一种去除水中抗生素的装置及方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环境保护水处理领域，特别是设及一种去除水中抗生素的装置及方 法。
【背景技术】
[0002] 抗生素是指由细菌、霉菌或其他微生物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其 他活性的一类物质。抗生素类药物主要应用于人和动物的疾病治疗，同时也W亚治疗剂量 长期添加于动物饲料中，W预防疾病和促进动物生长。目前广泛使用的抗生素类药物有嗟 诺酬类、四环素类、横胺类和大环内醋类等。人畜服用的抗生素类药物大多不能被充分吸收 利用而随排泄物进入污水或直接排入环境。虽然许多抗生素的半衰期较短，但由于其被频 繁地使用并进入环境，导致其形成假持续现象。该已经成为水资源重复利用的一个巨大挑 战，同时诱发了各类抗生素耐药细菌的产生，对人类健康和整个生态系统构成了长期潜在 的威胁。
[0003] 我国是抗生素生产和使用大国，抗生素的产量和消费量均在世界上排第一位。根 据近年来的科学研究表明；在自然水体，尤其是污水厂处理后的排水中，均检测出种类繁多 的抗生素类物质。抗生素类物质属于持久性污染物质（POPs)中的一类。目前，由于我国废 水排放标准中尚未对抗生素类物质做出排放限值规定，国内还没有专口针对去除污水中抗 生素的处理工艺，而一般的生物处理工艺对抗生素基本上不起作用。但由于抗生素类物质 的污染严重性和危害性，国际上已有研究利用高级氧化、膜法等深度处理方法对抗生素进 行去除，但总体上效果有限。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是针对现有技术对抗生素类废水处理的不足，提供一种运行成本 低、去除效率高、结构简单、操作方便的去除水中抗生素的装置及方法。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明提供一种去除水中抗生素的装置，包括：
[0006] 褐煤填料床反应器，其上设有进水口、出水口、反洗口、再生口和反冲排水口，所述 进水口和出水口之间的该褐煤填料床反应器内填充有多层提质褐煤滤料层，各层提质褐煤 滤料层由不同粒度的提质褐煤滤料构成。
[0007] 本发明实施例还提供一种去除水中抗生素的方法，其特征在于，采用本发明所述 的装置，包括W下步骤：
[000引经过常规生物处理后的污水厂排水水样进入褐煤填料床反应器，经所述褐煤填料 床反应器内部设置的多层提质褐煤滤料层进行吸附及过滤禪合协同处理，去除水中抗生素 类物质。
[0009] 本发明的有益效果为：该装置结构简单、运行成本低、去除效率高、操作方便，能有 效去除水中的抗生素类物质。
【附图说明】
[0010] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据该些附图获得其他 附图。
[0011] 图1为本发明实施例提供的褐煤填料床去除水中抗生素的装置示意图；
[0012] 图中；1-待测水样；2-增压累；3-转子流量计；4-褐煤填料床反应器；40-进水 口；41-第S层提质褐煤滤料（粒度1~5mm) ;42-第二层提质褐煤滤料（粒度5~10mm); 43-第一层提质褐煤滤料（粒度10~20mm) ;44-再生口；5-第二褐煤填料床反应器；50-第 二褐煤填料床反应器的进水口；51-第二褐煤填料床反应器的第=层提质褐煤滤料（粒度 1~5mm) ;52-第二褐煤填料床反应器的第二层提质褐煤滤料（粒度5~10mm) ;53-第二 褐煤填料床反应器的第一层提质褐煤滤料（粒度10~20mm) ;54-第二褐煤填料床反应器 的再生口；6-反洗系统；7-再生系统；8-褐煤填料床反应器的出水口；81-第二褐煤填料床 反应器的出水口；9-褐煤填料床反应器反洗排水口；91-第二褐煤填料床反应器反洗排水 口； 10-进水管。
【具体实施方式】
[0013] 下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例 仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0014] 如图1所示，本发明实施例提供一种去除水中抗生素的装置，用于过滤去除水中 抗生素类物质，发明人发现水中抗生素类物质的孔径小于5nm，若采用吸附法对抗生素类物 质进行去除，当吸附材料的孔径值）与污染物粒度（d)之比D/d = 6时，即吸附质孔径在 30nm左右时，吸附质对水中的抗生素类污染物的去除率最高，而提质褐煤滤料正符合该孔 径特征，适合吸附去除水中抗生素类物质，因此该装置是一种基于提质褐煤滤料的吸附水 处理装置，包括：
[0015] 褐煤填料床反应器，其上设有进水口、出水口、反洗口、再生口和反冲排水口，进水 口和出水口之间的该褐煤填料床反应器内填充有多层提质褐煤滤料层，各层提质褐煤滤料 层由不同粒度的提质褐煤滤料构成。其中，提质褐煤滤料为经机械脱水、蒸发脱水或非蒸发 脱水（热压）等提质方式脱水后，约90%左右的水分被挤出的提质褐煤滤料。
[0016] 上述装置中，进水口、再生口和反冲排水口均设在褐煤填料床反应器底部，出水口 和反洗口均设在褐煤填料床反应器顶部；
[0017] 各层提质褐煤滤料层的提质褐煤滤料的粒度范围1~30mm，比表面积为185. 6m2/ g，孔容积为0. 103cmVg，平均孔径为18. 5nm ;
[0018] 多层提质褐煤滤料层为=层，从进水口至出水口方向的各层提质褐煤滤料层的提 质褐煤滤料的粒度为从大到小。
[0019] 上述装置中，=层提质褐煤滤料层的提质褐煤滤料的粒度为；靠近进水口处于底 层的第一层提质褐煤滤料层的提质褐煤滤料粒度为10~20mm，处于中间的第二层提质褐 煤滤料层的提质褐煤滤料粒度为5~10mm，靠近出水口处于顶层的第二层提质褐煤滤料层 的提质褐煤滤料粒度为1~5mm。该种滤料层数及滤料粒度的设置可在满足吸附去除效果 前提下，有效降低滤料投入成本和维护成本，且便于对各层提质褐煤滤料进行再生处理。
[0020] 上述装置中，每层提质褐煤滤料层的高度不小于20cm。优选的，S层提质褐煤滤料 层的高度均为20cm，该种高度的提质褐煤滤料层能保证W较少的滤料达到较好的抗生素去 除效果，保证了低成本与去除效果之间的平衡。
[0021] 上述装置中，褐煤填料床反应器的本体为由有机玻璃制成的圆柱体容器。
[0022] 上述装置还包括；增压累和转子流量计，依次设在与褐煤填料床反应器的进水口 相连的进水管上；反洗系统，与褐煤填料床反应器顶部设置的反洗口连接；再生系统，与褐 煤填料床反应器底部设置的再生口连接。优选的，再生系统采用热蒸汽再生系统，采用热蒸 汽再生法对滤料进行再生，热蒸汽温度为200°C，再生时间为50min。
[0023] 上述装置还包括；与褐煤填料床反应器结构相同的第二褐煤填料床反应器，该第 二褐煤填料床反应器的进水口连接在褐煤填料床反应器的进水口相连的进水管上，与褐煤 填料床反应器并联；第二褐煤填料床反应器的反洗口与反洗系统相连；第二褐煤填料床反 应器的再生口与再生系统相连。
[0024] 上述装置中，褐煤填料床反应器的进水流量为0. 8mVh，进水水压大于等于 0. 05Mpa，反冲洗进水水压大于等于0. 15Mp，反洗强度为化/s ? m2,每次反洗时间为3分钟； 第二褐煤填料床反应器的进水流量为0. 8mVh，进水水压大于等于0. 05Mpa，反冲洗进水水 压大于等于0. 15Mp，反洗强度为化/s ? m2,每次反洗时间为3分钟。
[0025] 本发明实施例还提供一种去除水中抗生素的方法，采用上述的装置，包括W下步 骤：
[0026] 经过常规生物处理后的污水厂排水水样进入褐煤填料床反应器，经褐煤填料床反 应器内部设置的多层提质褐煤滤料层进行吸附及过滤禪合协同处理，去除水中抗生素类物 质。
[0027] 上述方法中，褐煤填料床反应器的进水流量为0. 8mVh，进水水压大于等于 0. 05Mpa，反冲洗进水水压大于等于0. 15Mp，反洗强度为化/s ? m2,每次反洗时间为3分钟； 第二褐煤填料床反应器的进水流量为0. 8mVh，进水水压大于等于0. 05Mpa，反冲洗进水水 压大于等于0. 15Mp，反洗强度为化/s ? m2,每次反洗时间为3分钟；
[002引当褐煤填料床反应器或第二褐煤填料床反应器反洗时，切换至未反洗的褐煤填料 床反应器进行去除水中抗生素的处理。如褐煤填料床反应器反洗时，切换至第二褐煤填料 床反应器进行去除水中抗生素的处理，而当第二褐煤填料床反应器反洗时，切换至褐煤填 料床反应器进行去除水中抗生素的处理，W此循环进行去除水中抗生素的处理。保证利用 该装置去除水中抗生素的效率。
[0029] 下面结合具体实施例对本发明的装置及方法作进一步说明。
[0030] 如图1所示，本发明实施例提供一种去除水中抗生素的装置，W经过热压提质后 的褐煤为填料床吸附和过滤介质，褐煤的含水率在30~50 %，经热压提质脱水后，其中 8