[发明专利]一种生物膜载体及其反应系统和应用

说明书

本发明公开了一种生物膜载体及其反应系统和应用，所述生物膜载体包括塑料壳体和聚氨酯海绵，所述塑料壳体上设有若干贯通的交替孔，所述聚氨酯海绵固定在所述交替孔内。本发明提供的生物膜载体采用塑料和海绵结合的方式，使得载体和水的密度更加接近，避免了传统聚氨酯海绵富集微生物后在低曝气量下容易沉积于反应器底部的弊端，载体能够更充分的在反应器内移动，因此传质效果好，有利于微生物对污染物的吸附和降解。

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，特别涉及生物处理废水(污水)技术领域，尤其涉及一种生物膜载体及其反应系统和应用。

背景技术

磺胺类药物(Sulfonamides,SAs)是指具有对氨基苯磺酰胺结构的一类药物；其中，磺胺类抗生素是人工合成的高效广谱抗菌药，广泛应用于农业、水产、畜牧养殖和人类疾病治疗中，是用于预防和治疗人的细菌性感染作全身用药的第一类化学治疗药。据世界卫生组织调查显示，目前我国住院患者抗生素药物使用率高达80％，远远高于30％的国际水平，而且我国在畜牧养殖业中也广泛使用磺胺类抗生素。使用抗生素后人体及动物不会全部吸收，会有30％-90％随排泄进入环境中。磺胺类抗生素，如磺胺嘧啶(SDZ)和磺胺甲恶唑(SMZ)，被认为是在水生环境中存在较高浓度的代表性抗生素，抗生素污染不仅会导致抗性基因的广泛传播造成生态污染，而且会危害人类健康。目前，污水处理厂通常采用传统的活性污泥系统，旨在去除有机碳和营养物质，而没有考虑在废水处理过程中不易去除的低浓度的磺胺类抗生素。在城市生态系统中，污水处理厂被认为是磺胺类抗生素进入水生环境的主要途径。抗生素的存在导致抗生素抗性基因的广泛传播，可能会危及人类和水生生态系统的健康。

尽管活性炭吸附、膜过滤、臭氧氧化和高级氧化等先进处理能够显着地去除废水中的抗生素，但这些技术由于运行成本高和难以解决的问题而不适用于某些城市污水处理厂。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物膜载体及其反应系统和应用，采用塑料和海绵结合的方式，使得载体和水的密度更加接近，避免了传统聚氨酯海绵富集微生物后在低曝气量下容易沉积于反应器底部的弊端，载体能够更充分的在反应器内移动，因此传质效果好，有利于微生物对污染物的吸附和降解。

为此，本发明技术方案如下：

第一方面，本发明提供一种生物膜载体，包括塑料壳体和聚氨酯海绵，所述塑料壳体上设有若干贯通的交替孔，所述聚氨酯海绵固定在所述交替孔内。

优选地，所述塑料壳体为圆柱形，沿轴向设有若干贯通的交替孔；所述聚氨酯海绵的形状与所述交替孔相对应，恰好塞入所述交替孔内且不脱落；

优选地，所述交替孔为4个，且均为半径相同的圆心角为90°的扇形。

优选地，所述聚氨酯海绵的密度为20-30kg/m³，例如可以是21kg/m³、22kg/m³、23kg/m³、24kg/m³、25kg/m³、26kg/m³、27kg/m³、28kg/m³及所述范围内的所有取值，由于篇幅的限制不再列举，优选为24-28kg/m³；

生物处理工艺被认为是去除磺胺类抗生素的一种既环保而且经济有效的处理方法，这也是传统物理和化学处理技术的有效替代方法，就处理抗生素废水而言，膜生物反应器系统(MBR)被认为优于常规活性污泥法。因为其能省去二沉池，节省成本，对微生物和各种致病菌具有高效截留作用，能阻止抗性基因的传播。此外，较长的固体停留时间和较小的絮凝尺寸可以有效提高MBR中的生物降解潜力和吸附能力。同时，吸附和生物降解是生物处理过程中废水中抗生素最主要的两种去除机制。