新型藻類—活性污泥耦合反應(yīng)器及去除抗生素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療、制藥、牲畜養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域的廢水處理系統(tǒng)，尤其涉及一種新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器及去除抗生索的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]醫(yī)療、制藥、牲畜養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等領(lǐng)域，都要產(chǎn)生大量富含抗生素的廢水。最近有報紙公開報道，2013年我國的抗生素使用量達16.2萬噸，約占世界用量的一半，其中52%為獸用，48%為人用，超過5萬噸抗生素被排入自然界的水土環(huán)境中，給以地表水作為飲用水水源的地區(qū)的水質(zhì)安全帶來了巨大的威脅。抗生素殘留的危害主要體現(xiàn)在兩方面:一是對環(huán)境中微生物群落以及水生生物、植物、動物的種群結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)轉(zhuǎn)移方式產(chǎn)生一定的影響，進而破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡，而環(huán)境中的抗生素可以在食物鏈生物中蓄積并沿食物鏈傳遞;二是長期處于低劑量抗生素環(huán)境中會誘發(fā)耐藥菌的產(chǎn)生，最終對人類健康構(gòu)成極大的威脅。
[0003]所以，含有抗生素的廢水在進入自然界的水體之前，必須進行必要的處理，達到安全無害的要求后方可排放。其中生物處理方法就是處理有機污染物廢水的常用技術(shù)之一。生物法處理過程實際上是由微生物參與進行的有機分解過程，微生物主要是藻類、細菌和原生動物等。此技術(shù)可以顯著降低污水處理的運行費用，常用于制藥廢水的處理。
[0004]目前國內(nèi)外采用生物法處理有機污染物廢水的最常用方法為活性污泥工藝，其去除機理為生物氧化與生物吸附?；钚晕勰嗪胸S富的微生物群落(主要指細菌)，可以通過生物代謝將有機污染物降解，同時當(dāng)有機污染物在固相中的分配系數(shù)較高時，活性污泥的物理化學(xué)吸附作用也很重要，部分未被生物降解的目標化合物可以通過活性污泥的吸附作用從水相轉(zhuǎn)移至污泥固相中。但最重要的是，由于抗生素多為抗微生物藥物，能直接殺死污泥中某些細菌或抑制其生長，影響污泥中微生物的種類和群落組成，降低微生物對污染物的去除能力，導(dǎo)致抗生素去除效率低下。所以，單一的活性污泥工藝去除抗生索的效果并不十分理想。
[0005]微藻作為重要的生物材料，逐漸被用于治理大氣污染和水污染中，如吸收固定C02、去除重金屬和有機污染物、污水中氮磷深度凈化等。微藻在抗生素去除方面的應(yīng)用也有報道，如去除四環(huán)素、諾氟沙星和阿莫西林。光是微藻生長的必要條件，微藻利用光能進行光合作用，不同波段的光波對微藻的作用不同，其中的紅光和藍光對微藻的作用最大。而現(xiàn)有常規(guī)的藻類工藝中所采用的補充光源多為白熾燈、熒光燈和高壓鈉燈等，這些光源的共同缺點是波長不能有效控制，發(fā)光效率低，大部分的電能都轉(zhuǎn)化為熱量，對微藻的光合輻射效率低。所以，單一的藻類工藝其處理效果也不理想，。尤其是抗生素廢水，具有成分復(fù)雜、有機污染物種類多、可生化性低、且具有生物毒性等特點，單一的藻類處理工藝也很難達到理想的效果。
[0006]為解決以上技術(shù)難題，本發(fā)明提供一種新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器及去除抗生索的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所提供的新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器及去除抗生索的方法，其主體思路是:第一步將抗生素廢水首先引入藻類反應(yīng)器進行初步處理，不僅能去除部分抗生素，還可有效降低能抑制污泥中某些微生物的抗生素活性;第二步再將已經(jīng)初步處理過的抗生素廢水經(jīng)過濾器過濾后進入活性污泥反應(yīng)器進一步作較為徹底的處理。得到對抗生素廢水的處理效率明顯優(yōu)于單一處理工藝的結(jié)果，且處理成本低廉。
[0008]本發(fā)明所提供的新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器，主要由氣栗1、恒溫水浴2、藻類反應(yīng)器8、過濾器11、活性污泥反應(yīng)器12等組成。其特征是藻類反應(yīng)器與活性污泥反應(yīng)器進行耦合，協(xié)同完成抗生素廢水的處理。其中的藻類反應(yīng)器8主要由植物生長燈8-1、內(nèi)管8-2、隔離管8-3、外管8-4、曝氣環(huán)8-5等組成;活性污泥反應(yīng)器12主要由外管12-1、內(nèi)管12-2、曝氣頭12-3、閥V 12-4、儲槽12-5等組成，外管12-1的底部呈錐形，減少污泥在死角處沉積。為確?？股貜U水在不采用栗送的情況下依靠自身重力實現(xiàn)相鄰設(shè)備之間的順暢流動，藻類反應(yīng)器8的底部必須高于過濾器11的頂部，而過濾器11的底部又必須高于活性污泥反應(yīng)器12的頂部。藻類是一種含葉綠素的植物，采用CO2鋼瓶4向藻類反應(yīng)器8中提供C02，再用植物生長燈8-1進行補光，可促進藻類進行光合作用。植物生長燈優(yōu)先采用紅光燈和藍光燈搭配使用。
[0009]本發(fā)明工藝簡潔、抗生素去除率高、節(jié)省能耗、設(shè)備少、體積小，與現(xiàn)有技術(shù)相比，明顯具有如下優(yōu)點:
[0010](I)本發(fā)明所提供的新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器，將待處理的抗生素廢水首先送入藻類反應(yīng)器進行初步處理，不僅去除部分抗生素，還可有效降低能抑制污泥中某些微生物的抗生素活性;再將抗生素廢水經(jīng)過濾器過濾后送入活性污泥反應(yīng)器進一步作較為徹底的處理，達到高效去除抗生索的目的。
[0011](2)藻類反應(yīng)器采用補充CO2和植物生長燈補光，有利于藻類進行光合作用，促使藻類迅速生長和繁殖。
[0012](3)藻類反應(yīng)器和活性污泥反應(yīng)器均采用氣栗提供帶正壓的空氣，經(jīng)恒溫水浴加熱到適宜的溫度后，再分別輸送到藻類反應(yīng)器底部的曝氣環(huán)和活性污泥反應(yīng)器底部的曝氣頭進行鼓泡，因氣泡內(nèi)空氣的密度小而上浮，帶動藻類反應(yīng)器和活性污泥反應(yīng)器中的抗生素廢水進行柔性動力定向循環(huán)流動，保護微生物細胞不受傷害。適宜的曝氣溫度有利于微生物的生長和繁殖。
[0013](4)采用本發(fā)明所提供的新型藻類一活性污泥耦合反應(yīng)器，來處理含有成分復(fù)雜的抗生素廢水，效率高、成本低、操作方便、環(huán)境友好?？蓱?yīng)用于其它有機物廢水如農(nóng)藥以及重金屬廢水等的處理，具有極其廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖1中:1.氣栗，2.恒溫水浴，3.閥I，4.CO2鋼瓶，5.