[发明专利]一种同步降解抗生素的深度脱氮系统及脱氮方法

权利要求书

1.一种同步降解抗生素的深度脱氮装置，包括装置主体（1），其特征在于：所述装置主体（1）包括两个容腔且彼此串联，在第一个容腔左侧设置第一进水道（12）且该进水道（12）与第一容腔底部连通，在第二容腔左侧设置第二进水道（13），该第二进水道（13）的上端与第一容腔上部的出水端连通，第二进水道（13）的下端与第二容腔底部连通，实现两容腔内部的水流均向上；在两容腔底部内都设置有配气配水区（5），在配气配水区（5）内设置曝气系统（4），在第一容腔的曝气系统（4）输入端连接混合器进气泵（8），在第二容腔的曝气系统（4）输入端连接鼓风机（9）；在第一容腔内填充填料Ⅰ（2），在第一容腔上方设置气体收集区（6）；在第二容腔内填充填料Ⅱ（3），在第二容腔上方设置出气管（14）。

2.根据权利要求1所述的一种同步降解抗生素的深度脱氮装置，其特征在于：在气体收集区（6）和混合器进气泵（8）的通道上均设置设有甲烷在线监测仪（7）。

3.据权利要求1所述的一种同步降解抗生素的深度脱氮装置，其特征在于：在第一进水道（12）的输入端连接进水管（10），在第二容腔上方的出水端连接设置出水管（11）。

4.一种基于权利要求1～3任意一项所述的同步降解抗生素的深度脱氮装置实现脱氮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：微生物挂膜；装置启动时，向装置主体（1）投加接种微生物，并加入含有抗生素的污水处理厂二沉池出水并充满装置主体（1）后，启动气体收集区（6）、混合器进气泵（8）、鼓风机（9）和出气管（14），关闭进水管（10）和出水管（11），只进行气体进出，反应3-4天，完成微生物挂膜；

步骤二：微生物连续降解抗生素及脱氮；挂膜阶段结束后，同时进水管（10）和出水管（11），装置正常运行，通过混合气体进气泵（8）向装置主体（1）的第一容腔输送混合气体，通过鼓风机（9）向装置主体（2）的第容腔输送空气，通过进水管（10）向装置进水，进水通过装置第一容腔底部的配气配水区（5）进入装置内部，下进上出，并从顶部溢流进入第二容腔的底部；

步骤三：相关参数检测；通过气体收集区（6）对装置主体（1）的第一容腔的出气进行收集，通过甲烷在线监测仪（7）实时监测出气体收集区（6）中甲烷浓度的变化，每天检测进出水中pH、DO、温度、氨氮、亚氮、硝氮和COD浓度物化指标，每两天检测进出水中抗生素的浓度变化，分析系统对氨氮、硝氮、总氮及污染物抗生素的去除情况；步骤四：甲烷消耗量计算；运行一段时间后，根据甲烷在线监测仪（7）监测的气体收集区（6）中甲烷浓度变化，计算系统对甲烷的消耗量，并分析系统的脱氮效率。步骤五：系统运行稳定后，观察装置主体（1）中填料Ⅰ（2）和填料Ⅱ（3）表面微生物的生长情况，采集填料Ⅰ（2）和填料Ⅱ（3）表面上微生物，并采用16S rRNA高通量测序分析微生物种群结构，分析功能微生物的比例。

5.根据权利要求4所述的脱氮的方法，其特征在于：所述通过混合气体进气泵（8）向装置主体第1段输送混合气体，通过鼓风机（9）向装置主体第2段输送空气，气流速度均为30-50mL/min，其中混合气体中甲烷浓度为1-4%。

6.根据权利要求4所述的脱氮的方法，其特征在于：所述填料Ⅰ（2）可采用柔性纤维丝组合填料、纤维球或石英砂，所述填料Ⅱ（3）采用石英砂。

7.根据权利要求4所述的脱氮的方法，其特征在于：所述进水为污水处理厂二沉池出水，常规污染物浓度最大值为氨氮8mg/L、硝氮12mg/L、总氮20mg/L、总磷1mg/L，抗生素污染物浓度最大值100μg/L。

8.根据权利要求4所述的脱氮的方法，其特征在于：连续降解微生物及脱氮中第一容腔的水力停留时间为12-24h，第二容腔的水力停留时间为8-12h。