一種生物活性炭濾池及用其進(jìn)行污水深度處理的方法技術(shù)

一種生物活性炭濾池，屬于污水處理、環(huán)境生物技術(shù)領(lǐng)域，包括濾池中的活性炭載體，濾池下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口，濾池底部置有曝氣器，濾池外另設(shè)有菌株水箱，菌株水箱中置有曝氣裝置，所述的菌株水箱管道連接至濾池的進(jìn)水口，濾池的活性炭載體上掛膜有菌株P(guān)seudomonassp.CBZ-4，用其對(duì)城市污水進(jìn)行深度處理，尤其是對(duì)城市污水處理廠二沉池出水中藥品及個(gè)人護(hù)理品（PPCPs）類污染物之一—卡馬西平藥物的吸附、生物降解去除，解決了城市污水處理廠中傳統(tǒng)的污水處理工藝難以有效去除環(huán)境中痕量污染物，尤其在冬季處理效果差等問題。生物活性炭濾池低溫下穩(wěn)定運(yùn)行后，COD、氨氮、卡馬西平的平均去除率分別達(dá)到25%以上、35%以上、40%以上，均優(yōu)于僅用活性炭處理的效果。

Biological activated carbon filter and method for carrying out advanced treatment of sewage by using same

A biological activated carbon filter, which belongs to the field of biotechnology, environmental sewage treatment, including activated carbon filter, filter the lower part is provided with a water inlet, the upper part is provided with a water filter is set at the bottom of the aerator, a water tank outside the filter tank is provided with strain, strain aeration device, water inlet pipe of the water tank was connected to the filter, activated carbon filter on biofilm formation with strain Pseudomonassp.CBZ-4, with the city sewage, especially for city sewage treatment plant two pond water pharmaceuticals and personal care products (PPCPs) - one of the pollutants adsorption and biodegradation of C Masi Bing drug removal, solve the city sewage treatment plant the traditional wastewater treatment technology can not effectively remove trace contaminants in the environment, especially in winter, poor treatment effect etc.. After the stable operation of the biological activated carbon filter at low temperature, the average removal rates of COD, ammonia nitrogen and C Masi Bing were over 25%, over 35% and over 40%, respectively, which were better than those treated with activated carbon alone.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于污水處理、環(huán)境生物
，涉及一種生物活性炭濾池實(shí)現(xiàn)城市污水深度處理的方法。
技術(shù)介紹
目前對(duì)于環(huán)境中新興的痕量有機(jī)污染物的有效去除成為了研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，這類污染物具有化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、持久性、難于降解的特點(diǎn)，在環(huán)境中的含量通常在U g/L或更低。其中，代表性的一類物質(zhì)是藥品及個(gè)人護(hù)理品(Pharmaceutical and personal careproducts, PPCPs)，包括各種處方藥和非處方藥(如抗生素、消炎藥、抗癲癇藥、顯影劑、止痛藥、鎮(zhèn)靜劑、雌激素、避孕藥、減肥藥等)、香料、化妝品、染發(fā)劑、香皂、洗發(fā)水等。其種類繁多，在環(huán)境中廣泛存在，其中抗癲癇藥物卡馬西平(Carbamazepine, CBZ)頻繁被檢出，被·作為環(huán)境中PPCPs污染狀況的指示化合物。人們對(duì)污水處理工藝(活性污泥法、生物膜法、高級(jí)催化氧化法)的出水進(jìn)行檢測(cè)，均發(fā)現(xiàn)了卡馬西平的存在。說明常規(guī)的污水處理方法很難將其高效的去除，而這類物質(zhì)在環(huán)境中長期存在會(huì)對(duì)人類健康及其他生物產(chǎn)生潛在的危害，因此亟待開發(fā)行之有效的解決方法。生物活性炭(Biological activated carbon, BAC)技術(shù)是利用活性炭多孔,具有很大的比表面積，有極強(qiáng)的吸附性能等特點(diǎn)，以其為載體，表面附著微生物，有效的延長了活性炭的吸附能力和再生周期。在水處理工藝中發(fā)揮了活性炭物理吸附和微生物生物降解雙重作用，能夠有效去除水中微量有機(jī)污染物。目前，生物活性炭技術(shù)在飲用水凈化，去除雌激素(170-雌二醇，E2)、吲哚、嘧啶、萘以及苯、乙苯、二甲苯等苯系物(BTEX)的研究中都有成功的應(yīng)用。同時(shí)，生活活性炭工藝相比其他污水深度處理工藝，還具有設(shè)備簡單，占地少，運(yùn)行管理方便等優(yōu)點(diǎn)，不但可以降解目標(biāo)污染物也可以降解生物活性炭本體已吸附的有機(jī)物，提高了污染物的去除效率，具有廣泛的研究、發(fā)展和應(yīng)用價(jià)值。因此,采用實(shí)驗(yàn)室新分離菌株AeytZoffioaas sp. CBZ_4和顆粒活性炭結(jié)合制備生物活性炭濾池，對(duì)城市污水廠二沉池污水進(jìn)行深度處理，去除污水中存留的卡馬西平和其他有機(jī)污染物是可行的，可為后續(xù)的深入研究提供理論支持。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是利用顆粒活性炭和實(shí)驗(yàn)室篩選出的低溫卡馬西平降解菌sp. CBZ-4制備生物活性炭濾池，目的是去除城市污水處理廠二沉池出水中殘留的卡馬西平等有機(jī)化合物，為痕量有機(jī)污染物的去除和水質(zhì)凈化奠定理論基礎(chǔ)。一種生物活性炭濾池，包括濾池中的活性炭載體,濾池下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口，濾池底部置有曝氣器，其特征在于濾池外另設(shè)有菌株水箱，菌株水箱中置有曝氣裝置，所述的菌株水箱管道連接至濾池的進(jìn)水口，濾池的活性炭載體上掛膜有菌株P(guān)seudomonas sp. CBZ-4,所述的菌株sp. CBZ-4 于 2012 年 3 月 27 日保藏于“中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心”(簡稱CGMCC，地址為北京市朝陽區(qū)大屯路)，保藏號(hào)CGMCC NO. 5943。本濾池中，水流和氣流同向，均從下向上運(yùn)動(dòng)，保證了氣水混合均勻；在菌株水箱中設(shè)置曝氣裝置，為進(jìn)水提供了足夠的溶解氧。濾池投入使用前的掛膜階段，將濾池出水口連接至菌株水箱，實(shí)現(xiàn)循環(huán)進(jìn)水掛膜。用生物活性炭濾池進(jìn)行污水深度處理的方法，其特征在于用生物活性炭濾池對(duì)城市污水廠二沉池出水進(jìn)行深度處理，按以下步驟進(jìn)行 (1)擴(kuò)大培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室篩選的低溫卡馬西平降解菌sp.CBZ-4:向已滅菌的液體卡馬西平富集培養(yǎng)基中以109^15%的接種量接種菌株CBZ-4，于溫度為10°C、轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)5d，獲得擴(kuò)大培養(yǎng)的菌液； (2)掛膜形成活性炭生物濾池采用微生物強(qiáng)化循環(huán)進(jìn)水的人工掛膜方式，濾池外菌株水箱中的擴(kuò)大培養(yǎng)菌液以上向流的方式進(jìn)入生物活性炭濾池，出水回流至菌株水箱中，水體溫度為1(T15°C，并連續(xù)監(jiān)測(cè)進(jìn)出水中微生物總量，測(cè)定OD66tl，出水OD66tl值逐漸增加，當(dāng)進(jìn)出水OD66tl值相同且連續(xù)幾天運(yùn)行數(shù)值基本無變化，則生物活性炭濾池掛膜成功； (3)掛膜成功后，將含卡馬西平的城市污水廠二沉池出水通入生物活性炭濾池，濾池中水溫為l(Tl5°C，pH值為6. 8 7. 2，空床接觸時(shí)間(EBCT)O. 5 I. 5h，氣水比為6 10 1 ； 其中，步驟(I)中卡馬西平富集培養(yǎng)基的成分為1. 5 g KH2P04、0. 15 g MgSO4 7H20、0. 5 g (NH4)2SO4^O. 5 g NaCl,3. 5 g K2HP04、2g 蛋白胨、18g 瓊脂、1.0 mL 微量元素溶液溶于IOOOmL的蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH到7.0 ;微量元素的成分為0. I g CuSO4 5H20、0.3g MnSO4 4H20、0. 2 g ZnSO4 7H20、2. 0 g NaHCO3 IOH2O, 0. 5 g CoCl2 6H20、0. 05gCaCl2 2H20、0. 5g FeSO4 7H20、0. 02g (NH4)6Mo7O2 4H20 溶于 IOOOmL 的蒸餾水中。本處理方法的步驟(I)中卡馬西平富集培養(yǎng)基的滅菌條件為121°C，高溫蒸汽滅菌20mino步驟(2)中濾池的菌株水箱中注入液體卡馬西平富集培養(yǎng)基，以10°/Tl5%的接種量投加步驟(I)中的擴(kuò)大培養(yǎng)的CBZ-4菌液，每2d排放1/3體積的菌液，并注入1/3體積新鮮的卡馬西平富集培養(yǎng)基進(jìn)行人工掛膜。步驟(2)中在濾池的菌株水箱中進(jìn)行微曝氣，提供足夠的溶解氧。本專利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了城市污水處理廠二沉池出水的深度處理及卡馬西平藥物的生物降解去除。利用顆粒活性炭和實(shí)驗(yàn)室分離的卡馬西平降解菌AeytZoffioaas sp. CBZ-4制備生物活性炭濾池，活性炭顆粒不均勻、多孔、高比表面積的特性為菌CBZ-4提供了良好的生物膜載體，使其附著在活性炭表面，使活性炭再生。污水中目標(biāo)降解物及其他有機(jī)物被活性炭吸附，借助濃度梯度，水中和活性炭吸附的有機(jī)物向生物膜擴(kuò)散，加速了有機(jī)物的生物降解。另外，菌CBZ-4所分泌的胞外酶經(jīng)擴(kuò)散進(jìn)入活性炭微孔內(nèi)部，發(fā)生解析作用使活性炭吸附的有機(jī)物擴(kuò)散到活性炭空隙外部被表面的微生物降解。因此，在微生物的作用下，生物活性炭濾池的處理效果好于單純使用活性炭的效果。整個(gè)工藝運(yùn)行簡單、穩(wěn)定，占地少，活性炭使用壽命延長，節(jié)省了運(yùn)行成本，無二次污染。本專利技術(shù)提供的一種生物活性炭濾池實(shí)現(xiàn)城市污水深度處理的方法還適用于飲用水凈化、焦化廢水、石化廢水的深度處理。生物活性炭濾池穩(wěn)定運(yùn)行后，C0D、氨氮、卡馬西平的平均去除率分別達(dá)到25%以上、35%以上、40%以上，均優(yōu)于僅用活性炭處理的效果。附圖說明圖I為生物活性炭濾池進(jìn)、出水中COD含量隨時(shí)間變化情況，〇曲線表示進(jìn)水中COD含量，V曲線表示單純使用活性炭柱的出水中COD含量，O曲線表示生物活性炭柱的出水中COD含量。圖2生物活性炭濾池進(jìn)、出水中氨氮含量隨時(shí)間變化情況，〇曲線表示進(jìn)水中氨氮含量，V曲線表示單純使用活性炭柱的出水中氨氮含量，O曲線表示生物活性炭柱的出水中氨氮含量。圖3生物活性炭濾池進(jìn)、出水中卡馬西平含量隨時(shí)間變化情況，〇曲線表示進(jìn)水中卡馬西平含量，V曲線表示單純使用活性炭柱本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種生物活性炭濾池，包括濾池中的活性炭載體，濾池下部設(shè)有進(jìn)水口，上部設(shè)有出水口，濾池底部置有曝氣器，其特征在于濾池外另設(shè)有菌株水箱，菌株水箱中置有曝氣裝置，所述的菌株水箱管道連接至濾池的進(jìn)水口，濾池的活性炭載體上掛膜有菌株P(guān)seudomonas sp. CBZ-4,所述的菌株sp. CBZ-4 于 2012 年 3 月 27 日保藏于“中國微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心”，保藏號(hào)CGMCC NO. 5943。2.用權(quán)利要求I所述的生物活性炭濾池進(jìn)行污水深度處理的方法，其特征在于用生物活性炭濾池對(duì)城市污水廠二沉池出水進(jìn)行深度處理，按以下步驟進(jìn)行 (1)擴(kuò)大培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室篩選的低溫卡馬西平降解菌sp.CBZ-4:向已滅菌的液體卡馬西平富集培養(yǎng)基中以109^15%的接種量接種菌株CBZ-4，于溫度為10°C、轉(zhuǎn)速為150r/min的搖床中培養(yǎng)5d，獲得擴(kuò)大培養(yǎng)的菌液； (2)掛膜形成活性炭生物濾池采用微生物強(qiáng)化循環(huán)進(jìn)水的人工掛膜方式，濾池外菌株水箱中的擴(kuò)大培養(yǎng)菌液以上向流的方式進(jìn)入生物活性炭濾池，出水回流至菌株水箱中，水體溫度為1(T15°C，并連續(xù)監(jiān)測(cè)進(jìn)出水中微生物總量，測(cè)定OD66tl，出水OD66tl值逐漸增加，當(dāng)進(jìn)出水OD66tl值相同且連續(xù)幾天運(yùn)行數(shù)值基本無變化，則生物活性炭濾池掛膜成功； (3)掛膜成功后，將含卡馬西平的城市污水廠二沉池出水通入生物活性炭濾池，濾池中水溫為l(Tl5°C，p...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬放，蔡蕊，李昂，邱天，崔迪，張斯，龐長瀧，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱工業(yè)大學(xué)宜興環(huán)保研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：