本發(fā)明涉及一種去除廢水中卡馬西平的處理系統(tǒng)，屬于環(huán)境保護中的廢水處理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

卡馬西平(又稱卡巴咪嗪)是一種臨床常用的精神性藥物，它經(jīng)常和其他藥物一起使用來治療癲癇病、抑郁癥和三叉神經(jīng)痛等?；颊叻煤蟛糠帜阁w及其代謝產(chǎn)物隨排泄物進入水體環(huán)境中。因此，卡馬西平的母體以及代謝物在污水中經(jīng)常被檢測到。卡馬西平的化學(xué)名稱是5h-二苯并【b,f】氮雜卓-5-甲酰胺，是含氮的芳香族化合物，化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，同時其在廢水中的濃度很低，現(xiàn)有的污水處理方法很難去除低濃度的卡馬西平。

但是如果廢水及環(huán)境中殘留的卡馬西平不能被有效去除，則對人類健康存在著高風(fēng)險的潛在威脅。因此繼續(xù)一種能夠有效去除廢水中卡馬西平的處理系統(tǒng)和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種去除廢水中卡馬西平的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括ph調(diào)節(jié)池、粗格柵、斜板沉淀池、生物聚合反應(yīng)器、高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽、凈水池、弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)等；其中含卡馬西平的廢水通過廢水管線進入ph調(diào)節(jié)池的進口，ph調(diào)節(jié)池的出口通過廢水管線連接粗格柵，粗格柵的出口通過廢水管線連接斜板沉淀池，斜板沉淀池的出口通過廢水管線連接生物聚合反應(yīng)器，生物聚合反應(yīng)器的上部排液口通過廢水管線連接高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的出口通過廢水管線連接凈水池，凈水池的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排，同時，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽中生成的硝酸纖維素通過顆粒物排放口排出，并進入弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)，經(jīng)烘干脫水及壓制成形得到弱硝化棉可被回收利用；其中，生物聚合反應(yīng)器內(nèi)部固定了多個生物聚合膜，膜上附著有高活性圓紅冬孢酵母菌和莫拉氏鏈球菌等，當(dāng)廢水進入生物聚合反應(yīng)器與生物聚合膜接觸時，圓紅冬孢酵母菌和莫拉氏鏈球菌在生物活動過程中會將卡馬西平分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)打開并使分子間發(fā)生聚合反應(yīng)，形成重復(fù)單元為n,n-二烷基脲的大分子有機物；其中，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的外表面包裹有槽體絕緣保護層，內(nèi)部為碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)，反應(yīng)槽的右上部設(shè)有進水閥門，左下部設(shè)有出水閥門，槽體中央部分安裝有二氯四羰基二銠多孔填料，作為聚合反應(yīng)催化劑，填料層下部連接有多個顆粒物排放口，左、右兩側(cè)壁板正中各安裝有一支高壓放電電極，在反應(yīng)槽底部左、右兩側(cè)各裝有一支攪拌槳葉，經(jīng)過生物聚合反應(yīng)器處理的廢水通過高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的進水閥門進入反應(yīng)槽內(nèi)部，高壓放電電極每間隔0.1s進行一次高壓放電，會在反應(yīng)槽中產(chǎn)生一道橫貫槽體左右的高壓電弧，高壓電弧所產(chǎn)生的高能量被n,n-二烷基脲吸收，其中的胺根和羰基的化學(xué)鍵受到能量激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并在二氯四羰基二銠的表面催化作用下發(fā)生鍵斷裂并重組，最終發(fā)生聚合反應(yīng)生成硝酸纖維素顆粒物，反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物直接從顆粒物排放口排出，同時，經(jīng)過反應(yīng)凈化后的廢水通過出水閥門排出反應(yīng)槽并進入凈水池中；其中，弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的作用是將反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物脫水并烘干，再經(jīng)過擠壓成形，最終制成弱硝化棉塊供回收再利用。

高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽，其高壓放電電極的放電電壓范圍約為5500~8000v，二氯四羰基二銠填料的孔徑為4.8mm，比表面積為6.0cm²/g，反應(yīng)槽的有效容積為200m³。

弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的烘干溫度為70~85℃，壓制成形的弱硝化棉塊規(guī)格為1.5cm×1.0cm×1.0cm。

弱硝化棉是一種含氮的有機高分子聚合物，其分子式為：[c6h7o2（ono2）a（oh）3-a]n，其中a為酯化度，n為聚合度。它屬于硝酸纖維素的一種，其外形為白色纖維狀，物理性質(zhì)與棉花基本相同。弱硝化棉的含氮量為8~12%，可用于生產(chǎn)電影膠片、賽璐珞和硝基清漆等材料。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

（1）本系統(tǒng)探索出了一種的去除廢水中低濃度卡馬西平的新模式，創(chuàng)造性的采用了物理手段、化學(xué)方法與微生物處理相結(jié)合的技術(shù)路線，通過能量效應(yīng)與聚合催化效應(yīng)的直接作用，高壓電弧所產(chǎn)生的高能量被n,n-二烷基脲吸收，其中的胺根和羰基的化學(xué)鍵受到能量激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并在二氯四羰基二銠的表面催化作用下發(fā)生鍵斷裂并重組，最終發(fā)生聚合反應(yīng)生成硝酸纖維素顆粒物，（弱硝化棉），從而實現(xiàn)了氮元素資源的回收利用。

（2）本系統(tǒng)使用生物聚合反應(yīng)器，利用圓紅冬孢酵母菌和莫拉氏鏈球菌在生物活動過程中會將卡馬西平分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)打開并使分子間發(fā)生聚合反應(yīng)，形成重復(fù)單元為n,n-二烷基脲的大分子有機物，從而將卡馬西平分子富集，提高了后續(xù)處理高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)的處理效率。

（3）本系統(tǒng)采用了二氯四羰基二銠多孔填料的設(shè)計，使廢水能夠充分與催化劑發(fā)生接觸反應(yīng)，提高了轉(zhuǎn)化效率，提升了整個系統(tǒng)的處理能力。

（4）本系統(tǒng)中的二氯四羰基二銠聚合催化劑具有使用壽命長和不易發(fā)生催化劑中毒的特點，從而實現(xiàn)了處理系統(tǒng)的低運維成本和長時間運行。

（5）本系統(tǒng)的催化反應(yīng)在液態(tài)基體中進行，因此反應(yīng)效率和速度均受到控制，只能生成弱硝化棉，杜絕了含氮量更高的強硝化棉或膠棉的生成，從而消除了運行中發(fā)生爆炸的風(fēng)險。

（6）通過本系統(tǒng)處理后的廢水，其卡馬西平的去除率達(dá)到99.9%，并且弱硝化棉的轉(zhuǎn)化率在90%以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的設(shè)備示意圖。

圖中：1-ph調(diào)節(jié)池、2-粗格柵、3-斜板沉淀池、4-生物聚合反應(yīng)器、5-高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽、6-凈水池、7-弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)

圖2是高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽的示意圖。

51-高壓放電電極、52-二氯四羰基二銠多孔填料、53-槽體絕緣保護層、54-進水閥門、55-出水閥門、56-攪拌槳葉、57-顆粒物排放口。

具體實施方式

如圖1所示的一種去除廢水中卡馬西平的處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括ph調(diào)節(jié)池1、粗格柵2、斜板沉淀池3、生物聚合反應(yīng)器4、高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽5、凈水池6、弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)7等；其中含卡馬西平的廢水通過廢水管線進入ph調(diào)節(jié)池1，在此進行集中暫存并將ph調(diào)節(jié)為6.0-7.0，ph調(diào)節(jié)池1的出口通過廢水管線連接粗格柵2，在此去除廢水中的大直徑固體物質(zhì)，粗格柵2的出口通過廢水管線連接斜板沉淀池3，在此進一步去除廢水中的不溶物質(zhì)，斜板沉淀池3的出口通過廢水管線連接生物聚合反應(yīng)器4，生物聚合反應(yīng)器4內(nèi)部固定了多個生物聚合膜，膜上附著有高活性圓紅冬孢酵母菌和莫拉氏鏈球菌等，當(dāng)廢水進入生物聚合反應(yīng)器與生物聚合膜接觸時，圓紅冬孢酵母菌和莫拉氏鏈球菌在生物活動過程中會將卡馬西平分子中的環(huán)狀結(jié)構(gòu)打開并使分子間發(fā)生聚合反應(yīng)，形成重復(fù)單元為n,n-二烷基脲的大分子有機物，以利于后續(xù)高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)的進行，生物聚合反應(yīng)器4的出口通過廢水管線連接高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽5，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽5的外層包裹有槽體絕緣保護層53，內(nèi)部為碳化硅陶瓷結(jié)構(gòu)，反應(yīng)槽的有效容積為200m³，反應(yīng)槽的右上部設(shè)有進水閥門54，左下部設(shè)有出水閥門55，槽體中央部分安裝有二氯四羰基二銠多孔填料52，作為聚合反應(yīng)催化劑，填料的孔徑為4.8mm，比表面積為6.0cm²/g，填料層下部連接有顆粒物排放口57，左、右兩側(cè)壁板正中各安裝有一支高壓放電電極51，在反應(yīng)槽底部左、右兩側(cè)各裝有一支攪拌槳葉56，經(jīng)過生物聚合反應(yīng)器處理的廢水通過高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽5的進水閥門54進入反應(yīng)槽內(nèi)部，高壓放電電極51每間隔0.1s進行一次高壓放電，放電電壓范圍為5500~8000v，會在反應(yīng)槽中產(chǎn)生一道橫貫槽體左右的高壓電弧，高壓電弧所產(chǎn)生的高能量被廢水中的n,n-二烷基脲吸收，其中的胺根和羰基的化學(xué)鍵受到能量激發(fā)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并在二氯四羰基二銠的表面催化作用下發(fā)生鍵斷裂并重組，最終生成硝酸纖維素顆粒物（弱硝化棉），反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物直接從顆粒物排放口57排出，同時，經(jīng)過反應(yīng)凈化后的廢水通過出水閥門55排出反應(yīng)槽并進入凈水池6中，凈水池6的出口通過廢水管線將經(jīng)過本系統(tǒng)處理后的凈化出水外排，同時，高壓放電有機銠催化聚合反應(yīng)槽5中生成的硝酸纖維素通過顆粒物排放口57排出，并進入弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)7，弱硝化棉經(jīng)烘干脫水及壓制成形后可被回收利用；其中，弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)7的作用是將反應(yīng)生成的硝酸纖維素顆粒物脫水并烘干，再經(jīng)過擠壓成形，最終制成弱硝化棉塊供回收再利用，其弱硝化棉烘干成形系統(tǒng)的烘干溫度為70~85℃，壓制成形的弱硝化棉塊規(guī)格為1.5cm×1.0cm×1.0cm，弱硝化棉的含氮量為8~12%。

通過本系統(tǒng)處理后的廢水，其卡馬西平的去除率達(dá)到99.9%，并且弱硝化棉的轉(zhuǎn)化率在90%以上。