CN113461281B - 一种含抗生素养殖废水的浓缩系统及其处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含抗生素养殖废水的浓缩系统及其处理系统，所述浓缩系统包括酸化池，碱化池，电去阴离子池、浓缩液池、污泥池、破解池、超声压滤池、电去阳离子池；所述养殖废水输送至酸化池进行酸化处理，所述酸化池采用厌氧水解酸化工艺，所述酸化池出水输送至碱化池，碱化池中的废水输送至电去阴离子池的阳极室A内，而污泥池的污泥则经过破解池、超声压滤池后，废水输送至电去阳离子池的阴极室B中，实现抗生素浓缩，浓缩后的废水经超级氧化池氧化处理，其他部分废水则通过生化池处理。根据本发明的含抗生素养殖废水的浓缩系统，提高了抗生素分子在废水中的溶解性。

Description

一种含抗生素养殖废水的浓缩系统及其处理系统

技术领域

本发明属于废水处理领域，具体涉及一种含抗生素养殖废水的浓缩系统及其处理系统。

背景技术

随着养殖业的不断发展，在养殖过程中为了预防疾病和促进家禽生长，大量的抗生素作为饲料添加剂或饮剂应用到其中，随之而来的是养殖废水中含有大量未被动物和/或植物利用的抗生素，未被处理的抗生素排放到环境中会给人们带来了很大的困扰。大量的含有抗生素的废水排放至环境中，导致一般的微生物难以生长，也不能有效的降解抗生素。这些废水在污染水环境的同时也严重危害人类健康。

CN110526418B公开了一种利用固定化密孔菌降解养殖废水中抗生素的方法，其在酸性范围内(pH3.0-6.0)，无论是在0℃的极端低温条件下还是在70℃的高温条件下漆酶(Lac-Q)均能高效的降解四环类和磺胺类抗生素，但由于养殖废水具有COD高、抗生素种类繁多，该方法并不能充分降解养殖废水中的抗生素。

CN108002605B公开了一种海水养殖废水中抗生素的处理方法，通过电解反应产生高铁酸根离子，再配以由不溶性阳极石墨电极在该体系中产生的次氯酸钠对其的有力促进作用，可以对养殖废水中的抗生素进行全面降解，但是，由于海水养殖废水量大，该方法存在能耗高，处理效率低，难以全面处理的问题，导致这样的方法并不适合大规模使用。

目前，我国常用的抗生素主要包括四环素类、磺胺类、大环内酯类、喹诺酮类等，由于各类抗生素的结构差异，其处理应得到分类处理，将废水中抗生素分离浓缩后再进行集中处理，可以大大降低高级氧化过程中的内耗及物料损失。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术存在的缺陷，提供有一种含抗生素养殖废水的浓缩系统。

本发明还提供了一种含抗生素废水处理系统。

为了解决上述技术问题，一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，包括酸化池，碱化池，电去阴离子池、浓缩液池、污泥池、破解池、超声压滤池、电去阳离子池；所述养殖废水输送至酸化池进行酸化处理，所述酸化池采用厌氧水解酸化工艺，所述酸化池出水输送至碱化池，所述碱化池设置碱箱，所述碱化池内废水调节pH至8.5-10并静置1-3h；

所述电去阴离子池内设置阳极A、阴极A及阴离子交换膜，所述阴离子交换膜将所述电去阴离子池分割为阳极室A和阴极室A，所述阳极A在阳极室A内，所述阴极A在阴极室A内，然后将所述碱化池内的上清液输送至所述阴极室A，所述电去阴离子池的阳极室A连通所述浓缩液池；

所述酸化池污泥输送至污泥池进行均质，所述污泥池连通破解池，所述破解池设置碱液入口，所述破解池连通超声压滤机，所述超声压滤机压滤设备内设置超声装置，使得污泥在压滤过程中进行超声处理；

所述电去阳离子池内设置阳极B、阴极B及阳离子交换膜，所述阳离子交换膜将所述电去阳离子池分割为阳极室B和阴极室B，所述阳极B在阳极室B，所述阴极B在阴极室B，所述超声压滤机出水经保安过滤器后输送至所述阳极室B，所述阴极室B连通所述浓缩液池。

进一步地，所述的碱箱内设置生石灰、熟石灰、氢氧化钠中的一种或多种。

进一步地，所述破解池投加碱液控制pH≥7.8。

进一步地，所述阳极A与阴极A之间电压控制在3-6V之间，停留时间15-30min。

进一步地，所述超声装置的频率为25-35kHz，声能密度为0.05-0.15w/mL。

进一步地，所述破解池采用水热反应破解、超声破解、低温冷冻破解中的一种或多种。

进一步地，所述酸化池水力停留时间为7-8h，pH5-5.5，DO为0.15-0.2mg/L。

进一步地，所述阳极B与阴极B之间电压控制在5.5-8V之间，停留时间25-35min。

进一步地，所述阴极室B连通所述阳极室A，将所述阴极室B内废水输送至阳极室A中循环处理。

一种含抗生素废水处理系统，包括所述含抗生素养殖废水的浓缩系统，所述阴极室A和阳极室B连通生化池，所述浓缩液池连通高级氧化池。

进一步地，所述高级氧化池为臭氧催化氧化池、Fenton池或超临界氧化斧。

本发明的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统及其处理系统，具有诸多优点：

1.养殖废水中由于含有大量粪渣等颗粒物质，其中的抗生素被吸附、静电力作用吸附，难以分离，先通过将废水进行废水酸化处理，将pH控制在5-5.5之间时，提高了抗生素分子在废水中的溶解性，并通入碱化池内进行碱化处理，使得喹诺酮类、四环素类及磺酸类抗生素转化为阴离子型；

2.部分抗生素因静电吸附作用吸附在污泥上，对污泥进行破解处理，然后进行超声压滤，可以高效将抗生素转移至液态中，进行抗生素的初步浓缩；

3.研究发现，经酸化处理后吸附在污泥中的抗生素以大环内酯类为主，且主要为失电子状态，因此，超声压滤装置出水输送至电去阳离子池进行处理；

4.基于快速高效的考量，阴离子型的抗生素废水输送至经电去阴离子池处理，阳极A与阴极A之间电压控制在3-8V之间，停留时间15-30min时；阳离子型的抗生素废水则输送至电去阳离子池处理，阳极B与阴极B之间电压控制在5.5-8V之间，停留时间25-35min；

5.废水中分性质对抗生素进行电化学分离，最终输送至浓缩池进行浓缩后进行高级氧化处理，大大提高了高级氧化处理效率；

6.水解酸化工艺排出的污泥中污泥有一定的静电吸附力，通过调整pH，将抗生素的形态转换为阴离子形态，可以与污泥具有一定排斥力，在超声作用下更利于抗生素溶于废水；

7、由于污泥中的抗生素形态复杂，将电去阳离子池的阳极室B内的废水输送至阴极室A进行循环处理，可以更好地去除废水中阴离子型抗生素；

8、磺酸类、四环素类及喹诺酮类抗生素通过废水环境的改变，易于形成得电子结构，大环内酯则易形成失电子结构，这样为电浓缩提供了可能性。

附图说明

图1为一种含抗生素养殖废水的浓缩系统示意图；

图2为一种含抗生素废水处理系统示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

根据一实施方式，一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，包括酸化池，碱化池，电去阴离子池、浓缩液池、污泥池、破解池、超声压滤池、电去阳离子池；所述养殖废水输送至酸化池进行酸化处理，所述酸化池采用厌氧水解酸化工艺，所述酸化池出水输送至碱化池，所述碱化池设置碱箱，所述碱化池内废水调节pH至8.5-10并静置1-3h。

所述电去阴离子池内设置阳极A、阴极A及阴离子交换膜，所述阴离子交换膜将所述电去阴离子池分割为阳极室A和阴极室A，所述阳极A在阳极室A内，所述阴极A在阴极室A内，然后将所述碱化池内的上清液输送至所述阴极室A，所述电去阴离子池的阳极室A连通所述浓缩液池。

所述酸化池污泥输送至污泥池进行均质，所述污泥池连通破解池，所述破解池设置碱液入口，所述破解池连通超声压滤机，所述超声压滤机压滤设备内设置超声装置，使得污泥在压滤过程中进行超声处理。

所述电去阳离子池内设置阳极B、阴极B及阳离子交换膜，所述阳离子交换膜将所述电去阳离子池分割为阳极室B和阴极室B，所述阳极B在阳极室B，所述阴极B在阴极室B，所述超声压滤机出水经保安过滤器后输送至所述阳极室B，所述阴极室B连通所述浓缩液池。

实施例1

本实施例处理来自某畜禽养殖厂的生产废水：

经检测：COD8450mg/L,诺氟沙星43.2μg/L 和阿奇霉素为11.8μg/L;

所述养殖废水输送至酸化池进行酸化处理，所述酸化池采用厌氧水解酸化工艺，酸化池水力停留时间为8h，pH5.5，DO为0.15-0.2mg/L，出水中诺氟沙星 24.2μg/L 和阿奇霉素为2.8μg/L，所述酸化池出水输送至碱化池，所述碱化池设置碱箱，所述碱化池内废水调节pH至9并静置2h；所述碱化池内的上清液输送至所述阴极室A，所述电去阴离子池的阳极室A连通所述浓缩液池，阳极A与阴极A之间电压控制在5V，阳极室A出水中诺氟沙星浓度为214μg/L；阴极室A出水中诺氟沙星浓度为2.43μg/L；

所述酸化池污泥输送至污泥池进行均质，所述污泥池连通破解池，所述破解池设置碱液入口，调节pH至8.5，所述破解池连通超声压滤机，所述超声压滤机压滤设备内设置超声装置，所述超声装置的频率为25-35kHz，声能密度为0.05-0.15w/mL；所述超声压滤机出水经保安过滤器后输送至所述阳极室B，所述阴极室B连通所述浓缩液池，所述阳极B与阴极B之间电压控制在7.5V之间，停留时间30min；阴极室B出水中阿奇霉素浓度为43.1μg/L，阳极室B出水阿奇霉素浓度为1.12μg/L。

实施例2

在实施例1的基础上，设置生化池：所述阴极室A内废水阳极室B内废水至生化池，所述生化池依次为厌氧池（DO为0.2mg/L,停留时间36h）和好氧池（DO为3.5mg/L，停留时间8h），出水COD为32mg/L,诺氟沙星为0.01μg/L，阿奇霉素浓度为0.05μg/L。符合《畜禽养殖业污染物排放标准》(GB18596-2001)一级标准以及《污水综合排放标准》(GB8978-1996)一级标准。

实施例3

在实施例1的基础上，设置高级氧化池：所述阳极室A内废水阴极室B内废水至高级氧化池，采用臭氧催化方式进行氧化处理，处理后的诺氟沙星浓度为12.1μg/L，阿奇霉素浓度为6.5μg/L。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (10)

1.一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，包括：酸化池，碱化池，电去阴离子池、浓缩液池、污泥池、破解池、超声压滤池、电去阳离子池；所述养殖废水输送至酸化池进行酸化处理，所述酸化池采用厌氧水解酸化工艺，所述酸化池出水输送至碱化池，所述碱化池设置碱箱，所述碱化池内废水调节pH至8.5-10并静置1-3h；

所述电去阴离子池内设置阳极A、阴极A及阴离子交换膜，所述阴离子交换膜将所述电去阴离子池分割为阳极室A和阴极室A，所述阳极A在阳极室A内，所述阴极A在阴极室A内，然后将所述碱化池内的上清液输送至所述阴极室A，所述电去阴离子池的阳极室A连通所述浓缩液池；

所述酸化池污泥输送至污泥池进行均质，所述污泥池连通破解池，所述破解池设置碱液入口，所述破解池连通超声压滤机，所述超声压滤机压滤设备内设置超声装置，使得污泥在压滤过程中进行超声处理；

所述电去阳离子池内设置阳极B、阴极B及阳离子交换膜，所述阳离子交换膜将所述电去阳离子池分割为阳极室B和阴极室B，所述阳极B在阳极室B，所述阴极B在阴极室B，所述超声压滤机出水经保安过滤器后输送至所述阳极室B，所述阴极室B连通所述浓缩液池。

2.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述的碱箱内设置生石灰、熟石灰、氢氧化钠中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述破解池投加碱液控制pH≥7.8。

4.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述阳极A与阴极A之间电压控制在3-6V之间，停留时间15-30min。

5.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述超声装置的频率为25-35kHz，声能密度为0.05-0.15w/mL。

6.如权利要求3所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述破解池采用水热反应破解、超声破解、低温冷冻破解中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述酸化池水力停留时间为7-8h，pH5-5.5，DO为0.15-0.2mg/L。

8.如权利要求1所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，所述阳极B与阴极B之间电压控制在5.5-8V之间，停留时间25-35min。

9.如权利要求1或4或8所述的一种含抗生素养殖废水的浓缩系统，其特征在于，将电去阳离子池的阳极室B内的废水输送至阴极室A进行循环处理。

10.一种含抗生素废水处理系统，包括权利要求1-9之一所述的含抗生素养殖废水的浓缩系统，所述阴极室A和阳极室B连通生化池，所述浓缩液池连通高级氧化池。

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