一種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人類對肉類、蛋類食品需求的不斷增長，畜禽養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，隨之帶來的環(huán)境問題也越來越嚴(yán)重。為了使養(yǎng)殖動(dòng)物能夠抵抗疾病、增加產(chǎn)量，大多數(shù)的畜禽養(yǎng)殖場都使用了抗生素(如四環(huán)素類、磺胺類物質(zhì)等)。通過飼料或飲水，中國每年有超過8000t的抗生素用于畜禽養(yǎng)殖業(yè)，這些未被食用或吸收的抗生素進(jìn)入環(huán)境后，會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生抗藥性細(xì)菌，也會(huì)誘導(dǎo)有害微生物產(chǎn)生抗藥基因使抗生素的藥效下降。
[0003]重金屬在水體中會(huì)引起植物中毒癥狀，包括根系生長受阻、葉片黃化或枯死等，對植物的光合作用及葉綠素的合成也有直接的影響；此外，重金屬可通過消化、呼吸、體表等途徑使水生動(dòng)物吸收，并在體內(nèi)不同組織蓄積，甚至對動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)也可能產(chǎn)生影響。
[0004]中國是獸用抗生素與重金屬微量元素使用的大國，養(yǎng)殖水體中抗生素與重金屬的污染問題尤為嚴(yán)重。因此，對于畜禽養(yǎng)殖廢水中抗生素和重金屬的污染治理和修復(fù)研究工作刻不容緩。目前，畜禽養(yǎng)殖廢水深度處理中抗生素和重金屬的聯(lián)合修復(fù)的方法還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法，該方法能在去除廢水中的抗生素的同時(shí)回收重金屬。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法，該方法包括:將含有抗生素和重金屬離子的畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行電解處理，使所述廢水中的抗生素發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為不具有抗生素活性的降解后的物質(zhì)，重金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)。
[0007]優(yōu)選地，所述電解處理在包括陽極和多個(gè)陰極的電化學(xué)處理系統(tǒng)中進(jìn)行，所述多個(gè)陰極在電解處理中交替使用。
[0008]優(yōu)選地，所述電解處理包括:將陽極和其中一個(gè)陰極通電使抗生素發(fā)生氧化反應(yīng)并使重金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)，當(dāng)完成一個(gè)交替周期后，將所述其中一個(gè)陰極斷電使包覆其上的所述沉淀物質(zhì)脫落，將所述多個(gè)陰極中的任選另一個(gè)陰極與陽極進(jìn)行通電；交替重復(fù)上述過程。
[0009]優(yōu)選地，所述交替周期為0.5-10so
[0010]優(yōu)選地，將所述廢水送入中空電極管中進(jìn)行所述電解處理；所述中空電極管的管壁由軸向平行的一片管壁陽極和兩片交替使用的管壁陰極構(gòu)成；所述一片管壁陽極和兩片管壁陰極之間由絕緣材料隔絕。
[0011]優(yōu)選地，所述陽極的材料為選自鈦基二氧化鉛、二氧化錫、碳纖維和活性炭氈中的至少一種；所述陰極的材料為選自不銹鋼、銅和鐵中的至少一種。
[0012]優(yōu)選地，所述電解處理中的電流密度為5-40mA/cm2。
[0013]優(yōu)選地，所述電解處理中，所述廢水的流速為0.5-lm/s，停留時(shí)間為5_20分鐘。
[0014]優(yōu)選地，將所述廢水進(jìn)行電解處理前先進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括生化處理和/或物化處理；所述生化處理包括厭氧處理、好氧處理和厭氧-好氧聯(lián)合處理中的至少一種；所述物化處理包括結(jié)晶、曝氣、靜沉、過濾和離心中的至少一種。
[0015]優(yōu)選地，所述經(jīng)過預(yù)處理的廢水的pH為6-9。
[0016]優(yōu)選地，經(jīng)電解處理后的出水進(jìn)入沉淀池，經(jīng)沉淀后所述沉淀物質(zhì)通過分離裝置回收，分離裝置中的母液返回沉淀池，沉淀池中的上清液回用或達(dá)標(biāo)排放。
[0017]優(yōu)選地，所述沉淀池為斜板沉淀池、豎流式沉淀池或輻流式沉淀池。
[0018]優(yōu)選地，所述分離裝置為離心機(jī)或壓濾機(jī)。
[0019]優(yōu)選地，所述抗生素為選自四環(huán)素類抗生素、喹諾酮類抗生素、磺胺類抗生素、土霉素類抗生素、金霉素類抗生素和泰樂菌素類抗生素中的至少一種。
[0020]優(yōu)選地，所述重金屬離子為選自Cu2+、Zn2\ Cd2+、Cr6+和Μη 2+中的至少一種。
[0021]通過上述技術(shù)方案，可以在去除廢水中的抗生素的同時(shí)回收重金屬，出水抗生素、重金屬等指標(biāo)優(yōu)于《畜禽養(yǎng)殖業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18596-2001) —級(jí)標(biāo)準(zhǔn)以及《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996) —級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，采用陰極交替運(yùn)行的方法解決了沉淀物質(zhì)富集在電極表面而使得處理效果下降的問題。本發(fā)明對其他含有難降解有機(jī)物、重金屬的廢水均適用，處理效果穩(wěn)定可靠。
[0022]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0023]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的廢水處理流程示意圖。
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的電化學(xué)處理系統(tǒng)。
[0026]附圖標(biāo)記說明
[0027]1電極主體2廢水流道3陽極
[0028]4第一陰極5第二陰極6離子交換膜
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0030]本發(fā)明提供一種畜禽養(yǎng)殖廢水的處理方法，該方法包括:將含有抗生素和重金屬離子的畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行電解處理，使所述廢水中的抗生素發(fā)生氧化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為不具有抗生素活性的降解后的物質(zhì)，重金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述電解處理在包括陽極和多個(gè)陰極的電化學(xué)處理系統(tǒng)中進(jìn)行，所述多個(gè)陰極在電解處理中交替使用。畜禽養(yǎng)殖廢水中的抗生素可以在陽極被氧化，轉(zhuǎn)化為不具有抗生素活性的降解后的物質(zhì)，如小分子的酸，甚至完全被礦化，生成C02和水；重金屬離子可以在陰極的還原作用下轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)，例如從廢水中析出。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述電解處理包括:將陽極和其中一個(gè)陰極通電使抗生素發(fā)生氧化反應(yīng)并使重金屬離子發(fā)生還原反應(yīng)轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)，當(dāng)完成一個(gè)交替周期后，將所述其中一個(gè)陰極斷電使包覆其上的所述沉淀物質(zhì)脫落，將所述多個(gè)陰極中的任選另一個(gè)陰極與陽極進(jìn)行通電；交替重復(fù)上述過程。采取多個(gè)陰極交替運(yùn)行的方法可以解決沉淀物質(zhì)富集在電極表面而使得處理效果下降的問題。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述交替周期為對陽極和其中一個(gè)陰極的通電過程，可以根據(jù)廢水中抗生素或重金屬離子的濃度來確定，為了起到保護(hù)陰極以及提高效率的作用，所述交替周期使得重金屬離子在陰極邊轉(zhuǎn)化為沉淀物質(zhì)邊分離為最優(yōu)，例如，所述交替周期可以為0.5-10S。一個(gè)交替周期結(jié)束后，對陽極和另一個(gè)陰極進(jìn)行通電，開始下一個(gè)交替周期。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，所述電化學(xué)處理系統(tǒng)可以為一個(gè)中空電極管，將所述廢水送入中空電極管中進(jìn)行所述電解處理；其中，所述中空電極管的管壁由軸向平行的一片管壁陽極和兩片交替使用的管壁陰極構(gòu)成；所述一片管壁陽極和兩片管壁陰極之間由離子交換膜隔絕，如附圖2所示，當(dāng)電極管中不通入廢水時(shí)，陽極和陰極間不導(dǎo)電，通入廢水后，陽極和陰極間通過廢水中的重金屬離子導(dǎo)電。采用這種方式的電化學(xué)處理系統(tǒng)反應(yīng)設(shè)備占地小、效率高、運(yùn)行穩(wěn)定。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述陽極和陰極的材料可以選取本領(lǐng)域常規(guī)的電極材料，如所述陽極的材料可以為選自鈦基二氧化鉛、二氧化錫、碳纖維和活性炭氈中的至少一種；所述陰極的材料可以為選自不銹鋼、銅和鐵中的至少一種。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的方法，所述電解處理中的電流大小會(huì)影響廢水中抗生素的氧化速率和重金屬的析出速率，優(yōu)選地，所述電解處理中