[發明專利]一種生物活化曝氣工藝處理水體中痕量PPCPs的方法

有效

• 申請號: 201110321475.7
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102424501A
• 公開（公告）日: 2012-04-25
• 發明（設計）人: 張銳堅;黃少斌;崔彬;許輔乾;張永清
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F3/32
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 宮愛鵬

技術領域

本發明涉及環保領域的水處理技術，特別涉及生活污水處理技術和微污染天然水體的處理。

背景技術

PPCPs(藥品和個人護理用品)包括各種的處方藥和非處方藥，如新型的生物基因藥物、抗生素、類固醇、消炎藥、鎮靜劑、營養品、香料、化妝品、香皂、洗發水等。PPCPs最早在1999年出版的《Environmental?Health?Perspectives》中由Christian?G.Daughton提出，隨著PPCPs被檢測出普遍存在于各種水體中(包括河流、地表水、飲用水)，PPCPs對環境和人類的影響已引起廣泛的關注(水體中常見的PPCPs見表1)。

表1水體中常見的PPCPs

作為人和牲畜使用的藥物，PPCPs分子具有生物活性，且部分還帶有酸性或者堿性的官能團，人或家畜使用后，大部分不能被人或家畜吸收，而是以糞便等方式排到外界環境中，從而進入水體。PPCPs具有以下特點：①含量低，在水體中一般以10^-6g/L存在；②在自然界中穩定存在，難以通過微生物作用自然降解；③具有生物積累性和長期危害性。隨著人口的增加和動植物新疾病的涌現，未來一段長時間內，PPCPs在類型和數量上的使用將不斷增長。盡管水體中的PPCPs不會給人體帶來直接而快速的影響，然而PPCPs長期作用于水生態系統，能引起特殊的生理作用。認為PPCPs的親脂性令其可順利通過細胞膜，這類污染物回到生物鏈，最終影響人類及其他生物的正常生理功能，可導致嚴重和不可預計的后果。

STPs(傳統的污水處理構筑物)是通過組合微生物不同的缺氧和需氧條件，用以脫除污水中的有機物和含氮化合物。傳統STPs的微生物處理不能有效脫除對環境影響較大的痕量PPCPs，與此同時，PPCPs亦不能在天然水體中的微生物作用下生物降解。隨著大量PPCPs被廣泛使用，應特別重視水體中的PPCPs，如不能有效處理并控制排放到水體中的PPCPs，必將帶來嚴重的環境污染和生態破壞。

目前對PPCPs的控制技術研究主要有：臭氧氧化、高級氧化技術(如UV和UV/H₂O₂氧化；芬頓氧化等)、納濾技術(NF)和微生物技術等。其中，微生物技術能實現PPCPs的高效生物吸附和生物降解，該技術的研究、開發和應用，可控制污水廠排放的PPCPs總量和減少水體中痕量PPCPs，大大提高水環境水體安全性，改善人們的生活環境。然而，采用微生物處理痕量PPCPs仍存在微生物量不足、生物膜載體比表面積和氧利用率低等技術問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種生物活化曝氣工藝處理水體中痕量PPCPs的方法。本發明利用不光滑的絲狀纖維增加生物膜載體比表面積和微生物量，利用三級好氧曝氣設備提高氧利用效率。在上述技術環境和可利用的碳源少的條件下，微生物處在內源代謝階段，能高效降解水體中的痕量PPCPs。

本發明通過下述技術方案實現：

一種生物活化曝氣工藝處理水體中痕量PPCPs的方法，具體包括下述步驟：

(1)加入生物活化劑

在生物活化曝氣好氧處理前3～5天，每天向一級好氧池中投加總濃度為10～80mg/L的生物活化劑，正常運行期間不須加入；

(2)曝氣漸變的分級好氧處理

將含痕量PPCPs的水體進行三級好氧處理，曝氣量為第一級∶第二級∶第三級＝5～4∶3～2∶2～1；進水速度0.01m/s～0.1m/s，在曝氣池的停留時間根據池的容積和水流速而改變，曝氣運行10～20小時；

所述第一級好氧處理：在第一級好氧處理池中通過微孔曝氣頭和掛膜的填料均勻布設創造厭氧、兼氧和好氧環境；

所述第二級好氧處理：在第二級好氧處理池中通過微孔曝氣頭和掛膜的填料均勻布設創造兼氧和好氧環境；

所述第三級好氧處理：在第三級好氧處理池中通過微孔曝氣頭和掛膜的填料均勻布設創造好氧環境；

所述填料均為不光滑的絲狀纖維，單個不光滑絲直徑0.01～1mm，比表面積達500～5000m²/m³。