本發(fā)明屬于廢水中抗生素生態(tài)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

抗生素(antibiotics)是生物(微生物、植物和動(dòng)物)在其生命活動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的，或由其它方法獲得的，能在低微濃度下有選擇地抑制或影響其它生物功能的有機(jī)物質(zhì)。抗生素具有通過(guò)抑制細(xì)胞壁、蛋白和核酸合成等作用機(jī)制，抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)，預(yù)防和控制疾病的功能。因此，20世紀(jì)以來(lái)，抗生素被大量應(yīng)用于醫(yī)療、畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)。但是，抗生素的使用甚至濫用會(huì)增加環(huán)境中抗生素抗性基因(args)的含量，抗生素抗性基因可在生物體內(nèi)和環(huán)境中長(zhǎng)時(shí)間殘留，并通過(guò)水平轉(zhuǎn)移等途徑，由非致病菌傳到致病菌上，致病菌獲得多重耐藥性后，從而對(duì)人類健康和生物安全造成巨大威脅。

目前針對(duì)含有抗生素的廢水處理技術(shù)，多采用人工濕地，厭氧/好氧組合工藝等生物處理法，以及高級(jí)氧化技術(shù)等方法。對(duì)于人工濕地技術(shù)存在占地面積大，效率低，抗高污染負(fù)荷能力小的特點(diǎn)；而對(duì)于生物處理法存在著單元操作較多，藥劑加入種類多、量大，使得水體電導(dǎo)大大增加，增加了運(yùn)行成本處理周期長(zhǎng)、處理過(guò)程連續(xù)性不強(qiáng)等缺陷；對(duì)于高級(jí)氧化技術(shù)會(huì)產(chǎn)生大量沉淀污泥，需要額外處理，增加了處理成本，藥劑添加成本高的特點(diǎn)，從而一定程度上限制其工程規(guī)?；膽?yīng)用。過(guò)去的技術(shù)中，很少有人利用多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)的抗污染負(fù)荷高，占地面積小，無(wú)藥劑添加的優(yōu)點(diǎn)來(lái)去除廢水中的抗生素，也很少研究利用自然太陽(yáng)光和模擬太陽(yáng)光全時(shí)段進(jìn)行光催化氧化，來(lái)提升抗生素的處理效率，因此急需要一種可以降低藥劑使用和能源消耗扥運(yùn)行成本，處理效率高，無(wú)二次污染物，生態(tài)的處理方法來(lái)解決現(xiàn)有的抗生素廢水污染問(wèn)題，具有廣闊的社會(huì)需求。

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，提供一種微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)。本發(fā)明的目的還在于提供一種微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供的一種微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由廢水預(yù)處理單元1、多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、濕地梯級(jí)處理單元3、微動(dòng)力光催化處理單元4、全時(shí)段光照供給單元5、風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6構(gòu)成；廢水預(yù)處理單元1依次與多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、濕地梯級(jí)處理單元3、微動(dòng)力光催化處理單元4相連；風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6分別與多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、微動(dòng)力光催化處理單元4以及全時(shí)段光照供給單元5相連。

所述的廢水預(yù)處理單元1包括格柵調(diào)節(jié)池、厭氧消解池、沉淀池三個(gè)部分組成，三個(gè)區(qū)域體積比為2～3:5～9:3～4；格柵調(diào)節(jié)池和沉淀池底部?jī)A角為45°～60°；所述的厭氧消解池為折流式，并設(shè)置厭氧消化菌掛膜填料；所述的厭氧消解池依據(jù)進(jìn)水的可生化性來(lái)設(shè)定池容。

所述的多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2包括種植層7、多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8、布水系統(tǒng)13、富氧系統(tǒng)14和排水層12；作為優(yōu)選，所述種植層7由土壤層和碎石層組成，土壤層由當(dāng)?shù)胤N植土壤組成，高為100～200mm，碎石層由粒徑10～15mm的當(dāng)?shù)氐[石構(gòu)成，高為50mm～100mm，種植植物15為鳳眼蓮、風(fēng)車草、蘆葦和香蒲的兩種或幾種，種植密度為6-8株/平米；所述的多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8從上至下包括兩級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)，每一級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)包含布水層9、通水層10和土壤混合模塊層11；作為優(yōu)選，所述的布水層9由粒徑20～30mm礫石、沸石組成，高度為200～300mm；作為優(yōu)選，所述的通水層10由粒徑15～20mm沸石、火山巖和陶?；旌辖M成，高度為500～600mm；作為優(yōu)選，所述的土壤混合模塊層11由原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉混合組成，高度為100～150mm；所述多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8的每級(jí)土壤混合模塊層11分為兩層，均勻內(nèi)置于通水層10中，土壤混合模塊11水平間距10～15mm，垂直間距為10～15mm；作為優(yōu)選，所述第一級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)8中，布水層9中礫石和沸石的體積比為5～6:4～5，通水層10中沸石、火山巖和陶粒的體積比為5～6:2～3:2～3，土壤混合模塊層11中原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉的體積比為20～25:10～15:10～15:10～15:5～10:5～10:15～20；作為優(yōu)選，所述第二級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)8中，布水層9中礫石和沸石的體積比為3～4:6～7，通水層10中沸石、火山巖和陶粒的體積比為2～3：3～4：4～5，土壤混合模塊層11中原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉的體積比為10～15:10～15:15～20:15～20:5～10:5～10:15～20。

所述的布水系統(tǒng)13包括兩層布水管網(wǎng)，每層布水管網(wǎng)采用改進(jìn)的“豐”字形布水，分別位于多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8布水層9中部；每層布水管網(wǎng)前設(shè)置流量調(diào)節(jié)閥。

所述的富氧系統(tǒng)14包括兩層富氧管網(wǎng)，每層富氧管網(wǎng)采用改進(jìn)的“田”形布設(shè)，分別位于介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8通水層10的底部；每層富氧管網(wǎng)前設(shè)置氣體流量調(diào)節(jié)閥。

所述的排水層12位于多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)第二級(jí)通水層下方，由集水層、匯水層組成；作為優(yōu)選，所述的集水層采用直徑30～50mm的當(dāng)?shù)氐[石組成；匯水層采用鋼混結(jié)構(gòu)雨篦子與鋼混結(jié)構(gòu)支撐層組成。

所述的濕地梯級(jí)處理單元3依次包括一級(jí)或多級(jí)潛流/表流人工濕地串聯(lián)組成；人工濕地包括配水池17、通水層18、種植層19、基質(zhì)層20和排水層12；作為優(yōu)選，所述種植層19由原生土壤組成，高為150～200mm，種植植物15為鳳眼蓮、風(fēng)車草、蘆葦和香蒲的兩種或幾種；作為優(yōu)選，所述基質(zhì)層20由粒徑15～20mm椰殼活性炭層，粒徑25～40mm，體積比為2～3:2～3:4～6的沸石、紅磚和火山巖混合層，以及粒徑為50～70mm的礫石組成的集水層構(gòu)成，基質(zhì)層20高為300-600mm；作為優(yōu)選，所述通水層18位于布水口22處，采用粒徑為20～30mm當(dāng)?shù)氐[石組成；所述排水層12位于基質(zhì)層下方，排水層12由鋼混結(jié)構(gòu)雨篦子與鋼混結(jié)構(gòu)支撐層組成。

所述的微動(dòng)力光催化處理單元4，由光纖照明系統(tǒng)、模擬太陽(yáng)光照系統(tǒng)和光催化填料凈化系統(tǒng)構(gòu)成；所述光纖照明系統(tǒng)包括光纖照射光源24，池底為v型，池體內(nèi)側(cè)貼合反射平面鏡25；作為優(yōu)選，所述模擬太陽(yáng)光照系統(tǒng)為池體內(nèi)側(cè)相隔間距均勻設(shè)置模擬太陽(yáng)光led燈管26，間距為石英光催化反應(yīng)管28直徑的1-1.5倍；所述光催化填料凈化系統(tǒng)位于微動(dòng)力光催化處理單元中部，內(nèi)置多根石英光催化反應(yīng)管28，tio2光催化劑附著在聚酯纖維雪花狀填料29上，并用聚酯纖維繩串聯(lián)起來(lái)固定在填料架上形成光催化劑柱狀填料29，設(shè)置于石英光催化反應(yīng)管28內(nèi)，圓柱狀填料架中軸設(shè)置模擬太陽(yáng)光led燈管26，燈管外設(shè)有石英防水套管27；所述tio2光催化劑附著聚酯纖維柱狀填料29頂部設(shè)置旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置31；作為優(yōu)選，所述石英光催化反應(yīng)管28可為圓柱形或是方柱形，反應(yīng)管28間距為1～1.5倍的反應(yīng)管28直徑；所述石英光催化反應(yīng)管28底部設(shè)施多孔富氧盤(pán)30；所述石英光催化反應(yīng)管28之間通過(guò)連通管33成s型連通。

所述的全時(shí)段光照供給單元5由太陽(yáng)光聚光采集器37、光纖傳輸系統(tǒng)23、動(dòng)力旋轉(zhuǎn)基座42、太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器、智能控制系統(tǒng)構(gòu)成；所述太陽(yáng)光聚光采集器由菲尼爾透鏡40和光采集器41構(gòu)成；所述光纖傳輸系統(tǒng)23主要由石英光纖構(gòu)成；所述太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器主要由太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度傳感器38和太陽(yáng)方位角傳感器39構(gòu)成。

所述的風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6由太陽(yáng)能發(fā)電裝置、風(fēng)力發(fā)電裝置和蓄電裝置構(gòu)成。

作為優(yōu)選，所述的微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)利用地形自然坡度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，高程由廢水預(yù)處理單元1、多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、濕地梯級(jí)處理單元3、微動(dòng)力光催化處理單元4依次降低。

本發(fā)明提供的一種微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理方法按照如下步驟進(jìn)行：

(1)含有抗生素的廢水進(jìn)入廢水預(yù)處理單元1，通過(guò)格柵調(diào)節(jié)池分離出砂石混合物和污泥；

(2)格柵調(diào)節(jié)池的出水進(jìn)入?yún)捬跸獬兀貎?nèi)厭氧菌對(duì)廢水中的污物進(jìn)行分解，降低污水中的有機(jī)物，n，p等污染物質(zhì)；

(3)厭氧消解池的出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行水渣分離，降低廢水的濁度；

(4)廢水預(yù)處理單元1的出水進(jìn)入多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2，經(jīng)過(guò)布水系統(tǒng)13的雙層布水，進(jìn)水閥門(mén)調(diào)節(jié)流量，污水進(jìn)入兩級(jí)多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8，通過(guò)多介質(zhì)通水層10和土壤混合模塊11，污染物通過(guò)沸石等材料的吸附，上層植物15的根系以及土壤混合模塊微生物的好氧和厭氧的吸收降解，進(jìn)一步去除廢水中有機(jī)物和抗生素等污染物，凈化后的廢水通過(guò)排水層12匯集后，通過(guò)過(guò)水涵洞16排出；

(5)多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2的出水進(jìn)入濕地梯級(jí)處理單元3，通過(guò)過(guò)水涵洞16進(jìn)入配水池17，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)沉淀后，通過(guò)布水口22進(jìn)入通水層18，經(jīng)過(guò)水平推流進(jìn)入種植層和基質(zhì)層，利用濕地植物15的根系和基質(zhì)中的微生物，對(duì)廢水中的有機(jī)物、抗生素等污染物進(jìn)行厭氧和好氧降解，利用基質(zhì)層20中活性炭的吸附去除廢水中的抗生素，凈化后的廢水通過(guò)排水層12匯集后，通過(guò)過(guò)水涵洞16排出；

(6)濕地梯級(jí)處理單元3的出水進(jìn)入微動(dòng)力光催化處理單元4，廢水通過(guò)進(jìn)水管32進(jìn)入石英光催化反應(yīng)管28，在全時(shí)段太陽(yáng)光照射下與附著在聚酯纖維柱狀填料29上的tio2光催化劑作用，在多孔富氧盤(pán)提供充足氧的條件下進(jìn)性光催化氧化反應(yīng)，進(jìn)一步強(qiáng)化抗生素的降解，經(jīng)過(guò)多級(jí)石英光催化反應(yīng)管28的光催化氧化反應(yīng)后通過(guò)出水管34排出，排出的水可以回用或達(dá)標(biāo)排放；

所述的廢水預(yù)處理單元1設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間不少于12小時(shí)。

所述的多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2依據(jù)不同溫度梯度設(shè)計(jì)雙層進(jìn)水模式，采用進(jìn)水閥調(diào)節(jié)進(jìn)水量，運(yùn)行模式為：室外溫度低于0℃，1層布水系統(tǒng)13停止，2層布水系統(tǒng)13運(yùn)行；室外溫度大于0℃，1層、2層布水系統(tǒng)13運(yùn)行，從而應(yīng)對(duì)低溫環(huán)境下微生物活性受抑制而減弱污染物凈化效率；所述多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間不少于12小時(shí)。

所述的微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理方法，其特征在于：多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2采用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電驅(qū)動(dòng)氣泵進(jìn)行連續(xù)曝氣富氧，富氧系統(tǒng)14從上到下分為兩層，富氧模式為：進(jìn)水量大于等于60％設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，氣水比為15:1；進(jìn)水量低于60％設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，氣水比為10:1。

所述的濕地梯級(jí)處理單元3采用間歇性運(yùn)行模式：進(jìn)水量大于等于60％設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，停運(yùn)排空水1次/3～4天，24小時(shí)/次；進(jìn)水量低于60％設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)，停運(yùn)排空水1次/7～9天，24小時(shí)/次。

所述的微動(dòng)力光催化處理單元中，廢水在石英光催化反應(yīng)管28中的停留時(shí)間為1～2小時(shí)，保證抗生素光催化充分反應(yīng)時(shí)間；所述旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置31驅(qū)動(dòng)光催化劑柱狀填料29勻速度旋轉(zhuǎn)，提升負(fù)載在填料29上的tio2催化劑與廢水以及太陽(yáng)光充分接觸；所述多孔富氧盤(pán)30提供富氧曝氣，增加廢水中氧含量，提升抗生素催化氧化效率。

所述的全時(shí)段光照供給單元5中，太陽(yáng)光進(jìn)入太陽(yáng)光通過(guò)菲尼爾透鏡40匯聚被光采集器41捕捉，通過(guò)光纖傳輸系統(tǒng)23傳輸給光纖照明光源24，光纖照明光源24發(fā)射的太陽(yáng)光在動(dòng)力光催化處理單元4中被反射平面鏡25反射，充分照射在位于石英光催化反應(yīng)管28中的光催化劑柱狀填料29上，促使tio2催化劑對(duì)廢水中的抗生素進(jìn)行催化氧化；所述太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器監(jiān)測(cè)太陽(yáng)方位角和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，將信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸給智能控制系統(tǒng)，由智能控制系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)方位角計(jì)算并指示動(dòng)力旋轉(zhuǎn)基座42驅(qū)動(dòng)太陽(yáng)光聚光采集器37調(diào)整角度，充分保證太陽(yáng)光聚光采集器37接受最大太陽(yáng)輻射，同時(shí)由智能控制系統(tǒng)根據(jù)太陽(yáng)輻射光強(qiáng)來(lái)切換太陽(yáng)光光纖傳輸照明模式和太陽(yáng)光模擬照明模式，從而解決黑夜，陰天，下雨等自然條件下太陽(yáng)光光強(qiáng)較弱的問(wèn)題，從而保證動(dòng)力光催化處理單元4光催化降解抗生素的效率的基礎(chǔ)上，降低能源消耗。

所述的風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6運(yùn)行時(shí)，太陽(yáng)能發(fā)電裝置上設(shè)有太陽(yáng)光追蹤器，根據(jù)太陽(yáng)高度角以及輻射光強(qiáng)來(lái)調(diào)整太陽(yáng)能板的角度，使其充分采集最大量的太陽(yáng)能輻射，提升發(fā)電效率；所述風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6同時(shí)為多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2中曝氣富氧、動(dòng)力光催化處理單元4中模擬太陽(yáng)光照、光催化劑柱狀填料29旋轉(zhuǎn)、全時(shí)段光照供給單元5的智能控制和動(dòng)力旋轉(zhuǎn)以及風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6中的太陽(yáng)能板調(diào)節(jié)提供補(bǔ)充動(dòng)力能源，充分利用可再生能源，降低能源消耗。

本發(fā)明的效果，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所帶來(lái)的有益效果是:

(1)本發(fā)明在微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)中，創(chuàng)新的采用多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)不同級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)的布水層，通水層以及土壤混合模塊層的組成和粒徑進(jìn)行優(yōu)化選擇，從而提升系統(tǒng)對(duì)抗生素類污染物的吸附和降解能力；布水層中沸石比例增加，提升了對(duì)污水吸附降解效率；通水層中火山巖和頁(yè)巖陶粒比例增加，多孔結(jié)構(gòu)有利于微生物固著生長(zhǎng)，親水性強(qiáng)，附著的生物膜量多且速度快，提升了污水微生物降解效率；土壤混合模塊層中爐渣、蛭石以及活性炭的增加，利用這些材質(zhì)比表面積大，吸附容量大，提升力對(duì)該模塊對(duì)廢水中抗生素的吸附能力，同時(shí)多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)所采用的組分均是易于獲取價(jià)格低廉的材料，大大降低了應(yīng)用成本。多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)利用其特有的磚墻結(jié)構(gòu)，對(duì)廢水中的有機(jī)物、抗生素等污染物進(jìn)行吸附，微生物的好氧和厭氧分解，從而達(dá)到凈化的目的，該系統(tǒng)抗污染負(fù)荷高，材料易獲取，建設(shè)成本低。

(2)本發(fā)明在微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)中，針對(duì)多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)中采用雙層布水系統(tǒng)，每層布水系統(tǒng)采用豐字形布水管設(shè)計(jì)，布水支管的布水孔孔徑和點(diǎn)位交錯(cuò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升了配水均勻程度，每層布水系統(tǒng)前設(shè)置了流量調(diào)節(jié)閥門(mén)，提升了系統(tǒng)的抗污染負(fù)荷能力，穩(wěn)定了對(duì)廢水中有機(jī)物以及抗生素等污染物的處理效率。

(3)本發(fā)明在微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)中，針對(duì)多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)采用雙層富氧系統(tǒng)，每層富氧系統(tǒng)采用田形管路設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)不同進(jìn)水負(fù)荷下的富氧曝氣量調(diào)控，增加了多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)氧含量，提升了系統(tǒng)微生物好氧過(guò)程對(duì)廢水中抗生素的凈化處理效率。

(4)本發(fā)明在微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)中，創(chuàng)新的設(shè)計(jì)了微動(dòng)力光催化處理單元強(qiáng)化了對(duì)廢水中抗生素的去除；采用光纖照明系統(tǒng)利用太陽(yáng)光作為光照條件，同時(shí)利用模擬太陽(yáng)光照系統(tǒng)補(bǔ)充黑夜，陰天，下雨等自然條件下光照條件，使系統(tǒng)可以全時(shí)段進(jìn)行光催化反應(yīng)降解抗生素，提升了系統(tǒng)的抗生素的降解效率；采用tio2光催化劑附著在聚酯纖維雪花狀填料構(gòu)成催化劑柱狀填料，并對(duì)填料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，大大提升了光照全覆蓋條件下催化劑與抗生素等污染物的充分接觸；池體內(nèi)側(cè)貼合反射平面鏡，以及模擬太陽(yáng)光led燈管布設(shè)，光催化反應(yīng)管間距優(yōu)化設(shè)計(jì)，充分提升了光照條件的全覆蓋，同時(shí)廢水停留時(shí)間的優(yōu)化設(shè)計(jì)大大增加了光催化充分反應(yīng)效果。該系統(tǒng)無(wú)任何藥劑添加，充分利用可再生能源降低了能源成本，同時(shí)大大提升了抗生素污染物的光催化降解效率。

(5)本發(fā)明積極利用太陽(yáng)能和風(fēng)能可再生資源提供微動(dòng)力，利用地形自然坡度驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)行，減少了系統(tǒng)的能源消耗，降低了運(yùn)行成本。

(6)本發(fā)明采用微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理方法，利用多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)對(duì)廢水中的抗生素吸附和降解，同時(shí)利用濕地植物的根系作用進(jìn)行分解，最后利用光催化反應(yīng)強(qiáng)化對(duì)抗生素污染物的去除，從而大大提升了對(duì)抗生素的去除效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)示意圖；

圖中，1-廢水預(yù)處理單元、2-多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元、3-濕地梯級(jí)處理單元、4-微動(dòng)力光催化處理單元、5-全時(shí)段光照供給單元、6-風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元。

圖2為本發(fā)明多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元示意圖：

圖中，2-多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元、7-種植層、8-多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)、9-布水層、10-通水層、11-土壤混合模塊層、12-排水層、13-布水系統(tǒng)、14-富氧系統(tǒng)、15-濕地植物、16-過(guò)水涵洞。

圖3為本發(fā)明濕地梯級(jí)處理單元示意圖：

圖中，3-濕地梯級(jí)處理單元、12-排水層、15-濕地植物、16-過(guò)水涵洞、17-配水池、18-通水層、19-種植層、20-基質(zhì)層、21-蓋板、22-布水口。

圖4為本發(fā)明微動(dòng)力光催化處理單元剖面和側(cè)視示意圖：

圖中，4-微動(dòng)力光催化處理單元、23-光纖傳輸系統(tǒng)、24-光纖照射光源、25-反射平面鏡、26-模擬太陽(yáng)光led燈管、27-石英防水套管、28-石英光催化反應(yīng)管、29-光催化劑柱狀填料、30-多孔富氧盤(pán)、31-旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置、32-進(jìn)水管、33-連通管、34-出水管。

圖5為本發(fā)明微動(dòng)力光催化處理單元中光纖照射光源和石英光催化反應(yīng)管俯視示意圖：

圖中，23-光纖傳輸系統(tǒng)、24-光纖照射光源、26-模擬太陽(yáng)光led燈管、27-石英防水套管、28-石英光催化反應(yīng)管、29-光催化劑柱狀填料、光纖照射蓋板、36-tio2光催化劑附著聚酯纖維雪花狀填料架。

圖6為本發(fā)明全時(shí)段光照供給單元連通示意圖。

圖7為本發(fā)明微動(dòng)力光催化處理單元中太陽(yáng)光聚光采集器、光纖傳輸系統(tǒng)、動(dòng)力旋轉(zhuǎn)基座、太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器結(jié)構(gòu)示意圖：

圖中，23-光纖傳輸系統(tǒng)、37-太陽(yáng)光聚光采集器、38-太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度傳感器，39-太陽(yáng)方位角傳感器，40-菲尼爾透鏡，41-光采集器，42-動(dòng)力旋轉(zhuǎn)基座。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。

以下實(shí)施例采用如圖1所示的微動(dòng)力去除廢水中抗生素的多介質(zhì)處理系統(tǒng)；該系統(tǒng)由廢水預(yù)處理單元1、多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、濕地梯級(jí)處理單元3、微動(dòng)力光催化處理單元4、全時(shí)段光照供給單元5、風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6構(gòu)成；廢水預(yù)處理單元1依次與多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、濕地梯級(jí)處理單元3、微動(dòng)力光催化處理單元4相連；風(fēng)光互補(bǔ)微動(dòng)力單元6分別與多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2、微動(dòng)力光催化處理單元4以及全時(shí)段光照供給單元5相連。

如圖2所示的多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2包括種植層7、多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8、布水系統(tǒng)13、富氧系統(tǒng)14和排水層12；種植層7由土壤層和碎石層組成，土壤層由當(dāng)?shù)胤N植土壤組成，高為200mm，碎石層由粒徑10～15mm的當(dāng)?shù)氐[石構(gòu)成，高為50mm，種植植物15為鳳眼蓮、風(fēng)車草，種植密度為6-8株/平米；多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8從上至下包括兩級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)，每一級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)包含布水層9、通水層10和土壤混合模塊層11；布水層9由粒徑20mm礫石、沸石組成，高度為200mm；通水層10由粒徑15mm沸石、火山巖和陶?；旌辖M成，高度為500mm；土壤混合模塊層11由原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉混合組成，高度為100mm；多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8的每級(jí)土壤混合模塊層11分為兩層，均勻內(nèi)置于通水層10中，土壤混合模塊11水平間距15mm，垂直間距為10mm；第一級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)8中，布水層9中礫石和沸石的體積比為5:5，通水層10中沸石、火山巖和陶粒的體積比為5:3:2，土壤混合模塊層11中原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉的體積比25:15:15:10:10:10:15；第二級(jí)多介質(zhì)土壤子系統(tǒng)8中，布水層9中礫石和沸石的體積比為3:7，通水層10中沸石、火山巖和陶粒的體積比為3:3:4，土壤混合模塊層11中原生土壤、沙子、爐渣、蛭石、當(dāng)?shù)厣镔|(zhì)、鐵屑、活性炭粉的體積比10:10:20:20:10:10:20；排水層包括直徑30mm，高為150mm的當(dāng)?shù)氐[石組成的集水層，厚為80mm的鋼混結(jié)構(gòu)雨篦子與高為200mm的鋼混結(jié)構(gòu)支撐層組成的匯水層構(gòu)成；雨篦子布設(shè)直徑為30mm的透水孔，密度為120個(gè)/平米；匯水層靠近墻體位置設(shè)置直徑為200mm的過(guò)水涵洞16，涵洞間距為600mm。

如圖3所示的濕地梯級(jí)處理單元3中，包括配水池17、通水層18、種植層19、基質(zhì)層20和排水層12；種植層19由原生土壤組成，高為150mm，種植植物15為風(fēng)車草、蘆葦和香蒲，種植密度為4～6株/平米；基質(zhì)層20從上至下有三層構(gòu)成：粒徑15mm高為100mm椰殼活性炭層；粒徑20mm，高為300mm，體積比為3:3:4的沸石、紅磚和火山巖混合層；粒徑為60mm，高為200mm的礫石組成的集水層。通水層43位于進(jìn)水口47處，采用粒徑為30mm當(dāng)?shù)氐[石組成；排水層12由厚為80mm的鋼混結(jié)構(gòu)雨篦子與高為200mm的鋼混結(jié)構(gòu)支撐層組成；雨篦子設(shè)置直徑為30mm的透水孔，密度為100個(gè)/平米；排水層12靠近墻體13設(shè)置直徑為200mm的過(guò)水涵洞16，涵洞16間距為600mm。

如圖4所示的微動(dòng)力光催化處理單元4，由光纖照明系統(tǒng)、模擬太陽(yáng)光照系統(tǒng)和光催化填料凈化系統(tǒng)構(gòu)成；光纖照明系統(tǒng)包括光纖照射光源24，池底為v型，池體內(nèi)側(cè)貼合反射平面鏡25模擬太陽(yáng)光照系統(tǒng)為池體內(nèi)側(cè)相隔間距均勻設(shè)置模擬太陽(yáng)光led燈管26，間距為石英光催化反應(yīng)管28直徑的1.5倍；所述光催化填料凈化系統(tǒng)位于微動(dòng)力光催化處理單元4中部，內(nèi)置多根石英光催化反應(yīng)管28，tio2光催化劑附著在聚酯纖維雪花狀填料29上，并用聚酯纖維繩串聯(lián)起來(lái)固定在填料架上形成光催化劑柱狀填料29，設(shè)置于石英光催化反應(yīng)管28內(nèi)，圓柱狀填料架中軸設(shè)置模擬太陽(yáng)光led燈管26，燈管外設(shè)有石英防水套管27；所述tio2光催化劑附著聚酯纖維柱狀填料29頂部設(shè)置旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置31；作為優(yōu)選，所述石英光催化反應(yīng)管28可為圓柱形或是方柱形，反應(yīng)管28間距為1～1.5倍的反應(yīng)管28直徑；所述石英光催化反應(yīng)管28底部設(shè)施多孔富氧盤(pán)30；所述石英光催化反應(yīng)管28之間成s型連通。

如圖5所示的微動(dòng)力光催化處理單元中光纖照射光源和石英光催化反應(yīng)管俯視示意圖，光源通過(guò)光纖傳輸系統(tǒng)23輸入給光纖照射光源；石英光催化反應(yīng)管28為圓柱形，中間為模擬太陽(yáng)光led燈管26，外有，tio2光催化劑附著聚酯纖維雪花狀填料圍繞石英防水套管27，形成圓柱狀填料架36，最終構(gòu)成光催化劑柱狀填料29。

全時(shí)段光照供給單元5由太陽(yáng)光聚光采集器37、光纖傳輸系統(tǒng)23、動(dòng)力旋轉(zhuǎn)基座42、太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器、智能控制系統(tǒng)構(gòu)成；太陽(yáng)光聚光采集器由菲尼爾透鏡40和光采集器41構(gòu)成；光纖傳輸系統(tǒng)23主要由石英光纖構(gòu)成；所述太陽(yáng)光感應(yīng)追蹤器主要由太陽(yáng)光輻射強(qiáng)度傳感器38和太陽(yáng)方位角傳感器39構(gòu)成。

本實(shí)施例的處理方法為：含有抗生素的廢水進(jìn)入廢水預(yù)處理單元1，通過(guò)格柵調(diào)節(jié)池分離出砂石混合物和污泥；出水進(jìn)入?yún)捬跸獬?，池?nèi)厭氧菌對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行分解，降低污水中的有機(jī)物，n，p等污染物質(zhì)；出水進(jìn)入沉淀池，進(jìn)行水渣分離，降低廢水的濁度；出水進(jìn)入多介質(zhì)土壤層系統(tǒng)處理單元2，經(jīng)過(guò)布水系統(tǒng)13的雙層布水，進(jìn)水閥門(mén)調(diào)節(jié)流量，污水進(jìn)入兩級(jí)多介質(zhì)土壤層子系統(tǒng)8，通過(guò)多介質(zhì)通水層10和土壤混合模塊11，污染物通過(guò)沸石等材料的吸附，上層植物15的根系以及土壤混合模塊微生物的好氧和厭氧的吸收降解，進(jìn)一步去除廢水中有機(jī)物和抗生素等污染物，凈化后的廢水通過(guò)排水層12匯集后，通過(guò)過(guò)水涵洞16排出；出水進(jìn)入濕地梯級(jí)處理單元3，通過(guò)過(guò)水涵洞16進(jìn)入配水池17，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)沉淀后，通過(guò)布水口22進(jìn)入通水層18，經(jīng)過(guò)水平推流進(jìn)入種植層和基質(zhì)層，利用濕地植物15的根系和基質(zhì)中的微生物，對(duì)廢水中的有機(jī)物、抗生素等污染物進(jìn)行厭氧和好氧降解，利用基質(zhì)層20中活性炭的吸附去除廢水中的抗生素，凈化后的廢水通過(guò)排水層12匯集后，通過(guò)過(guò)水涵洞16排出；出水進(jìn)入微動(dòng)力光催化處理單元4，廢水通過(guò)進(jìn)水管32進(jìn)入石英光催化反應(yīng)管28，在全時(shí)段太陽(yáng)光照射下與附著在聚酯纖維柱狀填料29上的tio2光催化劑作用，在多孔富氧盤(pán)提供充足氧的條件下進(jìn)性光催化氧化反應(yīng)，進(jìn)一步強(qiáng)化抗生素的降解，經(jīng)過(guò)多級(jí)石英光催化反應(yīng)管28的光催化氧化反應(yīng)后通過(guò)出水管34排出，排出的水可以回用或達(dá)標(biāo)排放；

本實(shí)施例應(yīng)用于某設(shè)有養(yǎng)殖場(chǎng)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠生活污水處理，最大日處理量為5000t/d，進(jìn)水水質(zhì)參數(shù)cod＝630mg/l，bod＝410mg/l，tn＝77mg/l，tp＝12mg/l，nh4⁺-n＝41mg/l，磺胺嘧啶(sdz)＝46.9μg/l，四環(huán)素(tc)＝110.6μg/l的條件下，出水的水質(zhì)為cod＝31mg/l，bod＝9mg/l，tn＝14mg/l，tp＝0.9mg/l，nh4⁺-n＝3.5mg/l，磺胺嘧啶(sdz)＝0.42μg/l，四環(huán)素(tc)＝2.21μg/l，去除率分別穩(wěn)定達(dá)到cod95.08％，bod97.8％，tn81.81％，tp92.5％，nh4⁺-n91.46％，磺胺嘧啶(sdz)96.12％，四環(huán)素(tc)98％；運(yùn)行一年凈化污水100萬(wàn)噸，回用水40萬(wàn)噸，節(jié)省能源1.5*10⁶kw·h。

上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明。顯然，本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員還可據(jù)此做出多種變化，但任何與本發(fā)明等同或相類似的變化都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。