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污水中ARGs去除用深度净化工艺
浏览: 发布日期:2019-12-10

  本创造揭露了一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,本创造将原水经栅格过滤去除大颗粒固体物质,引进混凝池中,投加混凝剂静置沉积。上层污水引进吸附池中投加磁性吸附剂并在交变电磁场环境下拌和2‑4h,经微孔滤膜别离过滤,得到富集ARGs磁性吸附剂的浓缩水以及过滤水,过滤水经SBR反响,再经紫外线灭菌和有效氯消毒,最终经超低压选择性纳滤膜过滤后存储于净水箱中。浓缩水经超声波振动别离脱附,使用磁盘收回磁性吸附剂,含ARGs污水进入生态净化池净化处理,出水送至紫外线灭菌过程。本创造对污水中ARGs去除作用好,不发生二次污染,工业化运转可行性高,且经济环保。

  权利要求书

  1.一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,包含以下过程:

  (1)将原水经栅格过滤去除大颗粒固体物质,引进混凝池中,依照70-80mg/L计量投加混凝剂,拌和20-30min,静置沉积,别离底部污泥和上层污水;

  (2)将过程(1)的上层污水引进吸附池中,依照1-10g/L的计量投加磁性吸附剂,在交变电磁场环境下拌和2-4h,经微孔滤膜别离过滤,得到富集ARGs磁性吸附剂的浓缩水,以及过滤水;

  (3)将所述过滤水泵送至SBR反响器,去除水中的氨氮、有机物和固体颗粒,SBR反响器的出水被引进光催化反响器,使用波长为100-400nm,剂量为400-600mJ/cm2紫外线灭菌处理30-60min;

  (4)向过程(3)紫外灭菌处理后的污水投加1-5mg/L的有效氯,拌和反响10-20min,得到的灭菌水经超低压选择性纳滤膜过滤后存储于净水箱中;

  (5)将过程(2)中富集ARGs磁性吸附剂的浓缩水,依照体积比为1:1-2参加过程(4)中的灭菌水中,污水参加氢氧化钠调理pH至中性,然后泵送至生态净化池,净化处理水经过程(2)、过程(3)和过程(4)处理后存储于净水箱中。

  2.如权利要求1所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,过程(2)中所述磁性吸附剂包含以下分量组份:10-20份纳米级磁粉、500-800份浓度为0.5-1.5wt%海藻酸钠溶液、300-400份浓度为0.5-1.5wt%氯化钙溶液、30-50份纳米级二氧化硅、10-12份硬质酸钙、200-300份浓度为4-6wt%聚乙烯醇溶液、60-90份羟基丙烯酸酯单体、15-25份苯乙烯、4-6份离子型乳化剂、0.5-1份引发剂、0.5-1.5份交联剂、1-1.5份制孔剂、0.5-1份偶联剂、1-2份涣散剂、250-300份去离子水。

  3.如权利要求2所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,所述磁性吸附剂的制备办法包含以下过程:

  S1:取上述组份的纳米级磁粉与所述浓度为0.5-1.5wt%海藻酸钠溶液混合均匀,得到悬浮液,先向所述悬浮液中滴加10-30滴所述浓度为2-3wt%氯化钙溶液并拌和3-5min,再导入剩下氯化钙溶液,在10-20℃条件下交联20-24h,得到磁粉凝胶颗粒,将磁粉凝胶颗粒损坏过100目筛,构成磁粉凝胶粉末;

  S2:将所述硬质酸钙在200-300℃条件下加热至熔融状况,再参加所述纳米级二氧化硅研磨拌和30-40min,冷却至90-100℃时参加所述浓度为4-6wt%聚乙烯醇溶液以及涣散剂,充沛拌和后得到二氧化硅涣散液;

  S3:取所述羟基丙烯酸酯单体、苯乙烯、引发剂、离子型乳化剂参加到所述去离子水中乳化反响1-2h,得到乳化液,向所述乳化液中参加所述交联剂,在氮气维护下,加热至70-80℃,反响2-3h,得到羟基丙烯酸酯共聚物乳液;

  S4:将所述磁粉凝胶粉末参加到所述羟基丙烯酸酯共聚物乳液,充沛拌和再参加所述二氧化硅涣散液以及偶联剂、制孔剂,20-30℃下以20-40r/min低速拌和1-2h,冷冻枯燥,得到磁性吸附剂。

  4.如权利要求1所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,所述污水在SBR反响器中选用体积比为5:1空气和臭氧的混合气体曝气5-6h,溶解氧为2-3mg/L。

  5.如权利要求1所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,所述交变电磁场的工艺参数为:在所述吸附池的两头别离替换施加50-300KHZ的高频信号,高频信号的波构成正弦改变,周期为10-15min。

  6.如权利要求1所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,所述生态净化池内包含生态填料球和水生净化植物。

  7.如权利要求6所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,所述水生净化植物为满江红与水芹菜、芦苇、水葱、菖蒲中恣意几种组合。

  8.如权利要求1所述的一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,其特征在于,过程(5)中收回的所述磁性吸附剂经微波枯燥灭菌后再使用。

  说明书

  一种去除污水中ARGs的深度净化工艺

  技能领域

  本创造归于污水净化技能领域,详细触及一种去除污水中ARGs的深度净化工艺。

  布景技能

  抗生素抗性基因(Antibtiotics Resistance Genes,ARGs)是一种新式污染物,大部分抗生素为水溶性,90%的抗生素可随动物尿液排出体外,因而,抗生素及ARGs对水环境的污染要挟首战之地。ARGs在水环境中首要存在于(1)医院、畜牧业出产、水产区等排放的废水中;(2)未经处理的污水;(3)城市污水处理厂污水、污泥或生物膜中;(4)天然水体中;(5)底泥(如水产区底泥和海洋沉积物)中。而城市污水处理厂作为ARGs的重要贮存场所,其出水也是ARGs排入水环境中的重要污染源,操控污水处理厂出水中ARGs对削减环境中ARGs污染,下降ARGs的生态危险具有重要意义。

  现在对ARGs去除的办法多选用氯消毒、Fenton氧化、UV/H2O2氧化、UV消毒、臭氧消毒、PACl混凝、PFS混凝等独自或多种联用的办法。例如,揭露号为CN104671618B的创造专利揭露的一种去除污水中抗生素抗性基因的混凝办法,该办法首要经过向格栅出水和二级出水中投加聚合氯化铝(PACl)和聚合硫酸铁(PFS)两种混凝剂对污水中的抗生素抗性基因进行去除。揭露号为CN104773903B的创造专利揭露一种去除污水中抗生素抗性基因的高档氧化办法,该办法首要经过格栅过滤-沉积别离-Fenton氧化-UV/H2O2氧化消毒-排放,对污水中的抗生素抗性基因进行去除。还有揭露号为CN103121768A创造专利揭露一种去除水体中抗生素抗性基因的办法将沉积后的水体在玻璃钢管道内遭到微波辐射,持续时间为30s~600s,用以损坏水体中所含的抗生素抗性基因;经过微波辐射后的水体再进入活性炭滤池进行过滤,完结水体中抗生素抗性基因的彻底去除。

  以上几种工艺办法都具有必定的作用,可是因为污水量较大,特别当污水中ARGs浓度较高时,需求很多的药物,二次污染严峻,既不环保又不经济。经过微波对水体中的ARGs灭活则工程较大,对设备的硬件设备要求高。因而,需求一种在ARGs较高浓度的污水中选用去除作用好而且经济环保,工业化运转可行性高,而且可持续性开展的新技能。

  创造内容

  针对以上存在的技能问题,本创造供给一种去除污水中ARGs的深度净化工艺。

  本创造的技能计划为:一种去除污水中ARGs的深度净化工艺,包含以下过程:

  (1)将原水经栅格过滤去大颗粒固体物质,引进混凝池中,依照70-80mg/L计量投加混凝剂,拌和20-30min,静置沉积,别离底部污泥和上层污水;

  (2)将过程(1)的上层污水引进吸附池中,依照1-10g/L的计量投加磁性吸附剂,在交变电磁场环境下拌和2-4h,经微孔滤膜别离过滤,得到富集ARGs磁性吸附剂的浓缩水,以及过滤水;

  (3)将所述过滤水泵送至SBR反响器,去除水中的氨氮、有机物和固体颗粒,SBR反响器的出水被引进光催化反响器,使用波长为100-400nm,剂量为400-600mJ/cm2紫外线灭菌处理30-60min;

  (4)向过程(3)紫外灭菌处理后的污水投加1-5mg/L的有效氯,拌和反响10-20min,得到的灭菌水经超低压选择性纳滤膜过滤后存储于净水箱中;

  (5)将过程(2)中富集ARGs磁性吸附剂的浓缩水,依照体积比为1:1-2参加过程(4)中的灭菌水进行稀释,参加硫酸调理pH至3-5,施加频率为20-40MHz超声波振动,别离磁性吸附剂和吸附物质,一起使用磁盘滚动收回磁性吸附剂再次使用,过滤,污水参加氢氧化钠调理pH至中性,然后泵送至生态净化池,净化处理水经过程(2)、过程(3)和过程(4)处理后存储于净水箱中。

  进一步地,过程(2)中所述磁性吸附剂包含以下分量组份:10-20份纳米级磁粉、500-800份浓度为0.5-1.5wt%海藻酸钠溶液、300-400份浓度为0.5-1.5wt%氯化钙溶液、30-50份纳米级二氧化硅、10-12份硬质酸钙、200-300份浓度为4-6wt%聚乙烯醇溶液、60-90份羟基丙烯酸酯单体、15-25份苯乙烯、4-6份离子型乳化剂、0.5-1份引发剂、0.5-1.5份交联剂、1-1.5份制孔剂、0.5-1份偶联剂、1-2份涣散剂、250-300份去离子水。

  更进一步地,所述磁性吸附剂的制备办法包含以下过程:

  S1:取上述组份的纳米级磁粉与所述浓度为0.5-1.5wt%海藻酸钠溶液混合均匀,得到悬浮液,先向所述悬浮液中滴加10-30滴所述浓度为2-3wt%氯化钙溶液并拌和3-5min,再导入剩下氯化钙溶液,在10-20℃条件下交联20-24h,得到磁粉凝胶颗粒,将磁粉凝胶颗粒损坏过100目筛,构成磁粉凝胶粉末;其间磁粉可以与交变电磁场构成呼应,进步对污水中抗性基因的吸附比率。

  S2:将所述硬质酸钙在200-300℃条件下加热至熔融状况,再参加所述纳米级二氧化硅研磨拌和30-40min,冷却至90-100℃时参加所述浓度为4-6wt%聚乙烯醇溶液以及涣散剂,充沛拌和后得到二氧化硅涣散液;经硬质酸钙改性后的二氧化硅对交变磁场所发生的热能受热愈加均匀和安稳,增加了磁性吸附剂的膨胀率,继而进步了对抗性基因的吸附率。

  S3:取所述羟基丙烯酸酯单体、苯乙烯、引发剂、离子型乳化剂参加到所述去离子水中乳化反响1-2h,得到乳化液,向所述乳化液中参加所述交联剂,在氮气维护下,加热至70-80℃,反响2-3h,得到羟基丙烯酸酯共聚物乳液;

  S4:将所述磁粉凝胶粉末参加到所述羟基丙烯酸酯共聚物乳液,充沛拌和再参加所述二氧化硅涣散液以及偶联剂、制孔剂,20-30℃下以20-40r/min低速拌和1-2h,冷冻枯燥,得到磁性吸附剂。

  进一步地,所述污水在SBR反响器中选用惯例工艺,差异在于,选用体积比为5:1空气和臭氧的混合气体曝气5-6h,溶解氧为2-3mg/L。

  进一步地,所述交变电磁场的工艺参数为:在所述吸附池的两头别离替换施加50-300KHZ的高频信号,高频信号的波构成正弦改变,周期为10-15min。使用交变电磁辅佐磁性吸附剂对抗性基因的特异性吸附。

  进一步地,所述生态净化池内包含生态填料球和水生净化植物。

  更进一步地,所述生态填料球的制备办法为:取40-50份过程(1)所述污泥、18-23份发酵豆渣、8-10份无烟碳粉和6-8份木质纤维混合充沛拌和,参加水,使物料的总含量操控在25-28%,混合造粒成球状物,将球状物预热至300-320℃,保温1-3min,升温至1200-1250℃焙烧5-10min,制成生态填料球。选用工艺中的污泥可以起到废物使用,而无烟碳粉可起到杰出的吸附净化作用,发酵豆渣可以供给水生植物的部分营养,木质纤维起到粘结作用。

  更进一步地,所述水生净化植物为满江红与水芹菜、芦苇、水葱、菖蒲中恣意几种组合。其间满江红对抗性基因有很高的净化率,合作其他水生植物可大大净化水质。

  更进一步地,过程(5)中收回的所述磁性吸附剂经微波枯燥灭菌后再使用。

  本创造的有利作用为:本创造使用交变磁场辅佐磁性吸附剂对污水中的ARGs进行吸附,再经微孔滤膜别离过滤,得到富集ARGs的浓缩水,可将污水中的ARGs浓度很多下降,再对污水进行后续处理和灭菌消毒,而对富含ARGs的浓缩水经生态净化池对高浓度ARGs进一步会集处理,出水再经后续灭菌消毒即可。本创造对污水中的ARGs富集别离后的少数浓缩水独自使用生态法净化,可大大削减很多污水中ARGs的含量,也下降了化学试剂的投加量,下降了本钱也简化了工艺,进步了ARGs去除率。而且本创造的磁性吸附剂还可收回再使用,愈加经济环保。总归,本创造对污水中ARGs去除作用好,不发生二次污染,工业化运转可行性高,且经济环保。(创造人耿金菊;吴刚;许柯;任洪强;张徐祥)

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