一种处理抗生素废水装置及利用该装置处理抗生素废水的方法技术领域
本发明涉及抗生素废水的高级氧化与微生物联合处理方法。
背景技术
抗生素被长期大量地用于人和动物的疾病治疗，在保障人类健康和促进畜牧业发展方
面起到了重要作用。我国抗生素的使用量非常大且滥用情况严重。抗生素被机体吸收后，
少部分经过羟基化、裂解和葡萄糖醛酸化等代谢反应生成无活性的产物，而超过90％的
以原形通过粪便和尿液排到体外，进入到水环境中。由于抗生素在自然环境中能够产生抗
药性及生物毒性，对自然环境和人类造成威胁。因而，有必要开发高效的处理方法有效的
去除水体中抗生素。
鉴于抗生素废水难降解的性质，高级氧化技术被大量应用于抗生素废水降解的研究。
虽然高级氧化技术能够有效去除目标污染物，但是高级氧化技术处理难降解物质的矿化度
较低、较长的处理时间才能达到理想的处理效果，使得处理成本较高。
发明内容
本发明要解决传统处理方法处理效率低，高级氧化处理抗生素矿化程度低且处理成本
高的技术问题，而提供一种处理抗生素废水装置及利用该装置处理抗生素废水的方法。
一种处理抗生素废水装置包括氧化单元和生物处理单元；
其中，氧化单元包括臭氧发生器、直流稳压电源、磁热力搅拌器、反应池、电极和气
体扩散器；
臭氧发生器与气体扩散器连通，直流稳压电源与电极连接，气体扩散器和电极浸没在
反应池内待处理抗生素废水中，且气体扩散器靠近反应池底部，磁热力搅拌器在反应池下
面，反应池池壁设有出水口；
生物处理单元包括空气压缩机、搅拌机、反应器、蠕动泵和曝气头；
反应池出水口与蠕动泵进水口连通，蠕动泵出水口连通导管，导管通入反应器，反应
器底部设有多个曝气头，空气压缩机与曝气头连通，搅拌机设置在反应器内。
利用所述的一种处理抗生素废水装置处理抗生素废水的方法，具体是按照以下步骤进
行的：
一、将待处理抗生素废水倒入反应池中，开启磁热力搅拌器，同时启动臭氧发生器和
直流稳压电源，氧化处理抗生素废水，然后通过吹脱去除残留的臭氧；
二、采用蠕动泵将步骤一处理的抗生素废水导入反应器中，开启搅拌机和空气压缩机
进行SBR生物反应，处理时间为12小时，完成处理抗生素废水的方法。
本发明SBR反应器采用厌氧-好氧-厌氧-好氧的运行方式。生物反应单元通过时间控
制器及蠕动泵实现进水及反应的自动控制。
本发明的有益效果是：本发明采用电化学-臭氧高级氧化法与SBR生物法联合工艺实
现了对于抗生素的快速去除，高级氧化单元在5min中实现了对抗生素的完全去除，同时
对于总有机碳的去除也有了明显的提升，在进入生物反应单元后实现了总有机碳90％以
上的去除。本发明是一种经济高效的抗生素处理方法。
本发明装置用于快速处理抗生素废水。
附图说明
图1为实施例一所述一种处理抗生素废水装置示意图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的
任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种处理抗生素废水装置包括氧化单元和生物处理单
元；
其中，氧化单元包括臭氧发生器1、直流稳压电源2、磁热力搅拌器3、反应池4、电
极5和气体扩散器6；
臭氧发生器1与气体扩散器6连通，直流稳压电源2与电极5连接，气体扩散器6
和电极5浸没在反应池4内待处理抗生素废水中，且气体扩散器6靠近反应池4底部，磁
热力搅拌器3在反应池4下面，反应池4池壁设有出水口；
生物处理单元包括空气压缩机7、搅拌机8、反应器9、蠕动泵10和曝气头11；
反应池4出水口与蠕动泵10进水口连通，蠕动泵10出水口连通导管，导管通入反应
器9，反应器9底部设有多个曝气头11，空气压缩机7与曝气头11连通，搅拌机8设置
在反应器9内。
具体实施方式二：利用具体实施方式一所述的一种处理抗生素废水装置处理抗生素废
水的方法，具体是按照以下步骤进行的：
一、将待处理抗生素废水倒入反应池4中，开启磁热力搅拌器3，同时启动臭氧发生
器1和直流稳压电源2，氧化处理抗生素废水，然后通过吹脱去除残留的臭氧；
二、采用蠕动泵10将步骤一处理的抗生素废水导入反应器9中，开启搅拌机8和空
气压缩机7进行SBR生物反应，处理时间为12小时，完成处理抗生素废水的方法。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中待处理抗生素废
水的处理浓度为10mg/L～1000mg/L，pH为3～11。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：步骤一中直流稳压电
源2的供电方式为恒压供电时，控制电压为0V～30V；直流稳压电源2的供电方式为恒流
供电时，控制电流为0A～5A。其它与具体实施方式二或三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：步骤一中氧化处
理抗生素废水的时间为45min。其它与具体实施方式二至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是：步骤一中臭氧流
速为1～5g/h。其它与具体实施方式二至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是：步骤二中采用蠕
动泵10间歇将步骤一处理的抗生素废水导入反应器9中，间隔时间为12h。其它与具体
实施方式二至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二至七之一不同的是：步骤二中进行
SBR生物反应时，水力停留时间为8～24h，污泥停留时间为15d。其它与具体实施方式二
至七之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：
本实施例式一种处理抗生素废水装置包括氧化单元和生物处理单元；
其中，氧化单元包括臭氧发生器1、直流稳压电源2、磁热力搅拌器3、反应池4、电
极5和气体扩散器6；
臭氧发生器1与气体扩散器6连通，直流稳压电源2与电极5连接，气体扩散器6
和电极5浸没在反应池4内待处理抗生素废水中，且气体扩散器6靠近反应池4底部，磁
热力搅拌器3在反应池4下面，反应池4池壁设有出水口；
生物处理单元包括空气压缩机7、搅拌机8、反应器9、蠕动泵10和曝气头11；
反应池4出水口与蠕动泵10进水口连通，蠕动泵10出水口连通导管，导管通入反应
器9，反应器9底部设有多个曝气头11，空气压缩机7与曝气头11连通，搅拌机8设置
在反应器9内。
利用本实施例所述的一种处理抗生素废水装置处理抗生素废水的方法，具体是按照以
下步骤进行的：
一、将待处理抗生素废水倒入反应池4中，开启磁热力搅拌器3，同时启动臭氧发生
器1和直流稳压电源2，氧化处理抗生素废水，然后通过吹脱去除残留的臭氧；
二、采用蠕动泵10将步骤一处理的抗生素废水导入反应器9中，开启搅拌机8和空
气压缩机7进行SBR生物反应，处理时间为12小时，完成处理抗生素废水的方法。
本实施例中待处理抗生素废水为盐酸环丙沙星，初始浓度200mg/L，初始TOC值：
125ppm，废水溶液初始pH值：7.0，供电方式为恒流供电，电流强度：400mA，电解质
浓度：0.05mol/L的Na2SO4溶液，O3浓度(气相)：4g/h，曝气流速：0.4L/min。
具体实验的对比结果如下表：
不同阶段水质指标
氨氮(mg/L)
硝态氮(mg/L)
COD(mg/L)
TOC(mg/L)
抗生素废水初始
22.23684211
1.408450704
518
125.9
氧化单元处理后出水
16.31578947
0.225352113
171
66.87
生物处理单元处理后出水
6.842105263
2.647887324
32
4.35
由表可知抗生素废水经过预处理后COD去除效果明显，而TOC效果并不理想，再
经过生物单元处理后，总有机碳去除效果很好。
本发明采用电化学-臭氧高级氧化法与SBR生物法联合工艺实现了对于抗生素的快速
去除，高级氧化单元在5min中实现了对抗生素的完全去除，同时对于总有机碳的去除也
有了明显的提升，在进入生物反应单元后实现了总有机碳90％以上的去除，是一种有效
的抗生素处理方法。