一种去除抗生素的填料、人工湿地系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及环境修复技术领域，具体涉及一种去除抗生素的填料、人工湿地系统及其方法。一种去除抗生素的填料，包括生物质炭和沙砾，所述生物质炭与所述沙砾均匀混合。同时，一种去除抗生素的人工湿地系统，包括以上的填料、人工湿地主体、湿地植物和管道；所述填料填入所述人工湿地主体的内部，所述湿地植物种植在人工湿地主体的表面，所述管道的周向设有管孔，管道的底端管口从上到下插入所述人工湿地，管道与所述填料呈贴紧配合。本发明专利技术的目的是解决现有的用于人工湿地系统的填料对污水中的抗生素的去除净化效率低，使得现有的人工湿地系统将难以对污水中的抗生素进行有效的去除，导致对去除污水中的抗生素残留的需要很高的成本的问题。高的成本的问题。高的成本的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种去除抗生素的填料、人工湿地系统及其方法


[0001]本专利技术涉及环境修复
，具体涉及一种去除抗生素的填料、人工湿地系统及其方法。

技术介绍

[0002]抗生素作为控制人类传染病的抗菌药物，在人类健康中发挥了至关重要的作用。近年来，抗生素的大量排放对生态系统和人类健康构成严重威胁，抗生素在水体中长期持续存在，在环境中产生耐药细菌，使许多药物失效，抗生素容易破坏生态系统平衡。环境污染物如磺胺类药物，由于对大量的微生物传染病的治疗具有成本低和效率高的优点，是世界上最常用的抗生素之一，特别是磺胺甲恶唑(SMX)。在污水处理厂、河流和地下水的排放中普遍存在ng/L级别不同浓度范围的SMX。因此，对SMX和其他新出现的污染物的高效去除至关重要。
[0003]目前，人工湿地系统(CWs)被称为工程生态处理系统，它是由基质、大型植物和微生物协同作用启动的一系列生物物理化学过程。CWs已成为污水处理的一种重要的替代处理策略，可净化多种污水，如二级污水、采矿影响水、生活污水、畜牧污水以及暴雨和农业径流等。为了提高CWs的净化效果，填料是不可缺少的组成部分，因为它可以截留污染物，刺激大型植物生长，为微生物生长和生物膜附着提供生态位。许多新的、活性很强的介质如沸石、石灰石、颗粒粘土、牡蛎壳、浮石、陶瓷和麦饭石已经被广泛应用。CWs使用沸石、牡蛎壳或陶瓷作为CWs系统中的唯一填料时，通过使用现有的填料可以去除大多数常规污染物，包括生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、氮和磷，能够达到很好的去除效果，实现了CWs的高处理性能。
[0004]然而，在低C/N比污水中，在CWs系统中使用常规的填料，现有的CWs对抗生素的去除净化效率低，使得在抗生素残留排放到环境中之前，需要单独使用去除抗生素的设备将污水抗生素残留进行净化去除，使得用于去除抗生素残留的污水处理需要很高的成本，因此，迫切需要新的、成本低和效益高的填料来去除抗生素。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出一种去除抗生素的填料、人工湿地系统及其方法，以解决现有的用于人工湿地系统的填料对污水中的抗生素的去除净化效率低，使得现有的人工湿地系统将难以对污水中的抗生素进行有效的去除，导致对去除污水中的抗生素残留的需要很高的成本的问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种去除抗生素的填料，包括生物质炭和沙砾，所述生物质炭与所述沙砾均匀混合。
[0007]采用上述技术方案时，通过以生物质炭和沙砾的填料不仅能有效增强常规污染物的去除，而且能够有效的去除抗生素。
[0008]优选的，按质量比计，所述生物质炭与沙砾的混合比例为1：99。
[0009]优选的，所述生物质炭的粒径为1
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5mm，沙砾的直径为1
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3mm。
[0010]优选的，所述生物质炭由竹子制成。
[0011]本专利技术还提供一种去除抗生素的人工湿地系统，包括以上所述的填料、人工湿地主体、湿地植物和管道；所述填料填入所述人工湿地主体内，所述湿地植物种植在人工湿地主体的表面，所述管道的周向设有管孔，管道的一端管口从上到下插入所述人工湿地主体内，管道与所述填料呈贴紧配合。
[0012]优选的，所述人工湿地主体为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或垂直潜流人工湿地，所述人工湿地主体的宽度和高度之比为1：3。
[0013]优选的，所述湿地植物包括香蒲、风车草、美人蕉、芦苇、黄花鸢尾和蝴蝶花中的一种或多种组合。
[0014]优选的，所述湿地植物的种植密度为380
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450棵/m2。
[0015]优选的，所述管道为多孔PVC管，所述多孔PVC管与人工湿地主体等高，多孔PVC管的底端管口垂直插入于人工湿地主体的底部。
[0016]本专利技术还提供以上的人工湿地系统的使用方法，包括以下步骤：包括首次使用方法和再次使用方法，首次使用方法包括以下步骤：获取厌氧活性污泥和自来水，将所述厌氧活性污泥用自来水稀释，稀释的厌氧活性污泥的浓度达到950mg/L
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1050mg/L后，得到稀释后的混合活性污泥；每10立方分米的人工湿地系统加入6L
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8L所述稀释后的混合活性污泥，人工湿地系统中的湿地植物在生长50
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70天后；向人工湿地系统加入含有抗生素的经过二级处理的污水，人工湿地系统的进水处理方式为序批式，水力停留时间为9
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11天，水力停留时间后，人工湿地系统中的水通过重力排水的方式排出；其中，所述再次使用方法包括以下步骤：人工湿地系统在初次使用后，将含有抗生素的二级处理的污水一次性加入到人工湿地系统，污水浸满填料至湿地植物的根部，水力停留时间为9
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11天，水力停留时间后，人工湿地系统中的水通过重力排水的方式排出。
[0017]与现有技术相比，本方案产生的有益效果是：1、通过由生物质炭和沙砾混合制成的填料对污水中的抗生素进行吸收，从而实现能够有效的净化去除污水中的抗生素。
[0018]2、通过以生物质炭和沙砾为填料的人工湿地系统，通过填料和湿地植物对污水进行共同净化，不仅对常规污染物如COD和氨氮具有较高的去除效率，而且，人工湿地系统也能实现对污水中的抗生素进行有效的净化去除。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0020]图1为本专利技术中人工湿地系统的正视的结构示意图；图2为本专利技术中人工湿地系统的侧视的结构示意图；图3为本专利技术中有生物质炭的填料和无生物质炭的填料的COD去除效率对比图；
图4为本专利技术中有生物炭的填料和无生物质炭的填料的氨氮去除效率对比图；图5为本专利技术中有生物炭的填料的SMX出水浓度和SMX去除率的效果图；图6为本专利技术中无生物炭的填料的SMX出水浓度和SMX去除率的效果图。
[0021]附图标记：人工湿地主体1、填料2、湿地植物3、管道4。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0023]实施例一请参阅图1
‑
图6，一种去除抗生素的填料，包括生物质炭和沙砾，生物质炭与沙砾均匀混合。其中，按质量份数计，生物质炭为1份，沙砾为99份。生物质炭的粒径为3mm，沙砾的直径为1mm。生物质炭由竹子制成，具体的，生物质炭由竹子在缺氧环境下，温度设置为700℃的条件下热解6h得到。通过由生物质炭和沙砾混合后的填料，使得填料具有孔隙率高、比表面积大和阳离子交换容量大的特性，从而增强对污水中COD、氨氮和抗生素等污染物吸收或附着在填料上，从而可大幅提高污水中污染物的降解和去除。
[0024]本专利技术还提供一种去除抗生素的人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种去除抗生素的填料，其特征在于，包括生物质炭和沙砾，所述生物质炭与所述沙砾均匀混合。2.根据权利要求1所述的去除抗生素的填料，其特征在于，按质量份数计，所述生物质炭：0.5
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1.5份，所述沙砾：89.5
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99.5份。3.根据权利要求2所述的去除抗生素的填料，其特征在于，所述生物质炭的粒径为1
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5mm，沙砾的直径为1
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3mm。4.根据权利要求3所述的去除抗生素的填料，其特征在于，所述生物质炭由竹子制成。5.一种去除抗生素的人工湿地系统，其特征在于，包括权利要求1
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3任一项所述的填料（2）、人工湿地主体（1）、湿地植物（3）和管道（4）；所述填料（2）填入所述人工湿地主体（1）内，所述湿地植物（3）种植在人工湿地主体（1）的表面，所述管道（4）的周向设有管孔，管道（4）的底端管口从上到下插入所述人工湿地主体（1）内，管道（4）与所述填料（2）呈贴紧配合。6.根据权利要求5所述的去除抗生素的人工湿地系统，其特征在于，所述人工湿地主体（1）为表面流人工湿地、水平潜流人工湿地或垂直潜流人工湿地。7.根据权利要求6所述的去除抗生素的人工湿地系统，其特征在于，所述湿地植物（3）包括香蒲、风车草、美人蕉、芦苇、黄花鸢尾和蝴蝶花中的一种或多种组合。8.根据权利要求7所述的去除抗生素的人工湿地系统，其特征在于，所述湿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鸿程，王爱杰，罗双，方颖珂，刘莹，李思飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳，
类型：发明
国别省市：