[发明专利]基于电解与空化联合作用的抗生素废水降解方法及装置

说明书

一种基于电解与空化联合作用的抗生素废水降解方法及装置，该方法包括以下步骤：(1)废水均化处理；(2)进行铁碳微电解反应，对抗生素废水进行催化预处理；(3)进行水力及超声空化降解，对抗生素降解；(4)冷却，沉淀；(5)后处理；该装置包括铁碳微电解反应器和水力及超声空化器，铁碳微电解反应器的出水口与和水力及超声空化器的废水入口连接。本发明利用铁碳微电解预处理以及水力和超声空化相结合的方法降解抗生素废水，比单独使用一种方法可获得更好的降解效果和更高的降解效率，避免了添加药剂引起的二次污染，简化了整个抗生素废水的降解流程，结构简单，维护方便，大大提高了能量利用率，且易于实现工业化。

技术领域

本发明涉及一种用于抗生素废水的降解装置，尤其涉及一种利用铁碳微电解法、水力空化和超声空化联合作用来降解抗生素废水的装置，属于抗生素废水降解处理技术领域。

背景技术

抗生素类药物的发展和应用已经历了很长时间，但其对生态环境的危害直到20世纪90年代中期才引起社会关注。制药过程排放的废水中含有大量抗生素，成为地下水、地表水、沉积物和土壤污染问题的诱因。含抗生素废水的有效处理是未来废水处理技术要解决的关键问题。

抗生素废水难于处理，成分复杂、可生化性差且有机物浓度高，传统的降解手段主要包括物理法、化学法、生物法等。物理法主要用膜过滤法实现抗生素的分离或吸附后分离；化学法主要是应用电化学法、光降解法、氧化法等来实现对抗生素大分子的降解生成对环境无害的离子、有机小分子等；生物法主要是利用微生物来实现对抗生素的降解和利用。

然而，在实际应用中，由于废水成分复杂，膜处理法容易造成堵塞，导致物理方法处理效率低，且物理法要求污染物浓度不可太高，因此不适用于大规模工业化处理；传统的生物处理法在处理高有机负荷、成分复杂的抗生素废水时，往往会带来污泥膨胀、处理效果不稳定等问题，同时生物活性污泥法必须先对抗生素废水进行数十倍乃至上百倍的稀释方可进入活性污泥系统，否则易发生污泥失活从而没有任何处理效果，且由于抗生素抑制微生物生长繁殖的特性会很快使活性污泥失活失去降解能力，因此生物活性污泥法不宜直接或单独使用，只适合作为后续补充处理手段。

传统水处理技术的局限性无法满足更高的废水处理要求，而空化技术作为一种新型的水处理技术，为降解水中有机污染物、消毒和强化化学过程提供了新的方案。一般来说，空化产生的方法主要有四种：水力空化、超声空化、光空化和粒子空化，其中的水力空化和超声空化在废水处理和有机物降解方面具有十分可观的应用前景。

发明内容

针对现有的抗生素废水降解技术中存在的问题与不足，本发明提出一种高效率高质量的基于电解与水力超声空化联合作用的抗生素废水降解方法，以及实现该方法的装置。

本发明的基于电解与空化联合作用的抗生素废水降解方法，包括以下步骤：

(1)首先对抗生素废水进行水质水量的均化处理；

(2)电化学处理，均化处理后的废水进行铁碳微电解反应，使得废水与铁屑和碳颗粒形成微小的原电池，发生电化学反应，对抗生素废水进行催化预处理；

(3)电化学处理后的废水进行水力及超声空化降解，超声波探头置于废水流动区域，废水跟随空化转子相对转动，废水在转子内和超声波探头周围发生空化现象，对抗生素进行降解；

(4)降解后的废水进行冷却，然后进行沉淀，上清液进行后处理；

(5)后处理，向沉淀后的上清液中投入中和药剂(石灰石等)，使废水的pH稳定在6.8-7.2，最终抗生素废水达到排放标准，进行排放。

本发明实现上述方法的基于电解与水力超声空化联合作用的抗生素废水降解装置，采用如下技术方案：

该装置包括铁碳微电解反应器和水力及超声空化器，铁碳微电解反应器的出水口与水力及超声空化器的废水入口连接。