專利名稱：一種含喹諾酮類抗生素廢水的生化處理反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生化降解含喹諾酮類抗生素廢水的反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
喹諾酮類藥物是人工合成的含4-喹諾酮母核的抗菌藥物，其對(duì)細(xì)菌的DNA螺旋酶 (DNA-gyrase)具有選擇性抑制作用，通過阻礙DNA合成而導(dǎo)致細(xì)菌死亡。目前國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的喹諾酮類藥品有諾氟沙星、氧氟沙星、環(huán)丙沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、氟羅沙星、妥舒沙星、司帕沙星、西諾沙星、格帕沙星、莫西沙星、吉米沙星、 曲伐沙星、克林沙星、吡哌酸、萘啶酸、吡咯酸等。其中，前三者在醫(yī)院的使用率達(dá)到85%以上。該類抗生素藥品在生產(chǎn)過程的發(fā)酵、分離、提取、純化等環(huán)節(jié)都產(chǎn)生高濃度有機(jī)廢水。目前，國內(nèi)外對(duì)該類抗生素廢水的處理多數(shù)采用傳統(tǒng)的活性污泥法，這些生物處理工藝對(duì)該類污染物的去除效率微乎其微，水體中污染物濃度的表觀降低往往是活性污泥的吸附作用，而更多未被吸附的該類污染物隨污水廠的排水進(jìn)入自然水體，被吸附的污染物則留存在底泥中隨污泥填埋或再生利用還可能進(jìn)入環(huán)境?？傊?，不論以何種方式進(jìn)入環(huán)境，都會(huì)成為潛在的污染源威脅生態(tài)環(huán)境和人類健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服傳統(tǒng)處理方法不能有效降解喹諾酮類抗生素的缺點(diǎn)，提供一種采用CAF與FBBR相結(jié)合的處理工藝，為喹諾酮類污染物的有效去除開辟一條新途徑。本發(fā)明的目的通過以下方式實(shí)現(xiàn)采用接種生活污水的方法，反應(yīng)器內(nèi)裝填球形填料作為生物載體，在悶曝三天成功掛膜后，連續(xù)通入由目標(biāo)污染物配制的廢水，逐步提高負(fù)荷， 停留在填料內(nèi)部的活性污泥中的微生物及菌膠團(tuán)經(jīng)過優(yōu)勝劣汰選擇，存活的優(yōu)勢(shì)微生物及菌群可以利用轉(zhuǎn)化目標(biāo)污染物，達(dá)到降解去除的目的。本發(fā)明方法所用的裝置，如圖1所示，主要包括CAF復(fù)合厭氧濾池、FBBR固定床膜生物反應(yīng)器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(1)在厭氧部分采用植入生物填料的方法，可以截留大量的污泥，克服了傳統(tǒng)厭氧反應(yīng)器跑泥嚴(yán)重的問題；( 填料能對(duì)氣、液、固三相達(dá)到很好的分離效果，節(jié)省了三相分離器；(3)厭氧反應(yīng)器采用好氧啟動(dòng)，掛膜后轉(zhuǎn)為厭氧運(yùn)行，啟動(dòng)時(shí)間快；C3)好氧反應(yīng)器中，采用整流的水流形式，當(dāng)廢水流經(jīng)填料時(shí)，水相在快流區(qū)經(jīng)過而污泥在慢流區(qū)的填料內(nèi)部通過，形成了流離，使HRT和SRT分開，SRT可達(dá)到幾天甚至幾十天；(4)填料的存在對(duì)氣泡產(chǎn)生切割作用，從而提高了氧利用率； (5)采用穿孔管曝氣，摒棄了傳統(tǒng)的曝氣頭需要更換的麻煩；(6)特殊的生物填料為微生物提供了良好的棲息環(huán)境，從而提高了整個(gè)反應(yīng)器的抗沖擊負(fù)荷能力；(7)與傳統(tǒng)的反應(yīng)器相比，抗堵塞能力強(qiáng)。綜上所述，本發(fā)明通過在反應(yīng)器中植入特殊生物填料的方式，為優(yōu)勢(shì)菌群及微生物提供了良好的棲息生存環(huán)境，保證能高效降解目標(biāo)污染物的優(yōu)勢(shì)菌種可在該反應(yīng)器中留存、增殖，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)污染物的高效降解、去除。



圖1.本發(fā)明的去除喹諾酮類抗生素的反應(yīng)裝置圖2.本發(fā)明實(shí)施例的COD降解曲線圖3.本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表
具體實(shí)施例方式首先在反應(yīng)器內(nèi)接入生活污水，兩個(gè)反應(yīng)器同時(shí)悶曝?cái)?shù)天后，停止CAF反應(yīng)器的曝氣系統(tǒng)，轉(zhuǎn)為厭氧運(yùn)行若干天，觀察生物填料的掛膜情況，待成功掛膜后，將實(shí)驗(yàn)室配制的一定濃度的廢水(逐步提高負(fù)荷)泵入反應(yīng)器內(nèi)，先通過CAF繼而通過FBBR，連續(xù)檢測(cè)進(jìn)出水的COD值，在實(shí)驗(yàn)過程中不斷調(diào)整反應(yīng)器的參數(shù)，以達(dá)到最佳的去除效果。實(shí)施例本實(shí)施例采用在實(shí)驗(yàn)室配制的高濃度含喹諾酮類化合物的廢水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。原水水質(zhì)為喹諾酮類化合物為300-400mg/L，相當(dāng)于CODcr為600-800mg/l。通過水泵將水樣泵入CAF反應(yīng)器中，廢水停留24h后，自流進(jìn)入FBBR好氧反應(yīng)器，停留24h后排出，檢測(cè)進(jìn)出水的CODcr，在反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定后，去除率可穩(wěn)定在70-75%左右。生物膜生長良好，對(duì)生物膜鏡檢，發(fā)現(xiàn)微生物種類較多，且活性良好。英文縮寫說明CODcr:化學(xué)需氧量CAF:復(fù)合厭氧反應(yīng)器FBBR 固定式膜生物反應(yīng)器HRT:水力停留時(shí)間SRT:固體停留時(shí)間
權(quán)利要求
1.一種專門針對(duì)喹諾酮類抗生素廢水的生化處理反應(yīng)器。通過在反應(yīng)器內(nèi)植入特殊的生物填料以截留微生物，篩選出適應(yīng)該類廢水的特殊菌種，達(dá)到去除廢水中喹諾酮類污染物的目標(biāo)。
2.權(quán)利要求1所述的一種含喹諾酮類污染物的廢水生化處理反應(yīng)器，主要包括CAF 復(fù)合厭氧濾池和FBBR好氧反應(yīng)器，其特征還在于通過水泵將廢水以下進(jìn)上出的方式泵入 CAF反應(yīng)器，廢水在該反應(yīng)器內(nèi)自下而上通過填料，活性污泥被截留在填料層內(nèi)，廢水從上部的收集口自流進(jìn)入FBBR反應(yīng)器。在FBBR反應(yīng)器中，水在填料與填料之間通過，而活性污泥則聚集在填料內(nèi)部，通過很長的停留逐步吸附并降解水中的污染物。
3.權(quán)利要求1所述的一種針對(duì)性的處理方法，其特征還在于反應(yīng)器內(nèi)生物填料能截留進(jìn)而馴化出能降解喹諾酮類污染物的特殊菌種。
4.權(quán)利要求1所述的一種含喹諾酮類污染物的廢水處理方法，其特征還在于處理方法能適用于處理高、中、低濃度的喹諾酮類污染物，而且處理方法對(duì)喹諾酮類污染物的去除率高且穩(wěn)定，去除率基本穩(wěn)定在70-75%，具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力。
5.權(quán)利要求1所述的一種含喹諾酮類污染物的廢水處理方法，其特征還在于處理方法對(duì)多種喹諾酮類污染物都能有效去除，可去除的藥物品種包括諾氟沙星、氧氟沙星、環(huán)丙沙星、左氧氟沙星、洛美沙星、氟羅沙星、妥舒沙星、司帕沙星、西諾沙星、格帕沙星、莫西沙星、吉米沙星、曲伐沙星、克林沙星、吡哌酸、萘啶酸、吡咯酸等。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種含喹諾酮類抗生素廢水的生化處理反應(yīng)器，該反應(yīng)器由CAF(復(fù)合厭氧濾池)和FBBR(固定床膜生物反應(yīng)器)構(gòu)成，通過厭氧反應(yīng)器的水解酸化菌將該類污染物分解為小分子化合物，再通過好氧反應(yīng)器內(nèi)的微生物將其降解，從而達(dá)到去除該類污染物的目的。本發(fā)明通過對(duì)傳統(tǒng)反應(yīng)器的改進(jìn)，不僅解決了含喹諾酮類化合物的抗生素廢水難以生物降解的難題，同時(shí)，也解決了傳統(tǒng)反應(yīng)器跑泥和馴化難的問題，為該類抗生素廢水的處理開辟了新途徑。
文檔編號(hào)C02F3/34GK102276101SQ20101020278
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月10日
發(fā)明者杜宇國, 陰俊霞, 魏東斌 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心