作流程作简要说明。

污水流动路径：好氧反应器100内分为下部的生化反应区和上部的沉淀出水区。污水的流动方向为废水输送泵420(潜水泵)从废水收集槽400中抽取污水至生化反应区底部，经过生化反应去除苯胺，再由三相分离罩140分离泥水进入沉淀出水区，最后通过反应器连接通道300流入缺氧反应器200。在缺氧反应器200中，污水经过导流板230导流到缺氧反应器200的底部，通过进一步降解脱氮后穿过隔离悬浮填料220的隔离网240从上侧净化水出口210出水。

气体流动路径：在好氧反应器100中，空气泵600提供氧气经过气室120缓冲、分布气体后进入中空纤维膜丝，透过中空纤维膜丝壁面上的微孔进入废水中，由于微孔尺寸小至0.1μm左右，气体分布均匀，当气速低于泡点气速时，不会产生可视气泡，故称为无泡曝气。好氧反应器100中的挥发性气体和多余空气经过三相分离罩140收集后，返回至废水收集槽400中进行二次处理，针对苯胺易挥发的特点，达到避免二次污染目的。

实施例2

本实施例提供了一种采用实施例1中系统的苯胺废水深度处理方法，包括快速启动阶段和稳定运行阶段，具体说明如下：

1)快速启动阶段

1.1)物料清单：

a)苯胺废水，水质指标为：苯胺浓度400mg/L，总COD为1164mg/L，TN为60mg/L，TP为0mg/L，氨氮为0mg/L，pH值为7.5。

b)好氧池/缺氧池污泥，分别来自武汉市某城镇污水处理厂AAO工艺中的好氧池和缺氧池，污泥浓度为6000-7000mg/L，好氧池DO为3.0-4.5mg/L，缺氧池DO为0.2-0.3mg/L。

c)苯胺降解菌，采用命名为代尔夫特菌属(Delftia sp.)AD1的高效苯胺降解菌，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M 2019285。

1.2)好氧反应器的启动步骤为：

a)取污水厂好氧池的活性污泥接种至好氧反应器100，接种的污泥量和反应器容积比为1:5～1:3；

b)将高效苯胺降解菌AD1接种于苯胺浓度为600mg/L的无机盐培养基中，在28℃、180r/min的摇床中振荡培养72h；

c)在72h时进行细菌生长密度OD₆₀₀的测定，取OD₆₀₀在0.6～0.8、处于生长对数期的菌液接种在好氧反应器100中，接种菌液为好氧反应器100容积的10～15％，其余容积加入人工模拟的苯胺废水；

d)将好氧反应器100出水从反应器连接通道300回流至好氧反应器100的苯胺废水入口110(回流操作需另加管道将反应器连接通道连接到苯胺废水入口，并在该管道上设置蠕动泵)，同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气，1-2周后完成好氧反应器100的挂膜，取消回流。

1.3)缺氧反应器的启动步骤为：

a)在缺氧反应器200中接种污水厂缺氧池的污泥，接种的污泥量和反应器容积比为1:5～1:3。

b)加入制得的轻质多孔凝胶生物炭填料和人工配制的培养液，低速搅拌，好氧反应器100取消回流之后，污水流入缺氧反应器200，反应器持续运行；

c)3～4周之后完成缺氧反应器200的挂膜，将多余底泥从排泥口排出。

1.4)经过4周的培养，对出水进行水质指标的鉴定分析，处理之后的高浓度苯胺废水中苯胺浓度降至10mg/L，TN平均浓度降至10mg/L，苯胺降解率达到97.5％，TN去除率达到83.3％，达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。

2)稳定运行阶段

2.1)进水指标

苯胺废水的水质指标为：苯胺浓度600mg/L，总COD为1435mg/L，TN为90.2mg/L，TP为0mg/L，氨氮为0mg/L，pH值为7.5。

2.2)运行流程

将苯胺废水从废水收集槽400连续泵入好氧反应器100中，同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气。苯胺废水在好氧反应器100底部的生化反应区被苯胺降解菌降解后进入好氧反应器100上层的沉淀分离区，再经过反应器连接通道300进入缺氧反应器200。挥发的苯胺和曝气多余的气体经过三相分离罩140收集并返回废水收集槽400。在缺氧反应器200中，污水在悬浮填料220的生物膜和活性污泥附着的生物膜的作用下得到充分脱氮，出水达到水质排放要求，从净化水出口210排放。

2.3)工艺参数控制

整套系统采用连续流的进水方式，水力停留时间控制在4h。好氧反应器100曝气模式为每小时曝气15min，保证好氧反应器100中溶解氧的含量不低于2mg/L。

利用pH计和溶解氧仪检测好氧反应器100和缺氧反应器200的指标，好氧反应器100中pH值在7.6左右波动，DO在4.0mg/L左右波动；缺氧池的pH值在8.3左右波动，DO在0.2mg/L左右波动。

2.4)出水指标

取好氧反应器100和缺氧反应器200出水区的水检测水质指标，好氧反应器100的出水苯胺浓度降至18mg/L，TN平均浓度为66.33mg/L，对应的苯胺降解率为97％，TN去除率为26.47％；缺氧反应器200的出水苯胺浓度为12mg/L，TN平均浓度降至8.0mg/L，对应的苯胺降解率为33.33％，TN去除率为87.93％。可见苯胺降解主要发生在好氧反应器100中，缺氧反应器200则主要负责对总氮的去除。整套苯胺废水深度处理系统对苯胺的降解率为98％，TN去除率为91.13％，出水指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。

实施例3

本实施例所采用的系统和方法与实施例2基本相同，区别在于：

1)苯胺废水的水质指标调整为：苯胺浓度800mg/L，总COD为1913mg/L，TN为120mg/L，TP为0mg/L，氨氮为0mg/L，pH值为7.5。

2)利用pH计和溶解氧仪检测好氧反应器100和缺氧反应器200的指标，好氧反应器100中pH值在7.8左右波动，DO在3.5mg/L左右波动，缺氧池的pH值在8.5左右波动，DO在0.2mg/L左右波动。

3)将气体收集管144出口放置在蒸馏水中，一次水力停留时间后测量水中吸收的苯胺浓度为15mg/L，由此可见高浓度苯胺废水易挥发问题不容忽视。

4)取好氧反应器100和缺氧反应器200出水区的水来检测水质指标，好氧反应器100的出水苯胺浓度降至50mg/L，TN平均浓度为95mg/L，对应的苯胺降解率为93.75％，TN去除率为20.1％；缺氧反应器200的出水苯胺浓度为45mg/L，TN平均浓度降至10mg/L，对应的苯胺降解率为10％，TN去除率为89.5％。可见苯胺降解主要发生在好氧反应器100中，缺氧反应器200则主要负责对总氮的去除。整套苯胺废水深度处理系统对苯胺的降解率为94.38％，TN去除率为91.6％，出水指标符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。

Claims (10)

1.一种基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，包括好氧反应器（100）和缺氧反应器（200），其特征在于：

所述好氧反应器（100）上设置有用于输入苯胺废水的苯胺废水入口（110）；

所述缺氧反应器（200）上设置有用于输出经过反硝化菌处理后的净化水的净化水出口（210）；

所述好氧反应器（100）、所述缺氧反应器（200）之间设置有用于连通二者的反应器连接通道（300）；

所述好氧反应器（100）内设置有无泡曝气膜组件，所述无泡曝气膜组件包括气室（120）和至少一束中空纤维膜束（130）；所述气室（120）通过空气进气管（121）与外部空气源相连通，其内部空间与外部空间相互密封；

所述中空纤维膜束（130）由多根中空纤维膜丝束成一束，其一端的中空纤维膜丝封闭并伸入气室（120）外的好氧反应器（100）内空间中，另一端的中空纤维膜丝开口并固定在气室（120）的壁面上，使得各中空纤维膜丝的内部与气室（120）内部连通，外部暴露于气室（120）外的好氧反应器（100）内空间中；

所述缺氧反应器（200）内分散设置有作为反硝化菌载体的悬浮填料（220）。

2.根据权利要求1所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：所述好氧反应器（100）的上部设置有三相分离罩（140），所述三相分离罩（140）包括顶板（141）和斜板（142），二者构成不含底面的圆台形筒体，所述斜板（142）的下部边缘向内弯折形成挡泥板（143）；所述三相分离罩（140）的上部设置有用于排出气体的气体收集管（144）。

3.根据权利要求2所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：该苯胺废水深度处理系统还包括废水收集槽（400）和废水输送泵（420），以及起缓冲收集作用的气袋（500）；所述废水收集槽（400）经废水输送泵（420）和苯胺废水输送管（410），与好氧反应器（100）的苯胺废水入口（110）相连；所述气袋（500）的入口与所述气体收集管（144）相连，所述气袋（500）的出口通过管道引出至废水收集槽（400）内。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：所述悬浮填料（220）采用按如下步骤制得的轻质多孔凝胶生物炭：

1）将生物质于厌氧环境在马弗炉中煅烧热解，制得生物炭，洗涤后破碎筛分至合适粒径；

2）将步骤1）制得的颗粒生物炭加入海藻酸-聚乙烯醇的混合溶液中搅拌均匀，搅拌的同时加入碳酸钙粉末；

3）将步骤2）所得混合物加入氯化钙溶液中交联成凝胶球，取出凝胶球，浸泡在盐酸溶液中形成多孔凝胶球；

4）将步骤3）制得的多孔凝胶球洗净后置于氯化钙和硼酸的混合溶液中充分交联，制得粒径为4~6mm的轻质多孔凝胶生物炭填料。

5.根据权利要求1~3中任一项所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：所述中空纤维膜束（130）的上端设置有集束套筒（131），下端设置有集束底座（132），所述中空纤维膜束（130）的各中空纤维膜丝的上端汇集并胶粘固定在集束套筒（131）内，下端汇集并胶粘固定在集束底座（132）上。

6.根据权利要求5所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：所述中空纤维膜丝采用聚偏氟乙烯中空纤维膜，其孔径为0.1μm，内径为1.2mm，外径为2.2mm。

7.根据权利要求1~3中任一项所述的基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理系统，其特征在于：所述缺氧反应器（200）内还设置有导流板（230）、隔离网（240）和搅拌桨（250）中的一个或多个；所述导流板（230）设置在反应器连接通道（300）旁，可将后者出水导向缺氧反应器（200）的底部；所述隔离网（240）设置在缺氧反应器（200）的净化水出口（210）前，避免悬浮填料（220）流出。

8.一种基于改进无泡曝气膜组件的苯胺废水深度处理方法，其特征在于：采用如权利要求1~7中任一项所述的苯胺废水深度处理系统，并且包括如下步骤：

1）在好氧反应器（100）中加入污水厂AAO工艺中的好氧池污泥，同时接种苯胺降解菌，在好氧条件下进行挂膜；在缺氧反应器（200）加入污水厂AAO工艺中的缺氧池污泥，在缺氧条件下进行挂膜；

2）将苯胺废水连续引入好氧反应器（100）中，同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气；苯胺废水在好氧反应器（100）底部的生化反应区被苯胺降解菌降解后进入好氧反应器（100）上层的沉淀分离区，再经过反应器连接通道（300）进入缺氧反应器（200）；

3）在缺氧反应器（200）中，污水在悬浮填料（220）的生物膜和活性污泥附着的生物膜的作用下得到充分脱氮，出水达到水质排放要求，从净化水出口（210）排放。

9.根据权利要求8所述的苯胺废水深度处理方法，其特征在于：所述苯胺降解菌采用命名为代尔夫特菌属（Delftia sp.）AD1的高效苯胺降解菌，已保藏于中国典型培养物保藏中心，保藏编号为：CCTCC NO：M 2019285。

10.根据权利要求9所述的苯胺废水深度处理方法，其特征在于：所述步骤1）中，采用高效苯胺降解菌挂膜的具体步骤如下：

1.1）将高效苯胺降解菌AD1接种于苯胺浓度为400~600mg/L的无机盐培养基中，在28~30℃、160~180r/min的摇床中振荡培养48~72h；

1.2）在72h时进行细菌生长密度OD₆₀₀的测定，取OD₆₀₀在0.6~0.8、处于生长对数期的菌液接种在好氧反应器（100）中，接种菌液为好氧反应器（100）容积的10~15%，其余容积加入人工配制的200~400mg/L苯胺溶液作为模拟废水；

1.3）将好氧反应器（100）出水回流至好氧反应器（100）的苯胺废水入口（110），同时通过无泡曝气膜组件进行无泡曝气，2~3周后完成好氧反应器（100）的挂膜，取消回流。

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