[发明专利]亚铁离子强化电极SBBR污水处理工艺

说明书

这项发明涉及亚铁离子强化电极SBBR污水处理工艺，主要应用于含有低浓度头孢菌素的模拟生活污水，本发明以传统SBBR工艺为基础，针对含有抗生素的生活污水氨氮及抗生素处理效果差的现状，采用外加恒定电压和添加低浓度的亚铁离子的方式提高反应体系污染物的降解效果。通过对进水亚铁离子浓度及外加电场的控制，本发明技术能够高效处理含有低浓度头孢菌素的模拟生活污水。本发明在不改变原有废水处理装置的前提下，提高了废水的污染物处理效果，投资运行成本较低。

技术领域

这项发明是针对污水生物处理工艺。主要应用于含有低浓度抗生素的生活污水。采用本专利技术的SBBR处理工艺可有效提高废水中难降解污染物及氨氮的处理能 力。

背景技术

头孢菌素类抗生素是一类被广泛使用的β内酰胺类抗生素，约占人类使用抗生 素的50％-70％，其通过抑制革兰氏阳性菌和革兰氏阴性细菌细胞壁的肽聚糖层的合 成来治疗和预防疾病，主要用于治疗急性肺炎，呼吸道和泌尿道感染，骨骼和关节， 皮肤，软组织和与血液有关的感染。抗生素进入环境的途径有多种，主要包括未被 使用或过期药物的直接处置、制药厂和医院的药物排放、兽药的使用以及未被人体 或动物吸收的药物的直接排泄，其中摄入人体及动物体内的抗生素约有30-90％是通 过尿液和粪便排出的。研究发现，头孢菌素7天后在自然水生环境中未经历可测量 的生物降解。

为了进一步加强生物处理技术对抗生素的处理性能，越来越多的研究者开始聚焦于生物电化学工艺，常见的生物处理工艺有电极-生物处理工艺和微生物燃料电 池(MFC)。生物电化学工艺不仅能够提高环境中抗生素的处理效率，还会对抗 生素抗性细菌和抗生素抗性基因的发生和丰富程度产生潜在影响。但当废水中含有 低浓度的抗生素时，硝化细菌和反硝化细菌的活性受到抑制，反应体系内的氨氮及 总氮处理效果变差，研究表明铁离子可有效促进废水生物脱氮性能，利用铁单质或 含铁化合物处理废水具有环保、经济、产能多效的优点。

鉴于上述内容，特提出本发明。

发明内容

本发明提供了一种铁离子耦合生物电化学工艺的复合污水处理工艺，以传统 SBR反应器为基础，结合生物膜法、复合铁酶活性污泥法的各自特点，合理设置实 验参数。实验进行厌氧、好氧、缺氧的交替环境，以实现多种微生物的培养及多级 的硝化反硝化，不同含氧环境可根据污水处理效果适当进行调整。

为达到生活污水中氨氮及抗生素的同步降解，本发明的基础方案如下：

模拟生活污水在SBBR反应器内进行处理，反应器内装有数个直径为80mm的 塑料圆圈和纤维束构成，具有软性填料和半软性填料的优点，其中塑料内圈用于切 割气泡，纤维束为微生物提供附着的空间，反应运行周期为8h，一天3个周期，包 括以下工艺步骤：

(1)进水工序

利用蠕动泵向所述生物反应装置连续加入待处理的污水，其中待处理的污水在进水前投加低浓度的硫酸亚铁溶液。

(2)厌氧工序

为防止硝化反应进行时反应体系的有机负荷过高，加入待处理污水后进行厌氧反应，降低体系内有机物浓度。

(3)好氧工序

反应器底部放有曝气头，连接小型空气压缩机。

(4)缺氧工序

停止曝气，反应体系内溶解氧浓度不断减小。

(5)出水工序

缺氧工序完成后，利用蠕动泵将反应器内污水全部排空。