[發明專利]一種小型畜禽養殖廢水綜合處理組合裝置及使用方法

在審

• 申請號: 201910108368.2
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN109775926A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 張晶;張英;周梓宇;卞海靜;全雅靜;韓琳琳;楊志剛
• 申請（專利權）人: 常熟理工學院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F103/20;C02F101/38;C02F101/34;C02F101/16;C02F101/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 王艷

本發明公開小型畜禽養殖廢水綜合處理組合裝置，包括彼此相連通的沉淀裝置、稀釋裝置、凈化裝置和光催化降解裝置。本發明還公開了其使用方法。本發明的組合裝置有效運行時間為8～9個月，畜禽廢水日綜合處理量達到200m³以上，主要污染物的去除率如下：COD_cr為90%～98%，氨氮為85%～99%，總磷為70%～90%，四環素或磺胺類等抗生素80%～95%，出水COD_cr<260 mg·L^?1、NH₄⁺?N<15 mg·L^?1、TP<5 mg·L^?1。相比常規方法，集合潛流人工濕地串聯和光催化降解，比單獨使用人工濕地裝置或光催化降解裝置，COD_cr、氨氮、總磷和四環素等抗生素的去除效率分別提高10%～35%。

技術領域

本發明屬于環境修復技術領域，涉及一種小型畜禽養殖廢水綜合處理組合裝置及使用方法。

背景技術

抗生素作為殺菌性藥物，廣泛應用在畜禽養殖行業，但對隨著畜禽養殖業規模的擴大，大量的抗生素在動物體內很難被完全吸收代謝，隨糞尿排出體外，并通過厭氧消化殘留在沼液中。沼液中較高濃度的抗生素，可能會使一些環境微生物產生抗性基因，而這些抗性基因會在環境中的致病菌傳遞，進而會對生態系統和人類健康造成更大威脅。

與生活污水相比，畜禽養殖廢水有機物含量高，其中COD_cr高達4000～8000mg·L^-1，BOD₅高達1500～6000mg·L^-1，還含有多種養分，如氨氮濃度高達800～1500mg·L^-1。目前畜禽養殖業為降低動物的病死率，多采用在飼料中添加的一些抗生素成分來達到上述目的，因此畜禽養殖廢水中含有多種抗生素，如四環素、磺胺類等，同時抗生素含量也在急劇增加。如何同時高效處理這些污染物，是目前面臨的嚴峻環境問題。

人工濕地是一種廣泛應用在污水處理的成熟的生態工程技術，具有投資少、運行時間適中、維護簡便等優點，尤其對畜禽養殖廢水中氮磷等營養成分具有較好的去除效果，有利于各種有效養分的循環利用。目前，人工濕地存在占地面積較大，運行效率和時間長受到污水中污染物濃度情況、季節性植物生長和環境因子等因素影響。

光催化降解技術是利用TiO₂作為光催化劑，在高壓汞燈照射下，對四環素等抗生素進行光降解處理。以往的研究中，很少將光催化材料應用于人工濕地降解污染物處理上，僅有的研究^{[1，2，3，4]}主要將鈦高爐渣等光催化材料當做是人工濕地的填料，但是該種做法有一定的局限性，因無法全面接收到足夠的光源照射，光催化反應的效率得不到保證。例如，袁湘君^[2]的研究結果顯示，在渣投加量為60mg·mL^-1，光照強度為2.25mW·cm^-2，光照時間為3h時，對體積50ml、濃度10mg·L^-1的環丙沙星溶液的去除效果最佳，總去除率為82％，其中光催化降解率為7.96％，占總去除率的9.68％，吸附作用占主導地位。季凌晨^[3]的研究結果指出，含鈦高爐渣和轉爐煉鋼渣對水中氮磷的去除主要依靠化學吸附，石子主要是依靠物理截留。即使在填料中鋪設了紫外燈管，也存在一定的安全隱患，例如張中杰^[5]的研究中所述的反應池中從底層至上層依次設有紫外光催化型填料層、可見光催化型填料層和濕地植物；所述的紫外光催化型填料層中設有紫外燈光源管。紫外燈光源與植物生長之間存在著一定程度的相互影響。另外，如果直接向水體中投加TiO₂粉末，受到重力作用影響，粉末會逐漸沉積在水底，不同程度影響光催化反應的效率。

參考文獻

1.袁恒，2007.納米光電催化和人工濕地聯合工藝處理有機農藥廢水的研究。華中師范大學，碩士畢業論文