技术领域
[0001] 本
发明涉及
废水处理技术领域，尤其涉及一种畜禽养殖废水处理装置。
背景技术
[0002] 进入21世纪以来，我国的农业结构不断优化，农业现代化
进程有序推进，渐渐形成了具有相对规模的集约化畜禽养殖业。而随着畜禽养殖业的逐步发展，随之而来的畜禽污水问题也越发的严重。同时养殖业带来的污染也将会不断地影响我国水环境
质量，对于水环境的治理与改善，解决畜禽废水污染问题已迫在眉睫。在日常畜禽养殖过程中，养殖户会针对畜禽的各类
疾病进行相应的防治，通常采用的方法是在
饲料中添加相关药品和其他添加剂，从而导致
粪便中含有大量的重金属和抗生素，故畜禽废水中，较为严重的一类污染物是重金属和抗生素，对于畜禽废水中的抗生素和重金属的治理已是重中之重。
[0003] 在现代
污水处理工艺中最常用的方法是絮凝沉淀法，但仅是将各种污染物
吸附沉降下来，沉降下来的絮体仍然是污染物，还需进行进一步的无害化处理，而且絮凝剂难以回收，无法回收重复利用，需要一种从畜禽废水中分离抗生素及重
金属离子的方法和装置。
发明内容
[0004] 基于上述提出的技术问题，本
申请提供一种可分离畜禽废水中抗生素及重金属离子的装置。
[0005] 一种畜禽养殖废水处理装置，包括固液分离装置，进行高浓度COD、
氨氮处理的UASB处理装置，杀菌装置和二次分离装置，所述固液分离装置包括进水口、第一排泥管、第一
滤布，所述UASB处理装置包括进水箱、反应器、出水箱，所述反应器由下至上依次为
污泥区、沉降区和三相分离区，顶部设有集气装置，所述二次分离装置包括第二排泥管、第二滤布、终排水口，所述UASB处理装置与固液分离装置连接，所述杀菌装置与UASB处理装置连接，所述二次分离装置与杀菌装置连接。所述固液分离装置中的滤布材质为改性PP
无纺布，所述改性PP无纺布是以PP无纺布为基材层，基材层表面设有抗紫外处理层，抗紫外处理层表面设有亲疏水可变层。
[0006] 通过抗紫外处理层和亲疏水可变层的设置，使PP无纺布同时具有抗紫外性能和亲疏水转变的性能，用于废水处理中可吸附抗生素与重金属离子，处理后取出滤布，脱除液浸泡，可将吸附的抗生素及重金属离子解析出来，滤布洗净晾干后可重复使用，脱除液为0.14g/L氢
氧化钠溶液与无水
乙醇按体积比6:4配置的冷溶液。
[0007] 本申请的
实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0008] 亲疏水可变层的设置赋予了无纺布良好的
温度响应亲疏水转变性能，温度高于相转变温度时，酰胺基团之间形成分子内氢键，
聚合物链收缩聚集，呈吸附和疏水状态，有效吸附废水中的抗生素及重金属离子，亲水性污渍也不易沾污，且收缩产生微型孔洞，可促进水分通过；温度低于相转变温度时，酰胺基团形成分子间氢键，聚合链上亲水基团占主导，呈现伸展的线团结构，呈脱附和亲水状态，解离出吸附的抗生素和重金属离子，增强易洗性，抗紫外处理层的设置赋予了无纺布良好的抗紫外性能，避免晾晒造成紫外线对无纺布亲疏水处理层的降解破坏，提高耐久性。
[0009] 本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
[0010] 利用附图对本发明作进一步说明，此处的附图被并入
说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
[0011] 图1是本发明结构示意图
[0012] 附图标记：1-固液分离装置；11-进水口；12-第一滤布；13-第一排泥管；2-UASB装置；21-进水箱；22-反应器；23-出水箱；3-杀菌装置；31-进药管；4-二次分离装置；41-第二排泥管；42-第二滤布；43-终排水口。
具体实施方式
[0013] 这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附
权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0014] 本发明的实施例涉及一种畜禽养殖废水处理装置，包括固液分离装置1和第一滤布12，所述第一滤布为改性PP无纺布，所述改性PP无纺布是以PP无纺布为基材层，基材层表面设有抗紫外处理层，抗紫外处理层表面设有亲疏水可变层。
[0015] 优选地，该基材层为PP无纺布；
[0016] 优选地，该抗紫外处理层为包覆有纳米TiO2的
碳酸
钙纳米粒子层；
[0017] 纳米碳酸钙本身具有空间位阻效应和吸收紫外线、抑菌、增韧的功能，包覆有纳米TiO2的碳酸钙纳米粒子，具有易分散均匀和增强紫外吸收性能的效果，具有结构致密，热
稳定性高，耐久性好的特点，可以将纳米TiO2与亲疏水涂层分隔开，避免纳米TiO2直接
接触亲疏水处理层，减缓亲疏水处理层的光催化降解；
[0018] 优选地，所述包覆有纳米TiO2碳酸钙纳米粒子用1％的PEG分散在水溶液中，含量为0.5％，通过浸轧
整理的方法负载在PP无纺布上；
[0019] 优选地，该亲疏水可变层为N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺与脱乙酰甲壳素通过聚合反应得到的共聚
支撑水凝胶材料；
[0020] N-羟甲基丙烯酰胺分子中具有与羰基共轭的双键和富有
反应性的羟甲基，其聚合物的
玻璃化转变温度较低，常温下介于高弹态和粘流态之间，与N-异丙基丙烯酰胺共聚可以增强柔软性；
[0021] 优选地，聚合反应中
单体N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的比例为10：1，脱乙酰甲壳素配置为1g/L乙
酸溶液使用，添加量为溶液质量2.5％；
[0022] 通过与N-羟甲基丙烯酰胺及脱乙酰甲壳素共聚和改变单体的配比，优选出适宜的
玻璃化转变温度和相转变温度的温敏共聚物，可以根据
环境温度变化做出亲疏水转变的响应；
[0023] 优选地，聚合反应中所用交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为单体质量2％；所用氧化还原引发剂为高
硫酸钾和亚硫酸氢钠，用量为单体质量的2％，
氧化剂和还原剂的比例为1:1；
[0024] 优选地，负载有碳酸钙纳米粒子的PP无纺布通过浸轧整理的方法交联亲疏水可变层，以戊二
醛为交联剂，用量为水凝胶的5％。
[0025] 通过抗紫外层处理和亲疏水可变层的设置，使PP无纺布同时具有抗紫外性能和亲疏水转变的性能，用于废水处理后取出滤布，脱除液浸泡，可将吸附的抗生素及重金属离子解析出来，滤布洗净晾干后可重复使用。
[0026] 下面进一步例举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的上述内容作出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适的范围内选择，而并非要限定于下文示例的具体数值。
[0027] 实施例1
[0028] 一种畜禽养殖废水处理装置，包括固液分离装置1，进行高浓度COD、氨氮处理的UASB处理装置2，杀菌装置3和二次分离装置4。所述固液分离装置包括进水口11、第一排泥管13、第一滤布12，所述UASB处理装置包括进水箱21、反应器22、出水箱23，所述反应器由下至上依次为污泥区、沉降区和三相分离区，顶部设有集气装置，所述二次分离装置包括第二排泥管41、第二滤布42、终排水口43，所述UASB处理装置与固液分离装置连接，所述杀菌装置与UASB处理装置连接，所述二次分离装置与杀菌装置连接。所述第一滤布为改性PP无纺布，层数为一层，所述改性PP无纺布是以PP无纺布为基材层，基材层表面设有抗紫外处理层，抗紫外处理层表面设有亲疏水可变层。
[0029] 实施例2
[0030] 一种畜禽养殖废水处理装置，包括固液分离装置，进行高浓度COD、氨氮处理的UASB处理装置，杀菌装置和二次分离装置。所述固液分离装置包括进水口、第一排泥管、第一滤布，所述UASB处理装置包括进水箱、反应器、出水箱，所述反应器由下至上依次为污泥区、沉降区和三相分离区，顶部设有集气装置，所述二次分离装置包括第二排泥管、第二滤布、终排水口，所述UASB处理装置与固液分离装置连接，所述杀菌装置与UASB处理装置连接，所述二次分离装置与杀菌装置连接。所述第一滤布为改性PP无纺布，层数为二层，所述改性PP无纺布是以PP无纺布为基材层，基材层表面设有抗紫外处理层，抗紫外处理层表面设有亲疏水可变层。
[0031] 实施例3
[0032] 一种畜禽养殖废水处理装置，包括固液分离装置，进行高浓度COD、氨氮处理的UASB处理装置，杀菌装置和二次分离装置。所述固液分离装置包括进水口、第一排泥管、第一滤布，所述UASB处理装置包括进水箱、反应器、出水箱，所述反应器由下至上依次为污泥区、沉降区和三相分离区，顶部设有集气装置，所述二次分离装置包括第二排泥管、第二滤布、终排水口，所述UASB处理装置与固液分离装置连接，所述杀菌装置与UASB处理装置连接，所述二次分离装置与杀菌装置连接。所述第一滤布为改性PP无纺布，层数为三层，所述改性PP无纺布是以PP无纺布为基材层，基材层表面设有抗紫外处理层，抗紫外处理层表面设有亲疏水可变层。
[0033] 优选实施方式为，该抗紫外处理层为包覆有纳米TiO2的碳酸钙纳米粒子层；
[0034] 优选地，所述包覆有纳米TiO2碳酸钙纳米粒子用1％的PEG分散在水溶液中，含量为0.5％，通过浸轧整理的方法负载在PP无纺布上；
[0035] 优选实施方式为，该亲疏水可变层为N-异丙基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺与脱乙酰甲壳素通过聚合反应得到的共聚支撑水凝胶材料；
[0036] 优选地，聚合反应中单体N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的比例为10：1，脱乙酰甲壳素配置为1g/L乙酸溶液使用，添加量为溶液质量2.5％；
[0037] 优选地，聚合反应中所用交联剂为N,N-亚甲基双丙烯酰胺，用量为单体质量2％；所用氧化还原引发剂为高
硫酸钾和亚硫酸氢钠，用量为单体质量的2％，氧化剂和还原剂的比例为1:1；
[0038] 优选地，负载有碳酸钙纳米粒子的PP无纺布通过浸轧整理的方法交联亲疏水可变层，以戊二醛为交联剂，用量为水凝胶的5％。
[0039] 优选地，所述改性PP无纺布的整理方法如下：
[0040] 步骤1：制备纳米TiO2
[0041] 将10g四丁基
钛酸酯滴加到35ml无水乙醇并超声1min，作为A液；将10g去离子水与35ml无水乙醇、40ml乙酸均匀混合，作为B液，将A液逐滴滴加到B液中，滴加期间保持
混合液均匀高速搅拌，待A液全部滴加完毕，混合液继续搅拌40min，转移到培养皿中形成凝胶，形成的凝胶经90℃干燥24h，温度降至室温后
研磨，600℃
热处理2h，得到纳米TiO2；
[0042] 步骤2：包覆纳米TiO2
[0043] 将纳米TiO2按料液比1:6的比例均匀分散到质量分数为11％的
氯化钙溶液中，以转速800r/min搅拌30min，得到纳米TiO2的氯化钙分散液，转速提高至1000r/min，同时通入物质的量比例为1:1的氨气和二氧化碳混合气体，二氧化碳通入量与分散液中氯化钙的物质的量比为1.5:1，反应完成后，过滤，干燥至恒重，得到固体沉淀，在沉淀中添加两倍质量的无水乙醇，研钵研磨2小时后过滤干燥至恒重，得到包覆纳米TiO2的碳酸钙纳米粒子；
[0044] 步骤3：负载
[0045] 将PP无纺布浸渍于用0.5mol/L
氯化钠溶液配制成的1g/L聚二烯丙基二甲基
氯化铵溶液，10min后去离子水洗净，用轧车轧匀后烘干，轧余率70％，去离子水中加入1％的聚乙二醇和0.5％的包覆纳米TiO2的碳酸钙纳米粒子，超声分散2min，制得整理液，将PP无纺布浸渍在整理液中，10min后用轧车轧匀，轧余率为70％，80℃烘干后在160℃
烘焙5min；
[0046] 步骤4：亲疏水可变层处理
[0047] 将N-异丙基丙烯酰胺单体、N-羟甲基丙烯酰胺单体及占单体质量2％的交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺溶解在蒸馏水中以形成1mol/L单体溶液，单体N-异丙基丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的比例为10：1，加入溶液质量2.5％的1g/L脱乙酰甲壳素的乙酸溶液并搅拌30min，加入单体质量2％的高硫酸钾和亚硫酸氢钠作为氧化还原引发剂，氧化剂和还原剂的比例为1:1，聚合溶液混合搅拌30min，密封后在室温下聚合24h，聚合反应完成后，在室温下将合成的产物浸入蒸馏水浸泡48h，制备合成水凝胶；水凝胶加入5％戊二醛做交联剂，配制成亲疏水整理液，将负载了碳酸钙纳米粒子的PP无纺布浸渍在整理液中，15min后用轧车轧匀，轧余率为70％，预烘干燥60℃5min，重复一次浸渍和预烘，最后150℃焙烘干燥3min，用蒸馏水洗涤，60℃
真空干燥，得到所述改性PP无纺布。
[0048] 表1第一滤布层数对抗生素及重金属的吸附率、脱除率的影响
[0049]
