一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置

1.本实用新型属于水处理装置领域，具体涉及一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置。


背景技术：

2.抗生素是一类具有抵抗微生物活性的天然、半合成或人工合成化合物，作为治疗用药在人与动物临床得到了广泛应用。抗生素经人和动物使用后，少部分经过机体新陈代谢被吸收，10％～90％以原药或活性代谢物形式以尿液和粪便的形式排出体外。由于大量地使用和源源不断地排放，抗生素广泛残留于城市污水处理厂、养殖场、经污水灌溉的农田、河流、地下水、甚至于饮用水中。在水环境中常被检测出的抗生素主要包括β-内酰胺类、大环内酯类、喹诺酮类、磺胺类、四环素类、林可霉素类和氯霉素类等七类。此前已有多项研究表明，氟喹诺酮类等含有氟取代基的抗生素在水环境中的检出率及浓度均表现出了更高水平。与其他抗生素相比，氟喹诺酮类抗生素通常表现出更强的亲脂性、疏水性和稳定性，容易吸附在水中固相物质表面。因此，去除水中氟喹诺酮类抗生素是满足日益增长的水处理需求的有效策略之一。
3.常用的抗生素去除方法包括活性污泥法、吸附法、生物法、膜分离技术、化学氧化法等。用于处理废水的传统方法，如活性炭吸附无法有效去除废水中的残余抗生素；使用先进的氧化工艺，如二氧化钛光催化或芬顿反应，部分抗生素的去除率可以达到98％以上，但对目标污染物的低选择性通常会导致在竞争性污染物干扰下的去除效率急剧下降，且处理过程中产生的中间产物很有可能比其本身的毒性危害更大，从而造成二次污染；而吸附法在处理废水中的各种污染物时，因其具有普遍适用性、操作简单、运营成本低廉，且不产生有毒副产物等优点，被认为是最经济的处理方法之一。
4.但目前利用吸附法去除废水中抗生素的方法或设备，大部分都结构简单，自动性差，能耗较高，且缺乏环境因素控制装置，从而导致去除效率较低，去除效果较差。


技术实现要素：

5.本实用新型为了克服现有技术存在的问题，提供了一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置。
6.本实用新型是采用如下技术方案实现的：
7.一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置，包括一个水浴装置，水浴装置的加热腔内放置有一个筒状的反应器，反应器内通入待处理的废水，还包括一个控制系统，反应器上部有与反应器内腔连通的带有阀门的进水口，反应器的中部有与反应器内腔连通的带有阀门的出水口，反应器内腔底部中心处设置有一个热传感器，反应器的内腔里设置有一个用于向反应器内腔里投放酸性药品和碱性药品的酸碱投药箱和一个用于向反应器内腔里投放抗生素吸附剂的载药箱，酸碱投药箱内设置有相互独立的左右两个空腔，酸碱投药箱底部设置有两个电磁阀门，两个电磁阀门的一端分别与酸碱投药箱的左右两个空腔连
通，两个电磁阀门的另一端均连接有一个竖直向下设置的投药管，反应器的内腔里设置有一个伸入废水液面以下的ph电极，控制系统包括一个ph控制器和一个温度控制器，ph电极与ph控制器电性连接，两个电磁阀门与ph控制器电性连接，热传感器与温度控制器电性连接，水浴装置上的水浴温度控制器与温度控制器电性连接。
8.进一步的技术方案包括：
9.酸碱投药箱的顶部与一个竖直设置在反应器的内腔中的连接杆的下端固定连接，连接杆的上端与反应器的顶部内壁固定连接。
10.载药箱的主体是一个顶部、底部和前后两侧带有面板、左右两个侧面镂空的矩形框架结构，顶部面板和底部面板之间间隔设置有多个层板，使载药箱形成沿竖直方向间隔均匀设置的多个用于盛放抗生素吸附剂的隔层，载药箱顶部面板与一个竖直方向设置在反应器内腔中的伸缩杆的伸缩端固定连接，伸缩杆的固定端与反应器的顶部内壁固定连接。
11.酸碱投药箱底部的投药管的出口的高度低于ph电极底端的高度。
12.伸缩杆为电动伸缩杆。
13.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
14.本实用新型提供了一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置，反应器的内腔中通入待处理的废水，反应器的内腔中设有一个载药箱用于放置去除废水中抗生素的吸附剂，载药箱设有多个隔层，由伸缩杆的伸缩控制载药箱伸入废水液面以下的高度，进而调整浸没在废水液面以下的投药量；反应器内腔中设置有伸入液面以下的ph电极，用于监测反应器内废水的ph，并通过连接线路将信号传递给ph控制系统，反应器内腔中设有一个酸碱投药箱，箱内分成左右两个空腔，一侧空腔放置酸性药品(如盐酸或氯化铵)，另一侧空腔放置碱性药品(如氢氧化钠或氨水)，两侧空腔在酸碱投药箱的箱底各连通一个由电磁阀门控制的投药管，ph控制系统处理信号作出反应后将信号指令传送到对应的电磁阀门以控制对应的电磁阀门的开闭，进而控制酸碱投药箱左右两个空腔内的药品的投放，通过添加合适量的酸或碱来调整体系ph；反应器的内腔底部中心处设置有一个热传感器，用于监测反应器内腔中的反应体系的温度，并通过连接线路将信号传递给温度控制系统，由温度控制系统处理信号作出反应后将信号指令传送到水浴装置的水浴温度控制器，从而通过水浴装置调整反应器内腔中的反应体系的温度。
15.废水从反应器上部的进水口流入反应器，通过控制伸缩杆高度带动载药箱调整吸附剂用量，以控制反应速率，当反应速率过快或过慢时，都不利于反应正常进行，过快会导致吸附剂“假饱和”，过慢则不利于抗生素去除。而通过这种调整吸附剂用量的方式，从而减少吸附剂用量，可以节约成本，提高去除效率。氟喹诺酮类抗生素的基本分子结构中含有胺基离子，在酸性溶液中,抗生素分子主要带正电荷，中性溶液中,分子同时带正、负电荷或不带电荷，而在碱性溶液中,分子主要带负电荷。抗生素的这一性质致使吸附效果因ph值的变化存在一定差异，所以在反应器内设置ph电极，随时监测反应体系ph变化，并将这种变化及时传送到控制系统中的ph控制器，以此调节反应体系的ph值，确保反应体系的ph达到最有利于反应进行的范围，提高抗生素吸附效率。同样，温度也会影响吸附剂对抗生素的吸附效果，因此，在反应器内设置热传感器，监测反应体系温度，并通过连接线路将温度变化传递给控制系统中的温度控制器，便于及时调整体系温度。控制体系的反应时间，最终经处理过的废水从出水口流出反应器。
16.本装置通过控制反应体系的温度和ph，控制反应速率，提高了去除效率，增强了废水处理效果，且降低了能耗；通过梯度控制吸附剂用量，节约了成本，且利用率更好，净化效果更好。
附图说明
17.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
18.图1为本实用新型提供的一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置的结构示意图。
19.图2为本实用新型中的载药箱的结构示意图。
20.图3为本实用新型中的载药箱的侧面结构示意图。
21.图中：1.进水口，2.酸碱投药箱，3.ph电极，4.电磁阀门，5.水浴温度控制器，6.电动伸缩杆，7.载药箱，8.热传感器，9.水浴装置，10.反应器，11.ph控制器，12.温度控制器，13.控制系统，14.出水口，15.阀门。
具体实施方式
22.下面结合附图对本实用新型作详细的描述：
23.本实用新型提供了一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置，如图1所示，包括一个水浴装置9，水浴装置9的加热腔内放置有一个筒状的反应器10，反应器10内通入待处理的废水，还包括一个控制系统13，反应器10上部有与反应器内腔连通的带有阀门15的进水口10，反应器10的中部有与反应器内腔连通的带有阀门15的出水口14，反应器10内腔底部中心处设置有一个热传感器8，反应器10的内腔里设置有一个用于向反应器10内腔里投放酸性药品和碱性药品的酸碱投药箱2和一个用于向反应器10内腔里投放抗生素吸附剂的载药箱7，酸碱投药箱2内设置有相互独立的左右两个空腔，酸碱投药箱2底部设置有两个电磁阀门4，两个电磁阀门4的一端分别与酸碱投药箱2的左右两个空腔连通，两个电磁阀门4的另一端均连接有一个竖直向下设置的投药管，本实施例中，酸碱投药箱2的顶部与一个竖直设置在反应器10的内腔中的连接杆的下端固定连接，连接杆的上端与反应器10的顶部内壁固定连接。本实施例中，伸缩杆6采用电动伸缩杆。
24.本实施例中，载药箱7的主体是一个顶部、底部和前后两侧带有面板、左右两个侧面镂空的矩形框架结构，顶部面板和底部面板之间间隔设置有多个层板，使载药箱7形成沿竖直方向间隔均匀设置的多个用于盛放抗生素吸附剂的隔层，载药箱7顶部面板与一个竖直方向设置在反应器10内腔中的伸缩6的伸缩端固定连接，伸缩杆6的固定端与反应器10的顶部内壁固定连接。
25.反应器10的内腔里设置有一个伸入废水液面以下的ph电极3，控制系统13包括一个ph控制器11和一个温度控制器12，ph电极3与ph控制器11电性连接，两个电磁阀门4与ph控制器11电性连接，热传感器8与温度控制器12电性连接，水浴装置9上的水浴温度控制器5与温度控制器12电性连接。
26.本实施例中，酸碱投药箱2底部的投药管的出口的高度低于ph电极3底端的高度。
27.本实用新型提供的一种利用吸附剂去除废水中抗生素的处理装置的工作原理：
28.废水从反应器10上部的进水口1流入反应器10，通过控制伸缩杆6高度带动载药箱
7调整吸附剂用量，以控制反应速率，当反应速率过快或过慢时，都不利于反应正常进行和抗生素去除。而通过这种调整吸附剂用量的方式，从而减少吸附剂用量，可以节约成本，提高去除效率。氟喹诺酮类抗生素的基本分子结构中含有胺基离子，在酸性溶液中,抗生素分子主要带正电荷，中性溶液中,分子同时带正、负电荷或不带电荷，而在碱性溶液中,分子主要带负电荷。抗生素的这一性质致使吸附效果因ph值的变化存在一定差异，所以在反应器10内设置ph电极3，随时监测反应体系ph变化，并将这种变化及时传送到控制系统13中的ph控制器11，以此调节反应体系的ph值，确保反应体系的ph达到最有利于反应进行的范围，提高抗生素吸附效率。同样，温度也会影响吸附剂对抗生素的吸附效果，因此，在反应器10内设置热传感器8，监测反应体系温度，并通过连接线路将温度变化传递给控制系统13中的温度控制器12，便于及时调整体系温度。控制体系的反应时间，最终经处理过的废水从14出水口流出反应器。