[发明专利]一种去除畜禽养殖废水中四环素类抗生素和重金属离子的方法

说明书

本发明提供一种去除畜禽养殖废水中四环素类抗生素和重金属离子的方法，包括以下步骤：畜禽养殖废水经高温高压灭菌处理后泵入恒温ASBR，随即投加过二硫酸盐和过氧乙酸；高级氧化反应阶段后将高温高压灭菌处理的硫酸盐还原菌培养液泵入ASBR，通入氮气保护后接种所述硫酸盐还原菌菌种，利用高级氧化技术联合硫酸盐还原菌异化还原共同去除废水中四环素类抗生素和重金属离子。使用本发明提供的方法对废水中四环素和重金属的去除率可分别达100％和100％左右。该方法具有污染物高效去除、运行操作方便、绿色无二次污染、无需外加碳源等优点。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种利用基于过二硫酸盐(PDS)和过氧乙酸(PAA)高级氧化技术联合硫酸盐还原菌(SRB)异化的硫酸盐还原作用同步去除畜禽养殖废水中四环素(TC)类抗生素和Zn(Ⅱ)等重金属离子的技术方法。

背景技术

一直以来，抗生素在治疗细菌性感染、预防疾病传播和将感染的严重并发症减少至最低程度等方面发挥着重要作用。其中，四环素抗生素分子式C₂₂H₂₄N₂O₈，分子量444.45，是一种广谱抗菌素，在治疗畜禽传染病、原虫病及内外科疾病有积极的作用。另外，Zn²⁺常被添加于畜禽养殖动物饲料中以提高饲料利用率、促进动物体重增加或改善动物皮毛颜色。饲料中的80％-85％的四环素和92％-96％的Zn²⁺不能被动物完全吸收从而随粪尿被排出体外，就算畜禽粪尿经过堆肥处理后，原料中的抗生素和重金属不能被降解，而随有机物质的消耗，其浓度进一步提高。当含有重金属的有机肥被施用在农田土壤时，抗生素和重金属将在土壤中积累，同样会污染地下水水质，抗生素和重金属复合污染将严重影响人类健康。

畜禽养殖废水重金属与抗生素复合污染处理难度大，传统的废水处理技术难以高效同时处理这两种污染物，最终导致污染物对人命体及生态环境的危害加重，因此，抗生素及重金属复合污染效应引起广泛的关注和重视，探索一种新的高效经济的处理技术去除水体中的重金属与抗生素污染成为畜禽养殖废水处理领域的研究热点。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种在ASBR内首先利用过二硫酸盐(PDS)和过氧乙酸(PAA)高级氧化技术产生硫酸根自由基和羟基自由基，复配高效氧化降解去除污水中的四环素类抗生素，再联合硫酸盐还原菌(SRB)异化还原技术转化上述降解四环素类抗生素过程所产生的硫酸盐为S^2-，S^2-进一步与重金属离子形成稳定硫化物沉淀，达到共同去除畜禽养殖废水中四环素类抗生素和重金属离子。

本发明提供如下技术方案：一种去除畜禽养殖废水中四环素类抗生素和重金属离子的方法，包括以下步骤：

1)畜禽养殖废水经高温高压灭菌处理立即泵入厌氧序批式反应器，所述废水含有1mg/L～20mg/L浓度的四环素类抗生素和3mg/L～20mg/L浓度的重金属离子；

2)所述步骤1)的厌氧序批式反应器泵入畜禽养殖废水后立即加入过二硫酸盐和过氧乙酸，利用高温余热和重金属离子协同快速活化过二硫酸盐和过氧乙酸产具有降解四环素类抗生素的硫酸根自由基和羟基自由基，该阶段定义为高级氧化反应阶段，该阶段维持8h～10h；

3)待所述厌氧序批式反应器内混合液温度与水浴温度相持平在30℃～35℃后，向所述步骤2)得到的混合液中泵入经过高温高压灭菌处理的硫酸盐还原菌培养液，然后调节获得的混合溶液pH在6.5-7.5，通入氮气保护接种的硫酸盐还原菌菌种，利用所述硫酸盐还原菌异化还原硫酸根，进而去除重金属离子，该阶段定义为硫酸盐还原菌异化还原阶段；所述硫酸盐还原菌培养所需的营养物质为：氯化镁2.0g，柠檬酸钠5.0g，硫酸钙1.0g，氯化氨1.0g，磷酸氢二钾0.5g，乳酸钠3.5g，酵母膏1.0g，所述营养物质培养液中氯化镁的浓度为2.0g/L；