一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除抗生素抗性基因的方法与调控系统

技术特征：
1.一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除城市污水厂二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于：调控系统包括提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)、进水泵(5)、耦合反应器(6)、硫酸根检测仪(7)、出水阀(8)、回流管(9)、回流阀(10)、plc调控装置(11)、以及连接管，其中提升泵(1)、混合装置(3)、进水阀(4)、进水泵(5)、耦合反应器(6)、出水阀(8)依次采用管道相连，耦合反应器(6)内部设有硫酸根检测仪(7)，耦合反应器(6)和出水阀(8)之间即在耦合反应器(6)出水口之后、出水阀(8)前设有分支管路即回流管(9)，回流管(9)经回流阀(10)与进水泵(5)进水口前的管道进行相连，投药泵(2)与混合装置(3)管道连接，投药泵(2)与过硫酸氢钾药剂溶液箱相连，提升泵(1)输配的二级出水与投药泵(2)投配一定浓度的过硫酸氢钾在混合装置(3)中进行混合，混合装置(3)中设有电动搅拌器，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)的搅拌器、进水阀(4)、进水泵(5)、耦合反应器(6)的紫外灯控制开关、硫酸根检测仪(7)、出水阀(8)、回流阀(10)均与plc调控装置(11)连接；耦合反应器(6)为多层石英玻璃导流套管式，即在耦合反应器(6)内部中心位置装有真空紫外灯，同时装设多层石英玻璃导流套管，其中最内层套管的直径应大于真空紫外灯的直径，最内层套管上端口与耦合反应器(6)顶部相接，下端口距离耦合反应器(6)底部具有间隙；次内层套管下端口与耦合反应器(6)底部相接，上端口距离耦合反应器(6)顶部具有间隙且高于最内层套管下端口，其余套管按上述方式依次装设，使得耦合反应器(6)内进水从顶部中心位置进入，然后流经最内层石英玻璃导流管下端直至溢出次内层石英玻璃导流管上端，使得耦合反应器(6)内部水流呈折返流的形式；真空紫外灯配有控制开关；优选真空紫外灯波长为185nm，其中185nm的光子比例不应低于10％。去除城市污水厂二级出水中抗生素抗性基因的方法主要有3个调控过程，包括循序处理阶段、循环处理阶段和强化处理阶段，依据硫酸根浓度设定值、硫酸根浓度检测值和在一定反应时间间隔内硫酸根检测仪(7)的硫酸根浓度差(δc)进行计算和调控，在循序处理阶段、循环处理阶段和强化处理阶段时耦合反应器(6)内的液位均低于最高液位。调控系统首先进入循序处理阶段：提升泵(1)将城市污水处理厂二级出水提升，提升泵(1)输配的二级出水与投药泵(2)投配一定浓度的过硫酸氢钾在混合装置(3)中进行混合，混合后的二级出水流经进水阀(4)后通过进水泵(5)输送至耦合反应器(6)，此时出水阀(8)和回流阀(10)关闭；当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值且浓度保持稳定(即δc＝0)时，出水阀(8)开启，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)和进水泵(5)关闭；待耦合反应器(6)出水排空后，出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)和进水泵(5)开启。在循序处理阶段下，当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值且硫酸根浓度呈持续增加趋势(即δc＞0)时，调控系统进入循环处理阶段，此时提升泵(1)、投药泵(2)和混合装置(3)停止，进水阀(4)和出水阀(8)关闭，回流阀(10)开启，耦合反应器(6)出水经过回流管(9)通过进水泵(5)重新进入耦合反应器(6)；当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值且浓度保持稳定(即δc＝0)时，出水阀(8)开启，进水阀(4)和回流阀(10)关闭，调控系统进入循序处理阶段，待耦合反应器(6)出水排空后，出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)和进水泵(5)开启。在循序处理阶段下，当出现耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值等于设定值时，调
控系统进入强化处理阶段，此时出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)、进水泵(5)和回流阀(10)开启，同时耦合反应器(6)出水经过回流管(9)通过进水泵(5)重新进入耦合反应器(6)；当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值时，调控系统进入循环处理阶段，此时提升泵(1)、投药泵(2)和混合装置(3)停止，进水阀(4)和出水阀(8)关闭，回流阀(10)开启，耦合反应器(6)出水经过回流管(9)通过进水泵(5)重新进入耦合反应器(6)；当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值且浓度保持稳定(即δc＝0)时，调控系统进入循序处理阶段，此时出水阀(8)开启，进水阀(4)和回流阀(10)关闭，待耦合反应器(6)出水排空后，出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)和进水泵(5)开启。在循环处理阶段下，当出现耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值等于设定值时，调控系统进入强化处理阶段，此时出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)、进水泵(5)、回流阀(10)开启，同时耦合反应器(6)出水经过回流管(9)通过进水泵(5)重新进入耦合反应器(6)，直至耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值时，调控系统进入循环处理阶段，此时提升泵(1)、投药泵(2)和混合装置(3)停止，进水阀(4)和出水阀(8)关闭，回流阀(10)开启，耦合反应器(6)出水经过回流管(9)通过进水泵(5)重新进入耦合反应器(6)；当耦合反应器(6)出水的硫酸根浓度检测值小于设定值且浓度保持稳定(即δc＝0)时，调控系统进入循序处理阶段，此时出水阀(8)开启，进水阀(4)和回流阀(10)关闭，待耦合反应器(6)出水排空后，出水阀(8)关闭，提升泵(1)、投药泵(2)、混合装置(3)、进水阀(4)开启和进水泵(5)开启。2.根据权利要求1所述的一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于，所述的过硫酸氢钾投加浓度范围为0.4～1.6mmol/l。3.根据权利要求1所述的一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于，所述的硫酸根浓度设定值为理论计算完全反应生成的硫酸根含量，所述的硫酸根浓度检测值为耦合反应器(6)内实际反应生成的硫酸根含量。4.根据权利要求1所述的一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于，所述的硫酸根检测仪(7)的检测时间间隔为5～60s，所述的δc为一定检测时间间隔内硫酸根检测仪(7)所检测到的两个连续硫酸根浓度的数值差。plc调控装置(11)依据投加过硫酸氢钾浓度和硫酸根检测仪(7)的硫酸根检测值进行编程和统计分析计算得到硫酸根浓度设定值、硫酸根浓度检测值和δc。5.根据权利要求1所述的一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于，所述的循环处理时间为30～60min。6.根据权利要求1所述的一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除二级出水中抗生素抗性基因的方法与调控系统，其特征在于，所述的进水为含有不同类型抗生素抗性基因的二级出水，包括氨基糖苷类抗生素抗性基因、β-内酰胺类抗生素抗性基因、氯霉素类抗生素抗性基因、大环内酯类抗生素抗性基因、磺胺类抗生素抗性基因、四环素类抗生素抗性基因和多重耐药类抗生素抗性基因中的一种或几种。

技术总结
一种真空紫外/过硫酸氢钾耦合高级氧化去除抗生素抗性基因的方法与调控系统，属于污水处理技术领域。调控系统包括提升泵、投药泵、混合装置、进水阀、进水泵、耦合反应器、硫酸根检测仪、出水阀、回流管、回流阀、PLC调控装置、以及连接上述装置的管道，根据耦合反应器出水硫酸根(SO


技术研发人员：李星 徐是龙 樊晓燕 高玉玺 赵君如 张忠兴
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.08.24
技术公布日：2022/11/11