CN104276726A

CN104276726A - 一种应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法

Info

Publication number: CN104276726A
Application number: CN201410499597.9A
Authority: CN
Inventors: 钟玉鸣; 杜娟; 许玫英; 孙国萍; 郭俊; 李晓; 连英丽
Original assignee: Guangdong Institute of Microbiology
Current assignee: Institute of Microbiology of CAS
Priority date: 2014-09-25
Filing date: 2014-09-25
Publication date: 2015-01-14
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: CN104276726B

Abstract

本发明公开了一种应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法。本发明引入模块化技生物截留系统，可对含有醋氨酚的水体污染物进行净化，不但既能达到同步脱毒、脱氮生物水处理技术发展的要求，还能快速的降解醋氨酚的污染。本方法具有简易操作与具有一定抗污染负荷等优点，非常适合用于城市污水、农业污水等广泛领域的水处理过程。

Description

一种应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法

技术领域

本发明属于环保技术领域，具体涉及一种应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法。

背景技术：

水环境污染问题日益受到群众的关注，其中新型毒害性污染物与氨氮共存所带来的污染的问题开始显现。这两类水体污染物将严重影响威胁我国的水环境安全。氨氮污染的危害由来已久，来源于各类含氮污染物的降解。一般氨氮转化时间较长，往往在已经缺氧的污染水体逐渐累积，成为水体总氮60％的污染物。氨氮是水体中的营养素，可导致水体富营养化，也是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及许多水生生物均有毒害性。氨氮对水生物的慢性氨氮中毒危害为：摄食降低，生长减慢，组织损伤，降低氧在组织间的输送。急性氨氮中毒危害为：水生物表现亢奋、在水中丧失平衡、抽搐，严重者甚至死亡。因此，人们针对氨氮污染的治理进行了广泛的研究。

而另一大类新型毒害性污染物如非甾体类消炎镇痛药(以下简称抗炎药，NSAIDs)开始大量应用于日常生活中，非甾体类消炎镇痛药避免了传统抗炎药的多种弊端，用以减轻各种病症所带来的疼痛与感染。目前已有百余个品种，是全球发展最快的药物品种之一。据Kalorama Information发布的最新调查数据显示，2006年全球疼痛治疗药物和仪器的市场规模已达到了260亿美元，预计到2010年将上升到330多亿美元。其中以醋氨酚为代表的药品已占据了NSAIDs市场90％以上的份额。此类抗炎药在生产与使用过程中，一部分随着废水进入自然水体，大部分随药品经过人体食用后,并不被人体吸收分解,随人类的排泄物进入环境。由于其稳定性与抗菌特性，降解时间较长，导致在水环境中逐渐积累。

醋氨酚的功能是促进或抑制人体或动物的某些生理功能。该药物经过人体代谢的产物或未经代谢的残留物进入环境后,仍然有可能干扰环境生物的正常生理功能,由于其水体溶性，随污水迁移性强。欧盟等西方国家已经发现其潜在生态风险与生物体蓄积性毒害、干扰性毒害。虽然以醋氨芬为代表的一系列抗炎药具有一定降解性能，然而大量进入水体与所需降解时间长的特点，导致该类型污染物在大型污水处理设施中的去除率低下，从而在水体环境中不断的累积。成为新的毒害性污染源。

处理日益严重的氨氮污染，已经让不堪重负的水处理系统能耗剧增，而新型污染物的出现，将进一步加重处理的压力。因此，开发一种直接适用于小区或农村污水预处理，既能去除醋氨酚又能转化氨氮的新型节能环保的水处理系统，不仅有利于缓解改善无法截污的城镇水污染现状，也有助于提高水环境的安全。对未来3-5年分散式水处理技术的发展具有重要的意义。

发明内容：

本发明的目的是提供一种同步去除氨氮和抗炎药醋氨酚的应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法。

本发明的应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：

反应器为垂直流生物截留系统，该系统由上至下包括预处理层、生物净化层和深度处理层，所述的预处理层为河沙填充层，所述的生物净化层为火山岩填充层，所述的深度处理层为火山岩填充层，从预处理层入水，从深度处理层出水；预处理层用于初步处理进水，去除水体悬浮物，将部分污染物截留在袋式预处理系统进行净化；生物净化层主要去除目标污染物及其他共存污染物；深度预处理层主要用于深度净化出水，进一步实现醋氨酚等污染物的深度去除，水流方向自上而下。

反应器的启动：

预处理层的启动：取河流表层水体，经过常规隔除和沉淀后与营养液混合，将预处理层放去其中，控制pH6～7，溶解氧2～3mg/L，进行预处理层的启动，然后将浸泡启动好的预处理层填入反应器中，所述的营养液，其碳氮比2～3：1，碳源为乙酸或/和碳酸氢钠；

生物净化层和深度处理层的启动：采用接种原位培养的方法，取河流表层水体，经过常规隔除和沉淀后与含有醋氨酚的营养液混合，控制pH6～7，溶解氧2～3mg/L，培养温度20～30℃，富集菌株，将富集好的菌液加入到反应器中浸泡生物净化层和深度处理层进行启动，启动后排空进水；

反应器的运行：

采用连续流方式，培养分为两个阶段，第一阶段培养微生物去除醋氨酚，培养过程是将预处理层放入反应器进水端，进水要求SS(悬浮物浓度)不超过100mg/L，氨氮、COD浓度均不超过50mg/L，目标污染物醋氨酚浓度为不超过5mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-2mg/L，出水检测醋氨酚去除率不低于50％时，进入第二阶段；第二阶段进水要求SS不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过50mg/L、200mg/L，醋氨酚浓度不超过10mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.2～0.5mg/L。

所述的含有醋氨酚的营养液优选为：每升含有NH₄Cl 0.1g，NaHCO₃ 0.2g，KH₂PO₄ 0.1g，CaCl₂·2H₂O 0.04g，MgSO₄·7H₂O 0.0.82g，10mg醋氨酚，余量为水，pH7。

本发明引入模块化技生物截留系统，可对含有醋氨酚的水体污染物进行净化，不但既能达到同步脱毒、脱氮生物水处理技术发展的要求，还能快速的降解醋氨酚的污染。本方法具有简易操作与具有一定抗污染负荷等优点，非常适合用于城市污水、农业污水等广泛领域的水处理过程。

附图说明：

图1是垂直流生物截留系统的结构示意图；

其中1、预处理层；2、生物净化层；3、深度处理层。

图2是垂直流生物截留系统氨氮的去除率；

图3是垂直流生物截留系统醋氨酚的去除率。

具体实施方式：

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。

实施例1：

本实施例的应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法，包括以下步骤：

如图1所示，反应器为垂直流生物截留系统，反应器的直径为25cm，高度为50cm，垂直流生物截留系统由上至下包括预处理层1、生物净化层2和深度处理层3，所述的预处理层为河沙填充层，河沙粒径为1-2cm，河沙填充层的厚度为8cm，所述的生物净化层为火山岩填充层，火山岩的粒径为1-2cm，火山岩填充层的厚度为20cm，所述的深度处理层为火山岩填充层，火山岩的粒径为3-5cm，火山岩填充层的厚度为12cm。从预处理层入水，从深度处理层出水；预处理层用于初步处理进水，去除水体悬浮物，将部分污染物截留在袋式预处理系统进行净化；生物净化层主要去除目标污染物及其他共存污染物；深度预处理层主要用于深度净化出水，进一步实现醋氨酚等污染物的深度去除，水流方向自上而下。

反应器的启动：

预处理层的启动：取河流表层水体，经过常规隔除和沉淀后与营养液混合，将预处理层放去其中，控制pH6～7，溶解氧2～3mg/L，进行预处理层的启动，然后将浸泡启动好的预处理层填入反应器中，所述的营养液，其碳氮比2：1，碳源为碳酸氢钠，氮源为氯化铵；

生物净化层和深度处理层的启动：采用接种原位培养的方法，取河流表层水体，经过常规隔除和沉淀后与含有醋氨酚的营养液按照质量比1：5混合，控制pH6～7，溶解氧2～3mg/L，培养温度20～30℃，富集菌株，将富集好的菌液加入到反应器中浸泡生物净化层和深度处理层进行启动，启动后排空进水；所述的含有醋氨酚的营养液，每升成份为：NH₄Cl 0.2g，NaHCO₃0.2g，KH₂PO₄ 0.1g，CaCl₂·2H₂O 0.04g，MgSO₄·7H₂O 0.0.82g，10mg/L醋氨酚，余量为水。

反应器的运行：

采用连续流方式，培养分为两个阶段，第一阶段培养微生物去除醋氨酚，培养过程是将预处理层放入反应器进水端，进水要求SS(悬浮物浓度)不超过100mg/L，氨氮、COD浓度都为50mg/L，目标污染物醋氨酚浓度为5mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-2mg/L，出水检测醋氨酚去除率不低于80％时，水力停留时间5天。进入第二阶段；第二阶段进水要求SS不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过200mg/L、200mg/L，醋氨酚10mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.2～0.5mg/L。水力停留时间3天，图2是垂直流生物截留系统氨氮的去除率变化图，逐渐提高反应器的氨氮进水负荷，从50mg提高至100mg/L，然后提高至200mg/L。停留时间也相应缩短，从第一天的5天，缩短至第二阶段的3天。氨氮去除率前期维持50-70％之间。随着时间的推移，缩短停留时间与提高氨氮负荷后，氨氮去除率维持在40％-60％之间。图3是醋氨酚去除率达100％，反应体系稳定运行80天。同时，反应器的醋氨酚进水浓度也持续提高，从5mg/L提升至10mg/L，反应器在80天运行条件下醋氨酚去除率维持在96-99％之间。

实施例2：

反应器为垂直流生物截留系统，反应器的直径为30cm，高度为75cm，垂直流生物截留系统由上至下包括预处理层1、生物净化层2和深度处理层3，所述的预处理层为河沙填充层，河沙粒径为1-2cm，河沙填充层的厚度为18cm，所述的生物净化层为火山岩填充层，火山岩的粒径为1-2cm，火山岩填充层的厚度为36cm，所述的深度处理层为火山岩填充层，火山岩的粒径为3-5cm，火山岩填充层的厚度为18cm。从预处理层入水，从深度处理层出水；预处理层用于初步处理进水，去除水体悬浮物，将部分污染物截留在袋式预处理系统进行净化；生物净化层主要去除目标污染物及其他共存污染物；深度预处理层主要用于深度净化出水，进一步实现醋氨酚等污染物的深度去除，水流方向自上而下。

反应器的启动：

生物净化层和深度处理层的启动：采用接种原位培养的方法，取河流表层水体，经过常规隔除和沉淀后与含有醋氨酚的营养液按照质量比1：5混合，控制pH6～7，溶解氧2～3mg/L，培养温度20～30度，富集菌株，将富集好的菌液加入到反应器中浸泡生物净化层和深度处理层进行启动，启动后排空进水；所述的含有醋氨酚的营养液，每升成份为：NH₄Cl 0.2g，NaHCO₃0.2g，KH₂PO₄ 0.1g，CaCl₂·2H₂O 0.04g，MgSO₄·7H₂O 0.0.82g，10mg/L醋氨酚，余量为水。

反应器的运行：

采用连续流方式，培养分为两个阶段，第一阶段培养微生物去除醋氨酚，培养过程是将预处理层放入反应器进水端，进水要求SS(悬浮物浓度)不超过100mg/L，氨氮、COD浓度都为50mg/L，目标污染物醋氨酚浓度为5mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-2mg/L，出水检测醋氨酚去除率不低于50％时，进入第二阶段；第二阶段进水要求SS不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过50mg/L、200mg/L，醋氨酚10mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.2～0.5mg/L。水力停留时间3天，应体系稳定运行50d。氨氮去除率达50-60％，总氮去除为30-40％之间，醋氨酚去除率达100％，悬浮物去除率90％。

Claims

1.一种应用垂直流生物截留系统去除醋氨酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：

反应器为垂直流生物截留系统，该系统由上至下包括预处理层、生物净化层和深度处理层，所述的预处理层为河沙填充层，所述的生物净化层为火山岩填充层，所述的深度处理层为火山岩填充层，从预处理层入水，从深度处理层出水；

反应器的启动：

反应器的运行：

采用连续流方式，培养分为两个阶段，第一阶段培养微生物去除醋氨酚，培养过程是将预处理层放入反应器进水端，进水要求悬浮物浓度不超过100mg/L，氨氮、COD浓度均不超过50mg/L，目标污染物醋氨酚浓度不超过5mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为1-2mg/L，出水检测醋氨酚去除率不低于50％时，进入第二阶段；第二阶段进水要求悬浮物浓度不超过100mg/L，氨氮、COD浓度分别不超过50mg/L、200mg/L，醋氨酚浓度不超过10mg/L，常温，辅助曝气使出水溶解氧浓度控制为0.2～0.5mg/L。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的含有醋氨酚的营养液为：每升含有NH₄Cl0.1g，NaHCO₃ 0.2g，KH₂PO₄ 0.1g，CaCl₂·2H₂O 0.04g，MgSO₄·7H₂O 0.0.82g，10mg醋氨酚，余量为水，pH7。