[发明专利]水力及超声空化耦合生物法的抗生素废水降解系统

说明书

一种水力及超声空化耦合生物法的抗生素废水降解系统，包括水力‑超声空化器和厌氧‑好氧一体化生物反应器；水力‑超声空化器包括定子、转子、超声波换能器和转轴；定子为密封筒体，其内壁上分布有超声波换能器；定子内安装有转轴，转子设置在定子内并固定连接在转轴上，转子为相互隔开的空心轮盘，轮盘外壁均设有空化孔洞；厌氧‑好氧一体化生物反应器包括外壳，外壳内套装有厌氧反应筒，外壳与厌氧反应筒之间形成好氧区，厌氧反应筒内为厌氧区，外壳的底部在厌氧区设置有进水口并在好氧区设置有曝气口，外壳上部设有出水口。上述装置，通过水力空化、超声波与生物处理协同对抗生素废水深度降解，效果好，处理量大，可连续作业，不产生二次污染。

技术领域

本发明涉及通过耦合水力空化、超声空化和生物法工艺来降解抗生素废水的系统，属于抗生素废水降解技术领域。

背景技术

制药过程中产生的含抗生素的废水，其排放量大、有机物含量高等特点使得水体环境受到严重危害，污水处理成为难点，而抗生素生产过程中的废水，由于有害成分复杂，使得抗生素废水降解困难，成为制药废水处理的重点和难点。

在污水物化处理过程中，主要包括混凝法、吸附法、反渗透法和光催化氧化法等，其中，混凝法机理比较复杂，混凝过程受很多因素的影响，处理效果不稳定；由于废水中的成分复杂，会对吸附效果产生负面影响，使得实际应用中吸附法会受到相当程度的限制；光催化降解法处理的光催化剂的能量利用率不高，极少数才能直接使用太阳光能，同时光催化剂易发生光蚀从而影响使用效果。在污水处理生物过程中，主要包括好氧处理法、厌氧处理法、光合细菌处理法等，单独的水处理方法一般不能满足抗生素制药废水的处理要求，生物活性污泥法处理抗生素废水，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，因此不宜直接或单独使用。与其他类型的废水相比，抗生素废水的特点是毒性高、成分复杂、生物降解性差、有机物浓度高，故而处理难度大，使得单一的处理工艺很难有效处理抗生素废水。

CN205473200U提供一种处理低温环境下抗生素废水的装置，利用电化学反应、磁强化技术和生物降解三种技术，可将磁强化反应中产生磁场的螺旋线圈产生的热传递到低温水中，提高含抗生素污水的温度达到适合微生物生长的环境，提高了低温环境中抗生素的处理效果。CN109502927A提供一种一体化A20生物反应器，包括厌氧池、缺氧选择池、缺氧池、好氧池和沉淀池，采用这种生物反应器处理污水，可以获得较优的脱氮除磷效果。但就是这种方式均不能高效地处理抗生素废水。

近年来，利用空化现象所产生的高温高压来降解水体中的污染物，尤其是难降解污染物取得了很大的进展。空化是指当液体内部局部压力降低时，在液体中或液固界面上蒸汽或气体空穴的形成、生长及溃灭的过程，空化泡溃灭瞬间会产生局部高温、高压，形成“热点”的极端环境，不仅可以使有机物发生热解反应，还会使水分子裂解，从而达到降解的目的。空化技术是一种极具潜力的水处理技术，具有很大的发展前景。

CN110526378A提供一种利用水力空化处理工业废水的装置，通过水泵将进料容器中的工业废水送入流动通道并分别通过孔板空化装置、旋转射流空化装置和催化剂仓，结构使用灵活且效果显著。但是目前市面上的水力空化处理污水装置基本采用文丘里管、空化喷嘴的结构实现空化的目的，上述结构均存在处理量小、效率低下、结构复杂、难以大型化的问题，无法应用于实际污水过程中。

除此之外，CN207468248U公开的《一种剪切式空化装置》、WO2012077889A1公开的《FLUID HEATER》、CN104613661A公开的《一种动力旋转加热器》等虽然提出了旋转式的空化器，但均属于单纯的空化发生装置，没有抗生素废水的降解功能，也未耦合其他物理、化学强化方法。

发明内容

本发明针对抗生素废水降解存在的问题与不足，提出一种使抗生素废水降解过程更充分、更有效的水力及超声空化耦合生物法的抗生素废水降解系统。

本发明的水力及超声空化耦合生物法的抗生素废水降解系统，采用如下技术方案：