[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

说明书

本发明公开一种同步降解抗生素的深度脱氮装置及脱氮方法，本发明中装置主体分为两个容腔，采用连续式运行方式；第一容腔供应甲烷与空气形成的混合气体，第二容腔供应空气，形成适合不同微生物生长的微环境，通过好氧甲烷氧化菌利用甲烷作为一级基质共代谢降解二级基质抗生素，并为反硝化菌提供碳源；构建出的系统可利用甲烷氧化菌的特异性功能，实现同步降解抗生素和深度脱氮，对污水中残留抗生素的去除提供思路，同时实现甲烷资源化利用，缓解温室效应，具有显著的经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种同步降解抗生素的深度脱氮系统及脱氮方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

抗生素在人类与动物疾病防治、畜禽饲料添加剂等方面得到广泛应用，但抗生素在动物体内的代谢率较低，30％～90％的抗生素以原药或初级代产物的形式通过排泄物释放到环境中，年排放量超过5万吨；由于传统污水处理工艺主要是针对COD、BOD、N、P、SS等污染物，导致抗生素在传统污水处理工艺中无法有效去除。

常规的用于抗生素废水处理的物化方法(如吸附、光降解和电解法)需新增构筑物，控制复杂，并会增加运行成本，导致现有的污水处理厂均未设置针对抗生素等新兴有机污染物的深度处理设施。

甲烷氧化菌在氧化甲烷的过程中能有效地实现脱氮，该过程分为好氧甲烷氧化耦合反硝化(AME-D)和厌氧甲烷氧化耦合反硝化(ANME-D)，其中，好氧甲烷氧化菌氧化甲烷的过程中，会产生关键酶(甲烷单加氧酶，MMO)，该酶能有效实现抗生素等难降解有机物的分解。

由于污水处理厂通常需要设置深度脱氮设施，故本发明通过甲烷氧化菌的特异性功能，构建同步降解抗生素的深度脱氮系统，是污水处理厂可行的污水深度处理技术。

发明内容

本发明针对传统污水处理厂无法有效去除污水中的抗生素、现有技术难以实施应用等问题；专门针对抗生素去除的工艺对参数的控制要求严格，但无法兼顾总氮等其他污染物的去除，而总氮的去除也往往需要投加碳源，成本增加、经济效益低、资源浪费等问题突出；此外，污水和污泥处理过程中的厌氧段会产生大量甲烷气体，直接排放环境，引发温室效应，对环境造成污染；针对上述问题本发明的目的在于提供一种同步降解抗生素的深度脱氮系统及脱氮方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种同步降解抗生素的深度脱氮装置，包括装置主体，其特征在于：所述装置主体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且该进水道与第一容腔底部连通，在第二容腔左侧设置第二进水道，该第二进水道的上端与第一容腔上部的出水端连通，第二进水道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，在配气配水区内设置曝气系统，在第一容腔的曝气系统输入端连接混合器进气泵，在第二容腔的曝气系统输入端连接鼓风机；

在第一容腔内填充填料Ⅰ，在第一容腔上方设置气体收集区；

在第二容腔内填充填料Ⅱ，在第二容腔上方设置出气管。

优选的，在气体收集区和混合器进气泵的通道上均设置设有甲烷在线监测仪。

优选的，在第一进水道的输入端连接进水管，在第二容腔上方的出水端连接设置出水管。

一种基于的同步降解抗生素的深度脱氮装置实现脱氮的方法，包括以下步骤：

步骤一：微生物挂膜；装置启动时，向装置主体投加接种微生物，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后，启动气体收集区、混合器进气泵、鼓风机和出气管，关闭进水管和出水管，只进行气体进出，反应3-4天，完成微生物挂膜；