[发明专利]一种适用于喹诺酮类微污染物去除的水处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种适用于喹诺酮类微污染物去除的水处理方法。

背景技术

喹诺酮类是较为广泛使用的一类药品，因其降解不完全，因而常见于污水处理厂的尾水中。其在水中的残留不但造成对人类安全性的影响，同时还将影响活性污泥污水处理的效果。当污水中含有喹诺酮类等微污染物的时候，活性污泥中微生物菌群及其数量、活性均受到影响，导致水中COD、NH₄⁺-N、SS的去除效果下降。因此，需要把喹诺酮类微污染物从水中去除，以减少对人类健康和生产生活的影响。

在污水回用处理中，由于喹诺酮类是微量存在的，因此常规污水回用处理工艺中较难有效地去除喹诺酮类微污染物。而膜生物反应器（MBR）作为一种有效的污水再生技术，在去除微量有机污染物方面具有一定的潜力。MBR可以在较高的SRT下稳定运行。高SRT是MBR有别于常规污水处理工艺的一个显著特点。SRT的增加使得MBR处理微量有机物的效果增强。因此，采用MBR去除喹诺酮类微污染物具有一定的优势。

采用MBR对喹诺酮类污染物进行去除，MBR中活性污泥的性质及膜的性质和喹诺酮类污染物本身的特点都对去除效果产生影响。活性污泥的MLSS及SVI值能够很好地表征活性污泥的性状，同时活性污泥上清液的MLSS对膜过滤的过程也产生影响。很多研究都证明了向水中投加铝盐能够有效地提高MLSS浓度，延缓膜的堵塞，改善MBR的去除效果。另外，从膜的性质上来讲，一般而言，当去除微污染物时，采用膜法水处理工艺中的纳滤膜和反渗透膜会有比较好的去除效果，有研究表明纳滤和反渗透对药品的去除率超过85%。这是因为纳滤和反渗透的主要去除机制为憎水性吸附和膜孔过滤，而超滤及微滤则主要靠憎水性吸附去除微污染物。但是纳滤和反渗透工艺与其它膜法水处理工艺相比，运行过程中消耗的能量较多，从经济性来讲，如果采用超滤而又能达到相同或接近的处理效果，将大大节约运行成本。铝盐的投加增大了超滤膜表面凝胶层的形成，在超滤膜表面形成一层新的过滤层，有助于改善超滤膜对微污染物的去除效果，从而达到经济运行的目的。

当污水中含有喹诺酮类污染物时，由于喹诺酮类物质是抗生素类药品，对活性污泥中的功能菌有抑制作用，降低其活性，使其不能很好地发挥出污功能。因此如何降低喹诺酮类对功能菌的抑制作用，也是处理喹诺酮类污水时应当注意的问题。

目前，针对喹诺酮类微污染物去除的水处理方法较为少见，采用膜法对喹诺酮类微污染物进行去除的方法则更为少见。中国科学院生态环境研究中心申请的专利（申请号：201010202784.8）“一种含喹诺酮类抗生素废水的生化处理反应器”中介绍了一种含喹诺酮类抗生素废水的生化处理反应器，该反应器由CAF（复合厌氧滤池）和FBBR（固定床膜生物反应器）构成，通过厌氧反应器的水解酸化菌将该类污染物分解为小分子化合物，再通过好氧反应器内的微生物将其降解，从而达到去除该类污染物的目的。该方法虽然为微生物提供了驯化的过程，但工艺环节较多，在处理前期不能够减少喹诺酮类微污染物对活性污泥微生物的影响，以致降低了活性污泥的处理效果。

发明内容

本发明的目的是在原有MBR去除喹诺酮类微污染物技术的基础上，通过投加铝盐，以降低喹诺酮类物质对活性污泥生物活性的影响，并利用铝盐絮凝的特性，改善MBR工艺中膜处理的效能，弥补现有技术的不足。

喹诺酮类微污染物有一个特点，即当水中存在Al³⁺时，喹诺酮类污染物与Al³⁺发生鳌合作用。我们可以利用喹诺酮类微污染物的这个特点，来达到更好地去除目的。

众所周知，铝盐是较为常用的一类无机混凝剂。在MBR工艺中投加混凝剂以改善去除效果的研究并不少见，混凝剂的投加不但可以改善活性污泥混合液特性，还可以延缓膜污染速率，延长膜的使用寿命。

当处理喹诺酮类微污染物的时候，铝盐的投加不仅具有上述效果，其与喹诺酮类生成的金属螯合物也将对去除过程产生影响。

金属螯合物的生成增加了喹诺酮类的分子量，使得超滤靠孔径截留微污染物成为可能。再加上混凝剂在膜表面形成的滤饼层，对喹诺酮类及其金属螯合物的截留也有积极作用。同时，金属螯合物的生成更容易被铝盐絮凝作用拦截，而使喹诺酮类形成沉淀从水中去除。

本发明利用上述原理，第一方面提供一种适用于喹诺酮类微污染物去除的水处理方法，包括如下步骤：

（1）向调节池中的待处理原水中投入铝盐混凝剂，并将所述铝盐混凝剂与原水均匀混合；