申请日2016.01.14
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F9/14
摘要
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种处理低温环境下抗生素废水的装置。本装置从下到上依次为溶气室、磁力强化生物滤池、电—生物降解反应池，其中电—生物降解反应池，由阴极棒、阳极片和填充粒子电极层组成，阳极片和阴极棒分别为钛网和石墨，阳极片围成筒状在填充粒子电极层的四周，阴极棒位于填充粒子电极层的中央，磁力强化生物滤池包括磁性生物滤料层和电磁场产生装置，电磁场发生装置主要包括直流电源、阳极线、阴极线、螺旋线圈和滑动电阻，直流电源通过阳极线与滑动电阻、磁力强化生物滤池的螺旋线圈的下端连接，阴极线和电—生物降解反应池的阴极棒连接。本实用新型结构简单，安排紧凑，可将磁强化反应中产生磁场的螺旋线圈产生的热传递到低温水中，提高含抗生素污水的温度，提供适宜微生物生长的环境，提高了低温环境下抗生素的处理效果。
权利要求书
1.一种处理低温环境下抗生素废水的装置，装置包括高位水箱(17)，高位水箱中的低温抗生素废水经进水管(18)通过蠕动泵(12)进入装置，流入填充粒子电极层(4)，同时溶气室(19)内设有反冲洗进水管(8)与反冲洗泵(9)相连接，曝气管(20)与空气压缩机(7)连接，空气压缩机(7)通过曝气管(20)向溶气室(19)充气，通过上部的曝气盘(6)和承托层(16)向上流动，承托层(16)上部是磁性生物滤料层(5)，磁性生物滤料层(5)外部被电磁场发生装置的螺旋线圈(11)缠绕，磁性生物滤料层(5)上部与填充粒子电极层(4)连接，填充粒子电极层(4)周围被筒状的阳极片(14)包围，中间是阴极棒(13)，阳极片(14)与磁性生物滤料层(5)外部的螺旋线圈(11)的上端连接，阴极棒(13)通过阴极线(2)与直流电源(1)的负极连接，直流电源(1)的正极连接滑动电阻(10)，再通过阳极线(3)连接螺旋线圈(11)的下端，将电—生物降解反应池的阳极片(14)和阴极棒(13)、螺旋线圈(11)及滑动电阻(10)串联在一起。
2.根据权利要求1所述的一种处理低温环境下抗生素废水的装置，其特征是：电—生物降解反应池的阴极棒(13)、阳极片(14)与磁性生物滤料层(5)的螺旋线圈(11)串联，再与滑动电阻(10)串联，再与直流电源(1)连接。
3.根据权利要求1所述的一种处理低温环境下抗生素废水的装置，其特征是：填充粒子电极层(4)内部装填滤料是陶粒、颗粒活性炭、沸石、火山岩的一种。
4.根据权利要求1所述的一种处理低温环境下抗生素废水的装置，其特征是：磁性生物滤料层(5)内部装填钢渣基磁性滤料。
5.根据权利要求1所述的一种处理低温环境下抗生素废水的装置，其特征是：电—生物降解反应池的主电极形式为周围型，阳极片在填充粒子电极层的四周，阴极棒在填充粒子电极层的中央，生物膜固定在阳极片内表面，从而提高了主极生物膜的表面积，提高电子的利用效率，从而增加反应速率。
6.根据权利要求1所述的一种处理低温环境下抗生素废水的装置，其特征是：电—生物降解反应池的阳极片(14)和阴极棒(13)分别为钛网和石墨。
说明书
一种处理低温环境下抗生素废水的装置
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，特别是涉及一种处理低温环境下抗生素废水的装置。
背景技术
抗生素在治疗人类和畜禽疾病以及促进畜禽生长方面应用广泛，但大多数抗生素在摄入后只有少量被机体吸收，85 %以上以原药或代谢产物的形式被排出体外，最终进入生态环境。目前世界各国的污水处理厂进出水中都能检测到抗生素，传统污水处理工艺对抗生素等有机微污染物去除率通常很低，甚至出现负去除;另一方面，抗生素的残留会对生物处理单元中微生物产生一定的抑制作用 ，或者诱导抗性菌的出现。因此，针对抗生素等有机微污染物的污水预处理或深度处理工艺的开发，也是亟需研究的方向之一。
我国北方气候寒冷，冬春季节水温常降至0—2℃，由于低温水粘度大，含有的颗粒数量少，颗粒发生碰撞机会少，发生混凝的机率降低;而且由于水化膜内的水粘度和重度增大，影响了颗粒之间粘附度，水温对混凝剂的水解反应有明显的影响，温度低使水解反应速率减缓，影响混凝效果，且低温低浊水不利于水中微生物的生长，更加影响水环境中抗生素的去除，因此处理低温环境下的抗生素成为目前的难题。
电生物耦合技术是在同一个装置内将电化学反应与微生物降解耦合起来，彼此发挥各自的长处，达到互补和增强处理效果的目的，用这种技术来降解难生物降解有机物，能够大大提高难生物降解有机物的去除效率。在此技术下，抗生素会通过电催化氧化反应分解成为可生物降解的小分子有机物，然后利用生物降解进一步变成CO2和H2O，使得去除效果大大增加，因此用此技术处理抗生素具有更好的处理效果。
磁生物耦合技术是在同一个装置内通过磁强化技术，磁絮凝能有效去除水中的浊度，提高生物滤池的去除污染物能力，同时培养磁性微生物，进一步针对性的降解有机物，从而实现提高污水的去除效率，降低设备投资，占地面积小，易于就地安装。但是仅仅通过线圈缠绕产生的电磁场会因为其缠绕线圈电阻小，故而导致线圈容易发热，能量散失，不能做到能源化，资源化。
本实用新型在同一个装置内利用电化学反应、磁强化技术和生物降解三种技术来降解低温环境下的抗生素，该装置不但将生物降解处理成本低、电化学反应分解抗生素效果好、磁强化技术处理悬浮物效率高的优点综合在一起，而且可将磁强化反应中产生磁场的螺旋线圈产生的热传递到低温水中，提高含抗生素污水的温度，提供适宜微生物生长的环境，提高了低温环境下抗生素的处理效果，同时解决了磁强化反应中线圈发热导致能量散失的缺点，将热量做到合理的利用。
发明内容
本实用新型的目的在于解决低温环境下抗生素废水的处理，提供了一种处理低温环境下抗生素废水的装置。
为解决上述问题，本装置由溶气室、磁力强化生物滤池、电—生物降解反应池(电催化氧化和微生物降解共同作用处理废水的装置)组成。溶气室在装置的最下部，内部安装反冲洗进水管、曝气管、出水管，反冲洗泵和反冲洗进水管连接，曝气管与空气压缩机连接。溶气室上部通过曝气盘与承托层连接，承托层上部是磁力强化生物滤池，包括磁性生物滤料层和电磁场产生装置，磁性生物滤料层位于装置内部，磁性生物滤料层外部被电磁场发生装置的螺旋线圈缠绕，电—生物降解反应池位于磁力强化生物滤池的上部，由阴极棒、阳极片和填充粒子电极层组成，阳极片和阴极棒分别为钛网和石墨，阳极片围成筒状在填充粒子电极层的四周，阴极棒位于填充粒子电极层的中央，其中阴极棒和直流电源通过阴极线连接，阳极片和磁力强化生物滤池的螺旋线圈的上端相连，即将阳极片和阴极棒与螺旋线圈串联起来，电磁场发生装置主要包括直流电源、阳极线、阴极线、螺旋线圈和滑动电阻，直流电源通过阳极线与滑动电阻、磁力强化生物滤池的螺旋线圈的下端连接，阴极线和电—生物降解反应池的阴极棒连接。
装置包括高位水箱(17)，高位水箱中的低温抗生素废水经进水管(18)通过蠕动泵(12)进入装置，流入填充粒子电极层(4)，同时溶气室(19)内设有反冲洗进水管(8)与反冲洗泵(9)相连接，曝气管(20)与空气压缩机(7)连接，空气压缩机(7)通过曝气管(20)向溶气室(19)充气，通过上部的曝气盘(6)和承托层(16)向上流动，承托层(16)上部是磁性生物滤料层(5)，磁性生物滤料层(5)外部被电磁场发生装置的螺旋线圈(11)缠绕，磁性生物滤料层(5)上部与填充粒子电极层(4)连接，填充粒子电极层(4)周围被筒状的阳极片(14)包围，中间是阴极棒(13)，阳极片(14)与磁性生物滤料层(5)外部的螺旋线圈(11)的上端连接，阴极棒(13)通过阴极线(2)与直流电源(1)的负极连接，直流电源(1)的正极连接滑动电阻(10)，再通过阳极线(3)连接螺旋线圈(11)的下端，将电—生物降解反应池的阳极片(14)和阴极棒(13)、螺旋线圈(11)及滑动电阻(10)串联在一起。
所述的降解装置为圆柱型，磁性生物滤料层装填3-5mm钢渣基磁性滤料，高度1200mm;填充粒子电极层高度500mm，内部装填滤料是陶粒、颗粒活性炭、沸石、火山岩的一种。
所述的溶气室安装有反冲洗进水管、出水管、曝气管，反冲洗泵和反冲洗进水管连接，曝气管和空气压缩机连接。
将电—生物降解反应池的阴极棒、阳极片与磁性生物滤料层的螺旋线圈串联在一起，再与滑动电阻串联，再与直流电源连接。
磁力强化生物滤池外部缠绕的螺旋线圈通电产生磁场时散发的热量传递到内部流动的低温水中，提高低温水的温度，提供适宜微生物生长的环境，提高了低温环境下抗生素的处理效果，同时减少热量的浪费，提高利用率。
电—生物降解反应池的主电极形式为周围型，阳极片在填充粒子电极层的四周，阴极棒在填充粒子电极层的中央，生物膜固定在阳极片内表面，从而提高了主极生物膜的表面积，提高电子的利用效率，从而增加反应速率。
本实用新型结构紧凑，模块化结构便于后期改扩建，适用于低温环境下抗生素的处理。在电场、磁场和微生物的作用下，既能有效解决螺旋线圈易发热散失能量的问题，有能有效提高低温水的温度，做到了资源化，能源化;还能大幅度提高装置对抗生素的处理效果。
