[发明专利]一种微生物联合PRB修复系统及其在原位修复抗生素污染地下水中的应用

说明书

本发明公开了一种微生物联合PRB修复系统及其在原位修复抗生素污染地下水中的应用。微生物联合PRB修复系统具有三层结构，两侧分别为改性高岭土‑生物炭活性填料层和改性生物炭填料层，中间层为微生物填料层，该系统能够实现地下水中的抗生素高效吸附和降解，使其达到地下水修复标准，且能够防堵塞，具有使用年限长，耐久性好等特点，可以实现地下水中抗生素等污染物的持续降解，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种抗生素污染地下水修复系统，特别涉及一种微生物联合PRB修复系统，还涉及一种微生物联合PRB修复系统修复抗生素污染地下水的方法，属于地下水治理技术领域。

背景技术

抗生素是一类由真菌、放线菌、细菌在其代谢过程中产生的具有杀灭或抑制他种生物(主要是微生物)功能的化学物质，主要包括β-内酰胺类、大环内酯类、四环素类、链霉素和氯霉素等五大类，能在不同程度上起到抑菌、抗菌和杀菌作用。在过去数十年中，由于对抗生素的频繁使用及持续进入环境，导致环境中抗生素的大量累积。近些年研究表明国内外环境样品，如土壤、地表水、底泥等中均检出不同浓度抗生素。抗生素具有致癌作用和致畸、致突变效应，对动物肝脏、肾脏和生殖器官等具有显著的毒性效应。对于水生植物的毒性效应主要体现在对藻类中破坏，迫害了环境中生态平衡，导致水体的持续性污染，水体自净能力下降，从而使水生植物也受到伤害。

目前，我国抗生素废水/地下水的的治理技术主要有光催化-化学氧化技术、生物-微生物修复技术、电解-生物膜修复技术、曝气氧化-吸附技术等。如中国专利(公开号CN113428933 A)公开了一种水力空化与UV/H₂O₂联合降解废水中抗生素的方法，具体是将抗生素废水放入水力空化处理装置的降解池，加入H₂O₂，开启降解池上方的紫外灯，含有抗生素的废水通过水泵打入到空化孔板中进行水力空化处理，处理后回到降解池中，利用水力空化与UV/H₂O₂联合技术降解废水中的抗生素。中国专利(公开号CN 113292164 A)公开了一种降解含高浓度抗生素且低C/N比养殖废水的藻菌共生体的制备方法和应用，具体为通过制备藻菌共生体，处理含高浓度抗生素且低C/N比的养殖废水。中国专利(公开号CN111285458 A)公开了用于抗生素废水处理的电活性生物膜的富集方法，具体为利用双室MFC装置，往MFC装置的阳极室投加含有抗生素的阳极液和厌氧活性污泥，通过控制抗生素投加浓度，驯化稳定的具抗生素降解能力的电极生物膜，从而实现抗生素废水有效治理，该方法能显著缩短驯化周期并提升了对抗生素的耐受浓度。中国专利(公开号CN CN211688492 U)公开了一种降解地下水中抗生素的装置，该装置将含有抗生素的地下水从入水口注入反应罐，地下水在反应罐内与设置于反应罐内的多个载体上均匀附着的微生物接触，地下水中的抗生素在与微生物接触后发生降解反应，将地下水中的抗生素降解。中国专利(公开号CN 108358379 B)公开了一种用于深度处理抗生素类废水的曝气生物滤池，包括设置于所述池体内具有降解抗生素类有机物的改性污泥炭生物填料、与所述池体相连通的用于对废水进行曝气氧化的曝气装置和用于对改性污泥炭生物填料进行反冲洗的反冲洗装置，实现抗生素废水的有效处理。现有的这些公开研究主要集中于抗生素排放废水治理，且治理存在成本较高、去除效率低、中间产物造成新污染等问题，对地下水中抗生素的污染修复研究较少。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的第一个目的是在于提供一种微生物联合PRB修复系统，该系统能够实现地下水中的抗生素高效吸附和降解，使其达到地下水修复标准，且该系统具有防堵塞、使用年限长，耐久性好等特点，可以实现地下水中抗生素等污染物的持续降解，具有非常广阔的应用前景。