[发明专利]一种去除废水中卡马西平的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种去除废水中卡马西平的处理系统，属于环境保护中的废水处理领域。

背景技术

卡马西平(又称卡巴咪嗪)是一种临床常用的精神性药物，它经常和其他药物一起使用来治疗癫痫病、抑郁症和三叉神经痛等。患者服用后部分母体及其代谢产物随排泄物进入水体环境中。因此，卡马西平的母体以及代谢物在污水中经常被检测到。卡马西平的化学名称是5H-二苯并【b,f】氮杂卓-5-甲酰胺，是含氮的芳香族化合物，化学结构复杂，同时其在废水中的浓度很低，现有的污水处理方法很难去除低浓度的卡马西平。

但是如果废水及环境中残留的卡马西平不能被有效去除，则对人类健康存在着高风险的潜在威胁。因此继续一种能够有效去除废水中卡马西平的处理系统和方法。

发明内容

为解决现有技术中存在的不足，本发明提供一种去除废水中卡马西平的处理系统，该系统包括pH调节池、粗格栅、斜板沉淀池、生物聚合反应器、高压放电有机铑催化聚合反应槽、净水池、弱硝化棉烘干成形系统等；其中含卡马西平的废水通过废水管线进入pH调节池的进口，pH调节池的出口通过废水管线连接粗格栅，粗格栅的出口通过废水管线连接斜板沉淀池，斜板沉淀池的出口通过废水管线连接生物聚合反应器，生物聚合反应器的上部排液口通过废水管线连接高压放电有机铑催化聚合反应槽，高压放电有机铑催化聚合反应槽的出口通过废水管线连接净水池，净水池的出口通过废水管线将经过本系统处理后的净化出水外排，同时，高压放电有机铑催化聚合反应槽中生成的硝酸纤维素通过颗粒物排放口排出，并进入弱硝化棉烘干成形系统，经烘干脱水及压制成形得到弱硝化棉可被回收利用；其中，生物聚合反应器内部固定了多个生物聚合膜，膜上附着有高活性圆红冬孢酵母菌和莫拉氏链球菌等，当废水进入生物聚合反应器与生物聚合膜接触时，圆红冬孢酵母菌和莫拉氏链球菌在生物活动过程中会将卡马西平分子中的环状结构打开并使分子间发生聚合反应，形成重复单元为N,N-二烷基脲的大分子有机物；其中，高压放电有机铑催化聚合反应槽的外表面包裹有槽体绝缘保护层，内部为碳化硅陶瓷结构，反应槽的右上部设有进水阀门，左下部设有出水阀门，槽体中央部分安装有二氯四羰基二铑多孔填料，作为聚合反应催化剂，填料层下部连接有多个颗粒物排放口，左、右两侧壁板正中各安装有一支高压放电电极，在反应槽底部左、右两侧各装有一支搅拌桨叶，经过生物聚合反应器处理的废水通过高压放电有机铑催化聚合反应槽的进水阀门进入反应槽内部，高压放电电极每间隔0.1s进行一次高压放电，会在反应槽中产生一道横贯槽体左右的高压电弧，高压电弧所产生的高能量被N,N-二烷基脲吸收，其中的胺根和羰基的化学键受到能量激发处于不稳定状态，并在二氯四羰基二铑的表面催化作用下发生键断裂并重组，最终发生聚合反应生成硝酸纤维素颗粒物，反应生成的硝酸纤维素颗粒物直接从颗粒物排放口排出，同时，经过反应净化后的废水通过出水阀门排出反应槽并进入净水池中；其中，弱硝化棉烘干成形系统的作用是将反应生成的硝酸纤维素颗粒物脱水并烘干，再经过挤压成形，最终制成弱硝化棉块供回收再利用。

高压放电有机铑催化聚合反应槽，其高压放电电极的放电电压范围约为5500~8000V，二氯四羰基二铑填料的孔径为4.8mm，比表面积为6.0cm²/g，反应槽的有效容积为200m³。

弱硝化棉烘干成形系统的烘干温度为70~85℃，压制成形的弱硝化棉块规格为1.5cm×1.0cm×1.0cm。

弱硝化棉是一种含氮的有机高分子聚合物，其分子式为：[C6H7O2（ONO2）a（OH）3-a]n，其中a为酯化度，n为聚合度。它属于硝酸纤维素的一种，其外形为白色纤维状，物理性质与棉花基本相同。弱硝化棉的含氮量为8~12%，可用于生产电影胶片、赛璐珞和硝基清漆等材料。

本发明的优点在于：

（1）本系统探索出了一种的去除废水中低浓度卡马西平的新模式，创造性的采用了物理手段、化学方法与微生物处理相结合的技术路线，通过能量效应与聚合催化效应的直接作用，高压电弧所产生的高能量被N,N-二烷基脲吸收，其中的胺根和羰基的化学键受到能量激发处于不稳定状态，并在二氯四羰基二铑的表面催化作用下发生键断裂并重组，最终发生聚合反应生成硝酸纤维素颗粒物，（弱硝化棉），从而实现了氮元素资源的回收利用。