申请日2020.01.06
公开(公告)日2020.05.08
IPC分类号C02F3/30; C02F101/38; C02F103/20
摘要
本发明公开了一种去除奶牛场废水中抗生素的方法，基于反应器采取缺氧‑好氧的生物处理工艺对去除悬浮物的废水进行抗生素的去除;所述反应器的运行工序为：进入废水→闲置→缺氧池搅拌、好氧池曝气→沉淀→出水;其中，所述反应器分为包括4格，依次为缺氧池、好氧池I、好氧池II、好氧池III;所述反应器还设有一混合液回流装置，将所述好氧池III内的混合液回流至所述缺氧池中;所述好氧池III内设有滗水器，所述废水经所述滗水器从所述好氧池III排出。本发明的抗冲击负荷能力强，对废水中抗生素的总去除率大于70%，且能减少碱的投放量，降低运行成本，适合对奶牛场现有处理设施的升级改造。
权利要求书
1.一种去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，基于ASBR反应器采取缺氧-好氧的生物处理工艺对去除悬浮物的废水进行抗生素的去除;所述ASBR反应器的运行工序为：进入废水→闲置→缺氧池搅拌、好氧池曝气→沉淀→出水;
其中，所述ASBR反应器平均分为包括4格，依次为缺氧池、好氧池I、好氧池II、好氧池III;所述ASBR反应器还设有一混合液回流装置，将所述好氧池III内的混合液回流至所述缺氧池中;
所述缺氧池连有一搅拌机;所述好氧池连有气泵;所述好氧池III内设有滗水器，所述废水经所述滗水器从所述好氧池III排出。
2.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述混合液回流装置的混合液回流量可调节，所述混合液回流量与每个周期的进水量的比值为2～20：1。
3.根据权利要求1或2所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，通过调节所述混合液回流量和投加碱相结合的方式来调节所述ASBR反应器出水的pH为6～8。
4.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述ASBR反应器内培养有悬浮生长的活性污泥;所述活性污泥的浓度为3.1～6.2g/L。
5.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述ASBR反应器的长宽比为3～4：1;所述ASBR反应器中的有效水深与宽度的比为0.5～2：1。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述ASBR反应器运行周期为24h，运行工序：进入废水15min→闲置30min→缺氧池搅拌和好氧池I～III曝气22.5h→沉淀30min→出水15min。
7.根据权利要求6所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述好氧池III内的溶解氧为0.30～7.30mg/L。
8.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述废水来自采用干清粪生产工艺的奶牛养殖场。
9.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述废水中包括磺胺类抗生素和β-内酰胺类抗生素中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的去除奶牛场废水中抗生素的方法，其特征在于，所述磺胺类抗生素包括磺胺嘧啶、磺胺噻唑、磺胺甲基嘧啶、甲氧苄啶、磺胺二甲嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧基哒嗪、磺胺氯哒嗪、磺胺甲恶唑、磺胺间二甲氧嘧啶和磺胺间甲氧嘧啶中的至少一种;优选地，所述β-内酰胺类抗生素包括普鲁卡因青霉素、头孢喹肟、氨苄西林、头孢噻呋、青霉素G钾盐、氯唑青霉素钠水合物和苄星青霉素G中的至少一种。
说明书
一种去除奶牛场废水中抗生素的方法
技术领域
本发明涉及环保技术领域，涉及含抗生素的废水处理，尤其涉及一种去除奶牛场废水中抗生素的方法。
背景技术
近年来，人们对肉类和乳制品的需求量日益增加，推动了畜禽养殖业的迅猛发展，同时也带来了严重的环境污染问题。畜禽养殖污染已成为我国最重要的农业面源污染源之一。随着国家产业结构的不断调整，畜禽养殖业正日益向集约化、规模化方向发展。然而大量牲畜在狭小的空间聚集，易使传染性疾病在动物群体中快速传播。为了预防和治疗细菌性疾病以及促进动物生长，抗生素被广泛用于畜禽养殖等农业生产活动中。磺胺类和β-内酰胺类抗生素因其具有使用方便、杀菌效果好、适用范围广等优点而被广泛应用于防治动物疾病。据报道，仅2013年我国就使用了约8.4万吨的兽用抗生素。抗生素仅少部分蓄存在动物体内或被完全分解，剩下的30～90%随粪便和尿液排出。我国不同的畜禽养殖场的粪便及废水共检出28种不同种类抗生素，但养殖场中现有的废水处理设施对抗生素的去除效果极差。近年来，细菌耐药性的传播对公众健康产生不良影响，引起了人们的广泛关注。
目前畜禽养殖废水中抗生素的去除方法有物理化学法和生物法，但物化法处理费用较高且管理复杂，生物法因其低廉的运行成本和较高的去除效率越来越受到研究者的关注。HUANG等利用好氧生物反应器降解磺胺二甲嘧啶最高可以得到80%的去除率，而CHEN等利用曝气生物滤池处理养猪场废水中的抗生素，部分抗生素的去除率高达70～100%。关于奶牛场废水中抗生素的去除方法鲜有报道。因此，亟需研发奶牛场废水中的抗生素高效去除技术。
因此，亟需提供一种能够有效去除奶牛场废水中的抗生素的方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于有效去除养殖场废水中的抗生素，提供一种去除奶牛场废水中抗生素的方法，基于ASBR反应器采取缺氧-好氧生物处理工艺对废水进行抗生素的去除，工艺简单易行，且能够降低运行成本。
为实现上述目的，本发明采取了以下技术方案。
本发明提供了一种去除奶牛场废水中抗生素的方法，基于ASBR反应器采取缺氧-好氧的生物处理工艺对去除悬浮物的废水进行抗生素的去除;所述ASBR反应器的运行工序为：进入废水(进水)→闲置→缺氧池搅拌、好氧池曝气→沉淀→出水;其中，
所述ASBR反应器平均分为包括4格，依次为缺氧池、好氧池I、好氧池II、好氧池III;所述ASBR反应器还设有一混合液回流装置，将所述好氧池III内的混合液回流至所述缺氧池中;
所述缺氧池连有一搅拌机;所述好氧池连有气泵;所述好氧池III内设有滗水器，所述废水经所述滗水器从所述好氧池III排出。
进一步，所述缺氧池、所述好氧池I、所述好氧池II与所述好氧池III依次流体连接。
进一步，所述混合液回流装置的混合液回流量可调节，所述混合液回流量与每个周期的进水量的比值为2～20：1。
进一步，通过调节所述混合液回流量和投加碱相结合的方式来调节所述ASBR反应器出水的pH为6～8。所述混合液的回流可以减少进水中碱度的投加量。
进一步，所述ASBR反应器出水的pH为6～8;当所述ASBR反应器的进水中的碱度不足以维持所述出水的pH在6～8范围内时，通过调节所述混合液流量能够减少碱的投加量。
进一步，所述ASBR反应器内培养有悬浮生长的活性污泥;所述活性污泥的浓度为3.1～6.2g/L。
进一步，所述ASBR反应器的长宽比为3～4：1。
进一步，所述ASBR反应器中的有效水深与宽度的比为0.5～2：1。
进一步，反应器运行周期为24h，运行工序：进入废水(15min)→闲置(30min)→缺氧池搅拌、好氧池I～III曝气(22.5h)→沉淀(30min)→出水(15min)。
进一步，所述好氧池III内的溶解氧为0.30～7.30mg/L。
进一步，在所述缺氧池中采用机械搅拌的方式混合。
进一步，在所述好氧池中采用鼓风或机械曝气的方式为所述活性污泥供氧。
进一步，所述废水来自采用干清粪生产工艺的奶牛养殖场。
进一步，所述废水中包括磺胺类抗生素和β-内酰胺类抗生素中的至少一种。
进一步，所述磺胺类抗生素包括磺胺嘧啶(SDZ)、磺胺噻唑(STZ)、磺胺甲基嘧啶(SMR)、甲氧苄啶(TMP)、磺胺二甲嘧啶(SMZ)、磺胺甲噻二唑(SMT)、磺胺甲氧基哒嗪(SMP)、磺胺氯哒嗪(SCP)、磺胺甲恶唑(SMX)、磺胺间二甲氧嘧啶(SMD)和磺胺间甲氧嘧啶(SMM)中的至少一种。
进一步，所述β-内酰胺类抗生素包括普鲁卡因青霉素(PPG)、头孢喹肟(CEFQ)、氨苄西林(AMP)、头孢噻呋(CEFT)、青霉素G钾盐(PCG)、氯唑青霉素钠水合物(CLX)和苄星青霉素G(BPG)中的至少一种。
进一步，所述反应器内的接种污泥取自上海某城市污水处理厂，该厂具备生物脱氮除磷功能。接种污泥浓度为3000mg/L，接种体积约反应器体积的1/3。
本发明一实施例中，所述ASBR反应器中包括4格，依次为缺氧池、好氧池I、好氧池II、好氧池III。
本发明中，所述废水的预处理方法采用本领域常规的方法。
本发明一实施例中，所述废水的预处理方法如下：取自上海市某奶牛养殖场占地面积约3.33hm2、奶牛存栏数约400头的原水池，采用干清粪生产工艺，每次取水后将水置于冷库(0～4℃)储存备用，采用80目筛网过滤，避免原水中固体堵塞管路。
本发明的有益效果在于：与现有技术相比，本发明的去除奶牛场废水中抗生素的方法不仅能去除奶牛场废水中的有机物和氨氮，还能很好地去除废水中的抗生素。本发明中方法的抗冲击负荷能力强，对奶牛场废水中磺胺类和β-内酰胺类抗生素的总去除率大于70%，且能降低运行成本，适合对奶牛场现有处理设施的升级改造。本发明的方法通过调整混合液回流量(或进水量)可减少碱度的投加量，降低运行成本。（发明人邱兆富;曹国民;孙贤波;黄晓霞;严瑞琪;周安慧;王鼎鼎;何鲨;袁咏倩）