一种用于同时去除废水中抗生素和重金属的装置

本技术属于工业水处理和环保，涉及一种用于同时去除废水中抗生素和重金属的装置。

背景技术：

1、随着人们生活水平和对物质需求的提高，畜禽养殖行业也得到了快速的发展。为了预防畜禽动物疾病的发生和提高畜禽动物的免疫力，抗生素和重金属被称为了畜禽饲料中的常用添加剂并养殖行业中大规模的使用，特别是养猪行业。然而，饲料中添加的抗生素和重金属并不能被畜禽动物吸收利用，而是以本体的形式随尿液或者粪便排出体外。因此，养猪厂产生的猪尿废水以及冲洗粪便等产生的养猪废水中除具有较高浓度的cod外，还常检出存在较高浓度的抗生素和重金属。高浓度养猪废水的常用处理方式为厌氧消化，通过厌氧消化产甲烷实现资源化利用和水质净化的双重目标，但是由于废水中存在的难降解抗生素和重金属离子会对厌氧消化性能产生不利影响，因而限制了厌氧消化效果，同时未经处理的抗生素和重金属容易通过地表径流和地下渗流造成地表水和地下水污染，影响生态环境和人类健康。因此，必须寻找快速高效的处理技术实现养猪废水中难降解抗生素和重金属的去除。

2、目前，传统的处理抗生素和重金属的方法多为化学法。例如高级氧化法、化学沉淀法。虽然高级氧化法和化学沉淀法在处理有机污染和重金属离子方面具有快速高效的优点，但是需要向废水中加入大量的化学试剂，一方面会导致运行成本提高，另一方面极易造成二次污染而影响对后续资源化利用产生不利影响。与之不同的是，吸附技术具有操作简单、运行成本低、可操作性强以及不易造成二次污染等优点，因而吸附技术在去除养猪废水中难降解抗生素和重金属方面具有较好的应用潜力。然而，现有吸附装置中并不具备同时实现吸附剂吸附和再生的功能，因而并不能实现吸附剂的连续使用，难以实现对废水的连续处理。因此，获得一种具备同时实现吸附剂吸附和再生功能的装置，对于快速高效去除废水中的抗生素和重金属并实现对复合废水的有效治理具有重要的促进作用。

技术实现思路

1、本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能连续处理废水且处理能力强的用于同时去除废水中抗生素和重金属的装置。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案。

3、一种用于同时去除废水中抗生素和重金属的装置，包括：

4、吸附池，所述吸附池中设有用于吸附抗生素和重金属的吸附填料；

5、再生池，用于对吸附填料进行再生处理；

6、洗涤池，用于洗涤吸附填料；

7、吊装桁车，用于转运吸附填料。

8、作为上述技术方案的进一步改进：所述再生池和所述洗涤池设于所述吸附池的侧面；所述吊装桁车位于所述再生池、所述洗涤池和所述吸附池的上方。

9、作为上述技术方案的进一步改进：所述吸附池内的底部设有至少一块下挡板，所述吸附池内的顶部设有至少一块上挡板，所述下挡板和上挡板交替设置在吸附池内形成s型通道。

10、作为上述技术方案的进一步改进：所述下挡板和上挡板之间设有用于固定吸附填料的第一固定机构；所述吸附填料的形状与所述下挡板和上挡板之间的通道结构相匹配，以使得所述吸附填料与所述s型通道的内壁贴合；所述吸附填料的顶部与所述s型通道的内壁之间设有宽度为2cm～4cm的缝隙；所述缝隙的深度为20cm～40cm。

11、作为上述技术方案的进一步改进：所述吸附填料为块状。

12、作为上述技术方案的进一步改进：所述吸附填料包括多孔基体，所述多孔基体的表面和内部固定有吸附材料；所述吸附材料与多孔基体的质量比为1∶50～1∶100；所述多孔基体为海绵；所述海绵的孔径为10ppi～20ppi，密度为20kg/m3～25kg/m3，孔隙率为95％～98％；所述海绵为聚氨酯海绵、聚乙烯海绵中的其中一种；所述吸附材料为多孔碳材料。

13、作为上述技术方案的进一步改进：所述再生池中设有用于固定吸附填料的第二固定机构和用于翻转所述第二固定机构的第一驱动机构，所述第一驱动机构为电机；所述再生池的顶部设有第一顶盖和用于启闭所述第一顶盖的第二驱动机构，所述第二驱动机构为电机。

14、作为上述技术方案的进一步改进：所述洗涤池中设有用于固定吸附填料的第三固定机构和用于翻转所述第三固定机构的第三驱动机构，所述第三驱动机构为电机；所述洗涤池的顶部设有第二顶盖和用于启闭所述第二顶盖的第四驱动机构，所述第四驱动机构为电机。

15、作为上述技术方案的进一步改进：所述吊装桁车包括用于抓取吸附填料的夹板和用于运送所述夹板的转运机构。

16、作为上述技术方案的进一步改进：还包括控制单元，所述控制单元包括与所述转运机构连接的第一控制单元、分别与所述第二驱动机构和所述第四驱动机构连接的第二控制单元、分别与所述第一驱动机构和所述第三驱动机构连接的第三控制单元。

17、作为一个总的技术构思，本实用新型中还提供了一种用于同时去除废水中抗生素和重金属的方法，所述方式是采用上述的装置去除废水中的抗生素和重金属。

18、作为上述技术方案的进一步改进：所述再生池中储存有再生液；所述再生液包括甲醇、乙醇中的至少一种。

19、作为上述技术方案的进一步改进：所述洗涤池中储存有洗涤液；所述洗涤液为水。

20、与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

21、(1)针对现有废水处理装置中不能连续处理废水、处理能力差等缺陷，本实用新型中提供了一种用于同时去除废水中抗生素和重金属的装置，通过设置吸附池、再生池、洗涤池以及吊装桁车，并利用吊装桁车对吸附填料的转移，即可实现对吸附填料的吸附、再生和洗涤，由此可实现吸附填料的连续使用，进而使得装置具有能够连续处理废水的功能，同时通过吸附池、再生池、洗涤池以及吊装桁车之间的协同，也能显著提升装置对废水的处理效率和去除效果，表现出非常优异的处理能力。本实用新型装置，可实现养猪废水的连续处理，不存在因吸附剂再生而导致处理中断的问题，同时吸附填料可多次重复利用，不仅能够有效降低后续废水处理的负荷，还能够降低难降解抗生素和重金属对微生物厌氧消化产甲烷的影响，有利于后续有机废水的资源化利用，具有操作简单、自动化程度高、处理效率高、运行成本低、绿色安全、易于工程化推广应用等优点，在养猪废水中抗生素和重金属的去除以及缓解抗生素和重金属对养猪废水资源化利用的影响等方面具有重要的意义和应用前景。

22、(2)本实用新型的装置中，采用的吸附池内通过交替设置上下挡板，可构建s型通道，在s型通道内吸附填料能够充分吸附废水中的抗生素和重金属，因而有利于提升对废水中污染物的去除效果。

23、(3)本实用新型的装置中，采用的吸附填料由一种富含氮和锌空位的多孔碳材料和海绵填料组成，富含氮和锌空位的多孔碳材料是发挥吸附作用的主要活性成分，氮和锌空位的存在为抗生素和重金属离子提供了丰富的吸附位点，海绵填料的多孔结构为废水的流动和水中污染物与吸附活性成分的充分接触提供了有利的条件，同时还有利于吸附填料的回收和再生利用，因而将该吸附填料填充到吸附池的s型通道内能够同时高效去除养猪废水中的抗生素和重金属离子，具有吸附容量大、再生工艺简单、可重复利用性高等优点，能够广泛应用于含抗生素和重金属污染废水的治理，有着很高的使用价值和实际应用前景。另外，本实用新型中通过优化吸附材料与多孔基体的质量比为1∶50～1∶100，在确保水阻力较小的前提下也能显著提升吸附填料对废水中污染物的处理效果，同时通过固定剂将吸附材料固定在多孔基体的表面和内部，有利于降低使用过程中活性组分的损失，从而有利于提升重复利用效果，对于降低处理成本具有重要意义。

24、(4)本实用新型的装置用于去除废水中抗生素和重金属时，具有工艺简单、操作简便、污染物去除性能优、处理效果高、不产生二次污染等优点，对于同时存在抗生素和重金属复合污染的养猪废水的处理和资源化利用具有重要的意义。