[发明专利]一种应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法

说明书

技术领域：

本发明属于水处理与环保技术领域，具体涉及一种应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法。

背景技术：

目前、我国的水环境污染问题日益严重，氨氮、总氮，有机物与新型毒害性污染物层出不穷。新型毒害性污染物、氨氮乃至总氮污染共存所带来的污染的问题开始显现。在国家新的“水十条”中对沿海地级及以上城市实施总氮排放总量控制要求，使得对水处理的要求提升了一个更高的格次。氨氮污染的危害一直以来备受关注。对于占水体水体总氮60％以上的污染物-氨氮而言，来源于各类含氮污染物的降解过程。一般而言，氨氮仅在氨氧化微生物的作用下发生转化，其转化时间与溶解氧浓度相关，其累积往往在污染水体造成进一步的缺氧，缺氧有进一步导致氨氮的累积。此外，氨氮是水体中的营养素，可导致水体富营养化，同时对鱼类及许多水生生物均有毒害性。因此，人们针对氨氮污染的治理进行了广泛的研究。

而另一大类新型毒害性污染物如非甾体类消炎镇痛药(以下简称抗炎药，NSAIDs)开始大量应用于日常生活中，非甾体类消炎镇痛药避免了传统抗炎药的多种弊端，用以减轻各种病症所带来的疼痛与感染。目前已有百余个品种，是全球发展最快的药物品种之一。据KaloramaInformation发布的最新调查数据显示，2006年全球疼痛治疗药物和仪器的市场规模已达到了260亿美元，预计到2010年将上升到330多亿美元。其中以醋氨酚为代表的药品已占据了NSAIDs市场90％以上的份额。

醋氨酚的功能是促进或抑制人体或动物的某些生理功能。该药物经过人体代谢的产物或未经代谢的残留物进入环境后干扰环境生物的正常生理功能，由于其水体溶性，随污水迁移性强。欧盟等西方国家已经发现其潜在生态风险与生物体蓄积性毒害、干扰性毒害。虽然以醋氨酚为代表的一系列抗炎药具有一定降解性能，然而大量进入水体与所需降解时间长的特点，导致该类型污染物在大型污水处理设施中的去除率低下，从而在水体环境中不断的累积。成为新的毒害性污染源。由于其稳定性与抗菌特性，降解时间较长，导致在水环境中逐渐积累。与氨氮形成的复合污染将从多方面严重威胁我国的水环境安全。

水体脱氮与微量污染物去除主要通过微生物的代谢活动完成。传统微生物总氮的去除过程需要经过氨氧化、硝化再进行反硝化的过程。此过程需要大量曝气将氨氮转化为硝酸盐，然后在有机条件下利用反硝化去除硝酸盐。完全去除需要消耗大量电能与碳源(甲醇)。处理日益严重的氨氮污染，已经让不堪重负的水处理系统能耗剧增，而新型污染物的出现，将进一步加重处理的压力。目前，新型的脱氮技术一直是环境工程研究的前沿。

发明内容：

本发明的目的是提供一种能够同时去除总氮与抗炎药的应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法。

本发明的应用复合填料层自养脱氮微生物系统同时去除总氮与抗炎药的方法，其特征在于，包括以下步骤：

反应器为复合填料层自养脱氮微生物系统，该系统由上至下包括预处理层、同步脱氮去除抗炎药层和深度净化层，所述的预处理层为火山岩填充层，所述的同步脱氮去除抗炎药层为沸石层，所述的深度净化层为无烟煤和/或河砂组成的填料层，从预处理层入水，流经同步脱氮去除抗炎药层，再从深度净化层出水，所述的预处理层用于预氧化，去除水体悬浮物并截留大分子污染物，所述的同步脱氮去除抗炎药层是促进氨氮的吸附与抗炎药的降解，提供微生物的生长与代谢的立体空间，所述的深度净化层为硝酸盐的去除提供厌氧条件；

反应器的准备：

预处理层的准备：所述的火山岩装入袋式预处理格中形成预处理层，将含有火山岩的袋式预处理格洗净后泡入经过隔除和沉淀后的待处理水体中或者人工培养液中，溶解氧为2～3mg/L，进行预处理层的准备，然后将浸泡准备好的预处理层填入反应器中，所述的人工培养液，其碳氮比为2～3：1；

同步脱氮去除抗炎药层的准备：取河流表层水体，经过隔除和沉淀后，将河水与人工培养液混合进行预培养，溶解氧2～3mg/L，连续曝气2～3天，富集菌株，然后再浸泡沸石5～7天，再将沸石装入反应器中；

深度净化层的准备：取活性污泥和河流表层水体混合，经过隔除和沉淀后，将无烟煤或河砂组成的填料层浸泡在其中，再加入预培养的人工培养液进行预培养7-10天，无需曝气，然后再将填料层装入反应器中；

反应器的启动与运行：

采用连续流方式启动运行，启动分为三个阶段：