CN108358379A - 一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，包括池体和设置有废水进水口的池体顶盖，所述池体上端开口处设置有出气口，下端设置有废水出水口和反冲洗进水口；所述曝气生物滤池还包括设置于所述池体内具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料、与所述池体相连通的用于对废水进行曝气氧化的曝气装置和用于对改性污泥炭生物填料进行反冲洗的反冲洗装置。采用本方案的曝气生物滤池用于解决现有工业污水处理系统或装置很难降解去除抗生素类工业废水中的抗生素，排放的污水不能稳定达到国家规定的A级排放标准的技术问题。

Description

一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池

技术领域

本发明涉及工业污水处理领域，具体涉及一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池。

背景技术

工业污水的深度处理一直受到高度重视，国家已经制定了各类工业污水处理排放标准，各企业、科研单位已经投入大量的资金和人力用于对工业污水深度处理的研发工作，目前已经有相对成熟的处理技术，实现对污水的深度处理，并符合国家规定的排放标准。

现有的工业废水一般采用中和沉降、气浮除渣、水解酸化、氧化渠氧化、絮凝沉降及臭氧脱色等步骤及其对应的相关装置进行工业污水处理，能够去除工业废水中大量的COD和SS，并能达到国家规定的污水排放标准。但是，现有的工业废水处理技术及相关装置设备对于抗生素类制药废水为主的混合工业废水的深度处理未作出相应的公布或报道，并且抗生素类工业废水中含有的丙古二肽、硫酸粘杆菌素、利福平、硫酸奈替米星、琥乙红霉素、帕司异烟肼、硫酸阿米卡星、盐酸金霉素和硫酸庆大霉素等抗生素占比废水总量的65％以上，这些抗生素很难生物降解，即使通过现有工业废水处理系统处理后，虽然工业废水中的COD和SS能大量除去，符合国家规定的排放标准，但对于废水中的抗生素很难稳定除去，达不到国家规定的A 级污水排放标准。

因此，针对抗生素类制药废水为主的混合工业废水的深度处理，在现有污水处理技术的基础上，必须设计一种能够除去工业废水中抗生素的相关装置设备，以实现对抗生素类工业污水的深度处理。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，用于解决现有工业污水处理系统或装置很难降解去除抗生素类工业废水中的抗生素，排放的污水不能稳定达到国家规定的A级排放标准的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，包括池体和设置有废水进水口的池体顶盖，所述池体上端开口处设置有出气口，下端设置有废水出水口和反冲洗进水口；所述曝气生物滤池还包括设置于所述池体内具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料、与所述池体相连通的用于对废水进行曝气氧化的曝气装置和用于对改性污泥炭生物填料进行反冲洗的反冲洗装置。

优选地，所述曝气装置至少分别由两个以上相互配套使用的气泵和曝气板构成，所述曝气板可拆卸地设置于所述池体内部而将池体内部隔为多层空间，所述改性污泥炭生物填料放置于除最底层空间外的各层空间内。所述曝气板多层分布设置与池体内，能够确保改性污泥炭生物填料的各部分收到均匀且足量的曝气量，改性污泥炭生物填料表面和空隙中的高效复合微生物菌落对抗生素类有机物的化学氧化和生物降解处理更彻底。

优选地，所述曝气板与池体接触的边缘设置有进气口，在所述曝气板上表面设置若干与进气口连通的曝气孔，所述曝气板上表面和下表面之间设置若干供废水流通的通孔，所述气泵设置于所述池体外部并通过贯穿所述池体内壁的曝气管道与曝气板上的进气口连接。所述曝气孔可以将气泵输入的空气均匀分布到池体中，使得输入的气体在水平截面上与生改性污泥炭生物填料中污泥炭颗粒的接触是均匀的，曝气效果好。另外，在废水深度处理完毕后，可通过曝气装置对改性污泥炭生物填料进行气体反冲洗，与反冲洗装置配合使用，反清洗效果更好。

优选地，所述曝气板上的曝气孔和供废水流通的通孔的直径大小为3～5毫米。直径大小为3～5毫米的曝气孔和通孔一方面可以确保空气和水流顺利通过，另一方面可以防止被各层的污泥炭颗粒堵塞。

优选地，所述曝气装置的曝气量与废水进水口的进水量之比为5:2。不同的气水比例会影响生物填料对抗生素类污染物的去除效果，为了确保实现稳定的去除效果，曝气装置的曝气量与废水进水口的进水量之比为5:2，此时对抗生素的去除率能高达82％以上。

优选地，所述反冲洗装置由蓄水池和与蓄水池连接的水泵构成，水泵的出水口通过输水管道连接在池体底部的反冲洗进水口上。处理完毕后，启动反冲洗装置对池体内的生物填料进行反冲洗，冲洗吸附在污泥炭表面和内孔中的污泥杂质，反冲洗水将污泥杂质从反冲洗出水口带出，并回流至第二沉降池中，因此可以延长生物填料的实用寿命。

优选地，在所述池体上端的反冲洗出水口上方设置一块带有若干通道的的废水分布板。

优选地，所述的具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：在常规生产的堆积密度为650～700kg/m³,孔隙率为60％～70％的污泥炭中筛选出直径大小为8～10毫米的污泥炭备用；

步骤(2)：将自然驯化培养的混合厌氧菌、经过驯化和筛选能够耐受并分解废水中的抗生素的氨基酸球菌、克雷伯氏菌和变形菌以及从牲畜胃中提取的新鲜厌氧菌分别培养后，将各菌种进行混合制得高效复合微生物菌群菌液；

步骤(3)：将步骤(2)制得的高效复合微生物菌群菌液以12～15L/h的速度对步骤(1) 筛选备用的污泥炭进行循环滴滤48～60小时后，用自来水冲洗干净并用压缩空气或氮气吹干，制得改性污泥炭生物填料。

优选地，所述步骤(2)中采用的培养基的碳源为6％～8％的葡萄糖，氮源为0.2％～0.5％的硫酸铵和0.16％～0.25％的酵母膏，磷源为0.25％～0.5％的磷酸二氢钾或0.25％～0.5％磷酸二氢钠；所述培养基的PH为6～9，温度为30～38摄氏度。采用本方案方法制备的改性污泥炭生物填料，既保留了污泥炭对水体中污染物的吸附性能，又充分发挥了高效复合微生物菌群的生物降解作用。是因为在每一个改性的污泥炭颗粒中，高效复合微生物菌群在污泥炭结构复杂的空隙表面形成了一层由细菌类、原生动物类以及藻类等构成的凝胶状生物膜，从表面到内部逐渐形成一个溶解氧梯度，从表面到内部形成了一个好氧-厌氧体系，充分发挥了生物填料污泥炭的物理吸附、化学氧化和生物降解的共同作用，在去除废水水中的抗生素类等有机污染物同时，还可以实现良好的脱氮除磷作用。

相较于现有技术，本发明的有益效果是：

1.采用本方案的曝气生物滤池，由于采用了改性的污泥炭生物填料，在每一个改性的污泥炭颗粒中，高效复合微生物菌群在污泥炭结构复杂的空隙表面形成了一层由细菌类、原生动物类以及藻类等构成的凝胶状生物膜，从表面到内部逐渐形成一个溶解氧梯度，从表面到内部形成了一个好氧-厌氧体系，充分发挥了生物填料污泥炭的物理吸附、化学氧化和生物降解的共同作用，采用该装置用于参与对含抗生素类有机物废水进行深度处理，能有效降解去除废水中含有的抗生素类有机物，并且该曝气生物滤池结构设计简单，造价较低，易于安装和推广实用。

2.采用本方案的曝气生物滤池，将曝气装置多层设置于池体内，确保改进污泥炭生物填料各部分能够被充分且均匀地曝气，克服传统填料曝气池曝气不均一，填料上下两个部位功能削弱的缺陷。另外，所述曝气生物滤池设置有反冲洗装置，在对废水处理后能够即时对生物填料进行反冲洗，进一步提高污泥炭的使用寿命，间接地增强污泥炭的机械性能。

附图说明

图1是本发明所述的用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池。

图中标记为：1-池体；2-池体顶盖；3-反冲洗出水口；4-废水出水口；5-反冲洗进水口；6-气泵；7-曝气板；8-蓄水池；9-水泵；10-废水分布板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

下面结合附图对本发明作详细说明。

实施例1

一种抗生素类工业废水处理系统，包括依次设置有中和池、第一沉降池、调节池、气浮池、水解酸化池、氧化池、絮凝池、第二沉降池以及臭氧脱色池，各个处理池之间均通过输水管道并有与输水管道相连接的输送泵和阀门控制废水的输送处理。抗生素类工业废水在中和池内中和处理后，进入第一沉降池沉降处理，除去废水中的污泥杂质，沉降处理后的废水集中流入调节池中，由调节池控制输入气浮池的废水流量，经过气浮池气浮除渣处理后，再依次进行水解酸化处理、氧化池曝气氧化处理和PAC与PAM絮凝处理后，进入第二沉降池进行沉降，经过该流程处理的废水，废水中COD和SS已经被大量除去，废水中COD 和SS的含量极低，符合国家规定的排放标准，但是废水中含有的抗生素类污染物去除滤低，不能直接排放，否则会污染环境。所述的处理系统还包括在第二沉降池和臭氧脱色池之间设置的曝气生物滤池。

如图1，所述曝气生物滤池包括池体1、设置有废水进水口的池体顶盖2、置于池体1内的生物填料以及与池体1连接的曝气装置和反冲洗装置。

所述的池体1为有机玻璃池体1，池体1厚度为5～10厘米，池体1直径为1.5～2.5米，水力停留时间为120～150分钟。在所述池体1的池体顶盖2上设置有废水进水口，所述的废水进水口通过输水管道与第二沉降池连接，并通过输水管道及与输水管道连接的输送泵和阀门控制第二沉降池中流入曝气生物滤池池体1的水流量。所述池体1顶部设置有反冲洗出水口3，所述反冲洗出水口3通过输水管道与第二沉降池连接，在所述池体1上端的反冲洗出水口3上方设置一块带有若干通道的的废水分布板10，用于将废水均匀分布喷洒在池体1内部的填料上。所述池体1底部设置有反冲洗进水口5和废水出水口4，所述废水出水口4通过输水管道与臭氧脱色池连接，所述反冲洗进水口5与反冲洗装置连接。

所述曝气装置由气泵6和至少两个与所述气泵6连接的曝气板7构成，所述曝气板7可拆卸安装于池体1内，从下往上将池体1隔成若干层容纳空间，除最下面一层容纳空间外，其他各层容纳空间均放置有生物填料。所述曝气板7与池体1接触边缘设置有进气口，在所述曝气板7上表面设置若干与进气口连通的曝气孔，并且所述曝气板7上表面和下表面之间设置若干通孔，所述曝气孔和通孔的直径大小为3～5毫米。所述气泵6的输气管道贯穿池体1内壁与曝气板7边缘的进气口连接。

所述反冲洗装置由蓄水池8和与蓄水池8连接的水泵9构成，水泵9的出水口通过输水管道连接在池体1底部的反冲洗进水口5上。

所述的生物填料为改性污泥炭生物填料，所述改性污泥炭生物填料的表面和内部空隙中负载有高效复合微生物菌群，所述高效复合微生物菌群可以生物降解废水中的抗生素类污染物。

采用该方案的曝气生物滤池参与深度处理抗生素类废水时，含有抗生素的废水从第二沉降池中通过输水管道从池体1顶盖的废水进水口进入池体1中，同时启动曝气装置，在曝气装置对废水进行曝气条件下，废水中的难降解的抗生素类有机物被改性污泥炭生物填料表面和内部空隙中负载有高效复合微生物菌群降解吸收，处理后的废水从池体1底部的废水出水口4排出，进入臭氧脱色池。

不同的气水比例会影响生物填料对抗生素类污染物的去除效果，为了确保实现稳定的去除效果，曝气装置的曝气量与废水进水口的进水量之比为5:2，此时对抗生素的去除率能高达82％以上。

处理完毕后，启动反冲洗装置对池体1内的生物填料进行反冲洗，冲洗吸附在污泥炭表面和内孔中的污泥杂质，反冲洗水将污泥杂质从反冲洗出水口3带出，并回流至第二沉降池中，因此可以延长生物填料的实用寿命。

实施例2

实施例1所述的改性污泥炭生物填料，既保留了污泥炭对水体中污染物的吸附性能，又充分发挥了高效复合微生物菌群的生物降解作用。是因为在每一个改性的污泥炭颗粒中，高效复合微生物菌群在污泥炭结构复杂的空隙表面形成了一层由细菌类、原生动物类以及藻类等构成的凝胶状生物膜，从表面到内部逐渐形成一个溶解氧梯度，从表面到内部形成了一个好氧-厌氧体系，充分发挥了生物填料污泥炭的物理吸附、化学氧化和生物降解的共同作用，在去除废水水中的抗生素类等有机污染物同时，还可以实现良好的脱氮除磷作用。

因此所述改性污泥炭生物填料成了本发明所述曝气生物滤池去除抗生素类等有机物的重要构件，改性污泥炭生物填料的性能决定了该曝气生物滤池对废水的深度处理效果，所以本实施例提供了所述改性污泥炭生物填料的制备方法，包括一下步骤：

步骤1：在常规生产的堆积密度为650～700kg/m³,孔隙率为60％～70％的污泥炭中筛选出直径大小为8～10毫米的污泥炭备用。

步骤2：将自然驯化培养的混合厌氧菌、经过驯化和筛选能够耐受并分解废水中的抗生素的氨基酸球菌、克雷伯氏菌和变形菌以及从牲畜胃中提取的新鲜厌氧菌分别培养后，将各菌种进行混合制得高效复合微生物菌群菌液。

步骤3：将步骤2制得的高效复合微生物菌群菌液以12～15L/h的速度对步骤1筛选备用的污泥炭进行循环滴滤48～60小时后，用自来水冲洗干净并用压缩空气或氮气吹干，制得改性污泥炭生物填料。

其中步骤2中采用的培养基的碳源为6％～8％的葡萄糖，氮源为0.2％～0.5％的硫酸铵和 0.16％～0.25％的酵母膏，磷源为0.25％～0.5％的磷酸二氢钾或0.25％～0.5％磷酸二氢钠；所述培养基的PH为6～9，温度为30～38摄氏度。

上述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，包括池体(1)和设置有废水进水口的池体顶盖(2)，其特征在于：还包括设置于所述池体(1)内具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料、与所述池体(1)相连通的用于对废水进行曝气氧化的曝气装置和用于对改性污泥炭生物填料进行反冲洗的反冲洗装置,所述池体上端开口处设置有反冲洗出水口(3)，下端设置有废水出水口(4)和反冲洗进水口(5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气装置至少分别由两个以上相互配套使用的气泵(6)和曝气板(7)构成，所述曝气板(7)可拆卸地设置于所述池体(1)内部并将池体(1)内部隔为多层空间，所述改性污泥炭生物填料放置于除最底层空间外的各层空间内。

3.根据权利要求2所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气板(7)与池体(1)接触的边缘设置有进气口，在所述曝气板(7)上表面设置若干与进气口连通的曝气孔，所述曝气板(7)的上表面和下表面之间设置若干供废水流通的通孔，所述气泵(6)设置于所述池体(1)外部并通过贯穿所述池体(1)内壁的曝气管道与曝气板(7)上的进气口连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气板(7)上的曝气孔和供废水流通的通孔的直径大小为3～5毫米。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述曝气装置的曝气量与废水进水口的进水量之比为5:2。

6.根据权利要求1所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述反冲洗装置由蓄水池(8)和与蓄水池(8)连接的水泵(9)构成，水泵(9)的出水口通过输水管道连接在池体(1)底部的反冲洗进水口(5)上。

7.根据权利要求1所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：在所述池体(1)上端的反冲洗出水口(3)上方设置一块带有若干通道的的废水分布板(10)。

8.根据权利要求1所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述的具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料的制备方法包括以下步骤：

步骤(1)：在常规生产的堆积密度为650～700kg/m³,孔隙率为60％～70％的污泥炭中筛选出直径大小为8～10毫米的污泥炭备用；

步骤(2)：将自然驯化培养的混合厌氧菌、经过驯化和筛选能够耐受并分解废水中的抗生素的氨基酸球菌、克雷伯氏菌和变形菌以及从牲畜胃中提取的新鲜厌氧菌分别培养后，将各菌种进行混合制得高效复合微生物菌群菌液；

步骤(3)：将步骤(2)制得的高效复合微生物菌群菌液以12～15L/h的速度对步骤(1)筛选备用的污泥炭进行循环滴滤48～60小时后，用自来水冲洗干净并用压缩空气或氮气吹干，制得改性污泥炭生物填料。

9.根据权利要求8所述的一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，其特征在于：所述步骤(2)中采用的培养基的碳源为6％～8％的葡萄糖，氮源为0.2％～0.5％的硫酸铵和0.16％～0.25％的酵母膏，磷源为0.25％～0.5％的磷酸二氢钾或0.25％～0.5％磷酸二氢钠；所述培养基的PH为6～9，温度为30～38摄氏度。