本發(fā)明屬于廢水處理，涉及一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、抗生素作為代表性的新興污染物，被報道常存在于垃圾滲濾液中。隨著近年來抗生素的大規(guī)模生產(chǎn)與使用，垃圾滲濾液中抗生素濃度也不斷提升?？股氐姆e累會導(dǎo)致水環(huán)境中耐藥性病菌的增殖與抗性基因的傳播，破壞環(huán)境安全與生態(tài)平衡?？股貙儆诘湫碗y降解有機污染物，在現(xiàn)行污水處理廠構(gòu)筑單元中難以被徹底去除，以致其殘留在出水中，最終擴散至地下水等水環(huán)境中。并且，抗生素與有機碳(org.c)、氮(n)、硫酸鹽(so42-)等常見污染物共存于垃圾滲濾液中，造成復(fù)合污染問題，增加了處理難度。

2、我國垃圾滲濾液中抗生素以磺胺類、四環(huán)素類、大環(huán)內(nèi)酯類和喹諾酮類為主，其中喹諾酮類抗生素濃度較高，介于2μg/l到1mg/l之間。在所有喹諾酮類抗生素中，含氟原子與哌嗪基或甲基哌嗪的第三代氟喹諾酮類抗生素(以下簡稱氟喹諾酮)，屬于垃圾滲濾液中最常見的喹諾酮種類，主要包括諾氟沙星、氧氟沙星、左氧氟沙星、環(huán)丙沙星等。長期暴露于氟喹諾酮下會造成皮膚過敏、消化和呼吸系統(tǒng)損傷并產(chǎn)生神經(jīng)毒性等，嚴重危害人體健康。

3、針對含氟喹諾酮廢水處理目前主要采用物理化學(xué)方法與生物方法。物化法如膜技術(shù)、物化吸附法、高級氧化技術(shù)是目前常用的工藝技術(shù)，其在處理高濃度氟喹諾酮廢水時效果較好，但對于復(fù)合污染的氟喹諾酮廢水，其處理過程復(fù)雜、藥劑與能源消耗大、處理成本高，且容易產(chǎn)生二次污染。相比于物化法，生物法因其成本較低、處理規(guī)模大以及可協(xié)同處理多種污染物等優(yōu)點，被認為是處理氟喹諾酮廢水的綠色低碳技術(shù)。生物技術(shù)主要包括：1)生物吸附法，利用活性污泥中的微生物菌膠團或胞外聚合物等作為吸附劑，吸附氟喹諾酮。但吸附僅是一個污染物相轉(zhuǎn)移過程，并不能實現(xiàn)氟喹諾酮的徹底去除；2)直接生物降解，在好氧或厭氧條件下，以氟喹諾酮作為唯一碳源與電子供體被某些細菌或真菌代謝從而被降解轉(zhuǎn)化。但抗生素分解速率較慢、工藝運行過程所需水力停留時間較長，嚴重限制了工藝處理效能，且污水中氟喹諾酮濃度相對較低，以氟喹諾酮作為唯一碳源的微生物生長緩慢，不易被富集；3)共代謝降解，通過利用微生物的共代謝活性將氟喹諾酮及其代謝產(chǎn)物有效降解。在微生物共代謝降解體系中，生長基質(zhì)與電子供體(易降解有機碳或還原態(tài)無機物等)能夠誘導(dǎo)氟喹諾酮降解關(guān)鍵酶的表達，從而通過共代謝途徑快速分解轉(zhuǎn)化氟喹諾酮，但是微生物共代謝作用下氟喹諾酮降解活性與去除能力較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法能夠?qū)鴿B濾液進行同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒。

2、為達到上述目的，本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，包括以下步驟：

3、獲取富集自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原菌的活性污泥；

4、將富集自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原菌的活性污泥按照等比例接種至uasb反應(yīng)器中，以富集異養(yǎng)反硝化菌、硫氧化自養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原細菌，將模擬垃圾滲濾液作為uasb進水，并在uasb進水中添加流貸硫酸鹽，維持uasb反應(yīng)器運行預(yù)設(shè)時間；

5、將待處理的垃圾滲濾液加入到運行預(yù)設(shè)時間后的uasb反應(yīng)器中。

6、進一步的，還包括：

7、從a2/o工藝的污水處理廠采集原始缺氧與厭氧污泥作為接種污泥，再將所述接種污泥接種到三個序批式反應(yīng)器，將三個序批式反應(yīng)器分別在硫自養(yǎng)反硝化條件下、異養(yǎng)反硝化條件下及so42-生物還原條件下進行馴化，分別培養(yǎng)得到富集自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原菌的活性污泥。

8、進一步的，硫自養(yǎng)反硝化條件下，以na2s2o3作為電子供體，nano3作為電子受體，其中，na2s2o3與nano3濃度分別為500mg?s/l及100mg?n/l。

9、進一步的，異養(yǎng)反硝化條件下，以ch3coona作為電子供體，nano3作為電子受體，其中，ch3coona與nano3濃度分別為700mg?cod/l及100mg?n/l。

10、進一步的，so42-生物還原條件下，以ch3coona作為電子供體，na2so4作為電子受體，其中，ch3coona及na2so4濃度分別為500mg?cod/l及200mg?s/l。

11、進一步的，uasb進水包括600mg?cod/l的有機物、200mg?n/l的硝酸鹽、100mg?s/l的硫酸鹽及500mg?s/l的硫代硫酸鹽。

12、進一步的，控制uasb反應(yīng)器的污泥濃度為3000～3500mg/l，待處理廢水的溫度為30～35℃、ph值為7.4～7.6。

13、進一步的，控制uasb反應(yīng)器的水力停留時間為1.5～2h。

14、進一步的，uasb進水中氟喹諾酮的濃度為0.5mg/l。

15、本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)，包括垃圾滲濾液輸入管道以及運行預(yù)設(shè)時間后的uasb反應(yīng)器，垃圾滲濾液輸入管道與運行預(yù)設(shè)時間后的uasb反應(yīng)器相連通。

16、本發(fā)明具有以下有益效果：

17、本發(fā)明所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)及方法在具體操作時，采用還原性硫和有機物作為共代謝基質(zhì)碳源，誘導(dǎo)關(guān)鍵酶基因表達，提高關(guān)鍵酶的活性，從而提高氟喹諾酮的降解效率；此外，通過硫酸鹽生物還原與反硝化協(xié)同作用，進一步強化氟喹諾酮類抗生素的共代謝降解，提升垃圾滲濾液等低c/n廢水中氟喹諾酮的去除效能。

18、進一步，本發(fā)明采用還原性硫與有機物作為共代謝基質(zhì)碳源，能夠有效促進微生物的生長繁殖和活性，從而提高氟喹諾酮的降解效率，相比傳統(tǒng)的生物處理方法具有更好的處理效果。

19、進一步，本發(fā)明確定了氟喹諾酮、還原性硫與有機物的添加比例，能夠在實際操作中準確控制反應(yīng)條件，確保降解過程的穩(wěn)定性和效率，提高廢水處理的可控性和可行性。

20、進一步，本發(fā)明采用還原性硫與有機物作為共代謝基質(zhì)碳源，成本相對較低，能夠降低廢水處理的成本，使得技術(shù)更具經(jīng)濟性和可行性，為廢水處理提供了一種更加經(jīng)濟高效的解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，還包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，硫自養(yǎng)反硝化條件下，以na2s2o3作為電子供體，nano3作為電子受體，其中，na2s2o3與nano3濃度分別為500mg?s/l及100mg?n/l。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，異養(yǎng)反硝化條件下，以ch3coona作為電子供體，nano3作為電子受體，其中，ch3coona與nano3濃度分別為700mg?cod/l及100mg?n/l。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，so42-生物還原條件下，以ch3coona作為電子供體，na2so4作為電子受體，其中，ch3coona及na2so4濃度分別為500mg?cod/l及200mg?s/l。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，uasb進水包括600mg?cod/l的有機物、200mg?n/l的硝酸鹽、100mg?s/l的硫酸鹽及500mg?s/l的硫代硫酸鹽。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，控制uasb反應(yīng)器的污泥濃度為3000～3500mg/l，待處理廢水的溫度為30～35℃、ph值為7.4～7.6。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，控制uasb反應(yīng)器的水力停留時間為1.5～2h。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的方法，其特征在于，uasb進水中氟喹諾酮的濃度為0.5mg/l。

10.一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)，其特征在于，包括垃圾滲濾液輸入管道以及權(quán)利要求1所得運行預(yù)設(shè)時間后的uasb反應(yīng)器，垃圾滲濾液輸入管道與運行預(yù)設(shè)時間后的uasb反應(yīng)器相連通。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種垃圾滲濾液同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒的系統(tǒng)及方法，包括以下步驟：獲取富集自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原菌的活性污泥；將富集自養(yǎng)反硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原菌的活性污泥按照等比例接種至UASB反應(yīng)器中，以富集異養(yǎng)反硝化菌、硫氧化自養(yǎng)反硝化菌及硫酸鹽還原細菌，將模擬垃圾滲濾液作為UASB進水，并在UASB進水中添加流貸硫酸鹽，維持UASB反應(yīng)器運行預(yù)設(shè)時間；將待處理的垃圾滲濾液加入到運行預(yù)設(shè)時間后的UASB反應(yīng)器中，該系統(tǒng)及方法能夠?qū)鴿B濾液進行同步除碳脫氮與抗生素降解脫毒。

技術(shù)研發(fā)人員：錢進,柏賽,張逸楚
受保護的技術(shù)使用者：西北工業(yè)大學(xué)深圳研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10