[發(fā)明專利]亞鐵離子強(qiáng)化電極SBBR污水處理工藝

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010432673.X
• 申請(qǐng)日: 2020-05-20
• 公開（公告）號(hào): CN111517454A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭蕊潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F3/00
• 分類號(hào): C02F3/00;C02F3/30;C02F3/34
• 代理公司: 廣東有知貓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44681
• 代理人: 朱親林

這項(xiàng)發(fā)明涉及亞鐵離子強(qiáng)化電極SBBR污水處理工藝，主要應(yīng)用于含有低濃度頭孢菌素的模擬生活污水，本發(fā)明以傳統(tǒng)SBBR工藝為基礎(chǔ)，針對(duì)含有抗生素的生活污水氨氮及抗生素處理效果差的現(xiàn)狀，采用外加恒定電壓和添加低濃度的亞鐵離子的方式提高反應(yīng)體系污染物的降解效果。通過(guò)對(duì)進(jìn)水亞鐵離子濃度及外加電場(chǎng)的控制，本發(fā)明技術(shù)能夠高效處理含有低濃度頭孢菌素的模擬生活污水。本發(fā)明在不改變?cè)袕U水處理裝置的前提下，提高了廢水的污染物處理效果，投資運(yùn)行成本較低。

技術(shù)領(lǐng)域

這項(xiàng)發(fā)明是針對(duì)污水生物處理工藝。主要應(yīng)用于含有低濃度抗生素的生活污水。采用本專利技術(shù)的SBBR處理工藝可有效提高廢水中難降解污染物及氨氮的處理能 力。

背景技術(shù)

頭孢菌素類抗生素是一類被廣泛使用的β內(nèi)酰胺類抗生素，約占人類使用抗生 素的50％-70％，其通過(guò)抑制革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性細(xì)菌細(xì)胞壁的肽聚糖層的合 成來(lái)治療和預(yù)防疾病，主要用于治療急性肺炎，呼吸道和泌尿道感染，骨骼和關(guān)節(jié)， 皮膚，軟組織和與血液有關(guān)的感染。抗生素進(jìn)入環(huán)境的途徑有多種，主要包括未被 使用或過(guò)期藥物的直接處置、制藥廠和醫(yī)院的藥物排放、獸藥的使用以及未被人體 或動(dòng)物吸收的藥物的直接排泄，其中攝入人體及動(dòng)物體內(nèi)的抗生素約有30-90％是通 過(guò)尿液和糞便排出的。研究發(fā)現(xiàn)，頭孢菌素7天后在自然水生環(huán)境中未經(jīng)歷可測(cè)量 的生物降解。

為了進(jìn)一步加強(qiáng)生物處理技術(shù)對(duì)抗生素的處理性能，越來(lái)越多的研究者開始聚焦于生物電化學(xué)工藝，常見的生物處理工藝有電極-生物處理工藝和微生物燃料電 池(MFC)。生物電化學(xué)工藝不僅能夠提高環(huán)境中抗生素的處理效率，還會(huì)對(duì)抗 生素抗性細(xì)菌和抗生素抗性基因的發(fā)生和豐富程度產(chǎn)生潛在影響。但當(dāng)廢水中含有 低濃度的抗生素時(shí)，硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的活性受到抑制，反應(yīng)體系內(nèi)的氨氮及 總氮處理效果變差，研究表明鐵離子可有效促進(jìn)廢水生物脫氮性能，利用鐵單質(zhì)或 含鐵化合物處理廢水具有環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、產(chǎn)能多效的優(yōu)點(diǎn)。

鑒于上述內(nèi)容，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種鐵離子耦合生物電化學(xué)工藝的復(fù)合污水處理工藝，以傳統(tǒng) SBR反應(yīng)器為基礎(chǔ)，結(jié)合生物膜法、復(fù)合鐵酶活性污泥法的各自特點(diǎn)，合理設(shè)置實(shí) 驗(yàn)參數(shù)。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行厭氧、好氧、缺氧的交替環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)多種微生物的培養(yǎng)及多級(jí) 的硝化反硝化，不同含氧環(huán)境可根據(jù)污水處理效果適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整。

為達(dá)到生活污水中氨氮及抗生素的同步降解，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：

模擬生活污水在SBBR反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行處理，反應(yīng)器內(nèi)裝有數(shù)個(gè)直徑為80mm的 塑料圓圈和纖維束構(gòu)成，具有軟性填料和半軟性填料的優(yōu)點(diǎn)，其中塑料內(nèi)圈用于切 割氣泡，纖維束為微生物提供附著的空間，反應(yīng)運(yùn)行周期為8h，一天3個(gè)周期，包 括以下工藝步驟：

(1)進(jìn)水工序

利用蠕動(dòng)泵向所述生物反應(yīng)裝置連續(xù)加入待處理的污水，其中待處理的污水在進(jìn)水前投加低濃度的硫酸亞鐵溶液。

(2)厭氧工序

為防止硝化反應(yīng)進(jìn)行時(shí)反應(yīng)體系的有機(jī)負(fù)荷過(guò)高，加入待處理污水后進(jìn)行厭氧反應(yīng)，降低體系內(nèi)有機(jī)物濃度。

(3)好氧工序

反應(yīng)器底部放有曝氣頭，連接小型空氣壓縮機(jī)。

(4)缺氧工序

停止曝氣，反應(yīng)體系內(nèi)溶解氧濃度不斷減小。

(5)出水工序

缺氧工序完成后，利用蠕動(dòng)泵將反應(yīng)器內(nèi)污水全部排空。