本發(fā)明專利技術(shù)為一種鐵改性凹凸棒石吸附劑處理多西環(huán)素廢水的方法，其特征在于：所述的廢水中多西環(huán)素的濃度為5-150mg/L；在所述的多西環(huán)素廢水中加入鐵改性凹凸棒石吸附劑，所述的多西環(huán)素廢水與所述的吸附劑的質(zhì)量比為1∶(4-6)；所述的吸附過程在溫度為0-50℃的條件下、采用靜態(tài)和/或振蕩、攪拌作用方式進行。本發(fā)明專利技術(shù)針對受多西環(huán)素污染的廢水，通過在廢水中加入鐵改性凹凸棒石吸附劑進行吸附去除，本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是對多西環(huán)素化合物的吸附效率高，操作過程簡單，吸附條件要求低，吸附材料成本低廉、再生效率高、易于推廣。本發(fā)明專利技術(shù)應(yīng)用于去除水體中多西環(huán)素化合物，具有良好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種廢水中多西環(huán)素化合物的吸附處理方法，特別是涉及利用鐵改性凹凸棒石吸附劑對醫(yī)藥污水中多西環(huán)素化合物進行吸附去除方法。
技術(shù)介紹
四環(huán)素類抗生素(tetracycline antibiotics，TCs，以下簡稱四環(huán)素類)是由鏈霉菌產(chǎn)生的一類廣譜抗生素，使用頻率高、范圍廣。據(jù)報道，此類抗生素生產(chǎn)和使用量世界排名第二，中國排名第一。四環(huán)素類包括天然四環(huán)素類和半合成四環(huán)素類，天然四環(huán)素類是從鏈絲菌屬培養(yǎng)液中提取，多西環(huán)素(Doxycycline，又稱為脫氧土霉素、強力霉素)是半合成四環(huán)素類的一種。它是以土霉素為原料經(jīng)過氯代、脫水、氫化成鹽和置換等多步化學反應(yīng)后，再經(jīng)過凈化、脫色、過濾、結(jié)晶和干燥而制成。我國自20世紀90年代初以來，多西環(huán)素在醫(yī)藥、畜牧業(yè)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)量和用量一直呈上升趨勢。但其在上述行業(yè)中的生產(chǎn)與使用而產(chǎn)生的大量廢水未經(jīng)處理或處理不徹底使多西環(huán)素隨水進入生態(tài)環(huán)境，因此，多西環(huán)素在水環(huán)境中的含量與日俱增，對人類和生態(tài)環(huán)境的負面作用也日益凸顯。對于生態(tài)系統(tǒng)而言，濫用多西環(huán)素可直接引起個體的耐藥性。同時越來越多的資料表明，自然界的一些細菌對多西環(huán)素的耐藥性比預(yù)期的要高得多，即細菌的耐藥性基因可能在自然界中發(fā)生了轉(zhuǎn)移。多西環(huán)素的耐藥性可能從非致病細菌傳到致病細菌，甚至可能會進一步傳播，發(fā)展為生態(tài)層次上的耐藥性，而使沒有直接接觸到多西環(huán)素的個體也產(chǎn)生耐藥性。水環(huán)境中多西環(huán)素的殘留能夠影響水體微生物的組成和活性，從而改變微生物生態(tài)結(jié)構(gòu)，影響土壤的硝化、礦化作用和土壤的養(yǎng)分循環(huán)等等。此外，多西環(huán)素的殘留會對植物、水生生物和土壤生物造成影響，因殘留濃度的不同產(chǎn)生抑制生長或變異和致畸等危害。 由于多西環(huán)素化合物能夠穿過細胞膜的親脂性基團，且具有較高的穩(wěn)定性，因此，易于生物累積并在環(huán)境中長期穩(wěn)定存在等，從而加劇其的毒性和危害性。為降低水環(huán)境中多西環(huán)素化合物的生態(tài)風險，需要去除污水或高濃度地表水體中的多西環(huán)素化合物。目前常規(guī)的水處理方法有物理、化學和生物法以及上述方法的組合處理方法，但由于多西環(huán)素化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其毒性和抗性濃度會影響生化處理的效果，污水廠的常規(guī)水處理工藝很難對其去除。與各種高級氧化、催化氧化等復(fù)雜工藝相比，吸附工藝具有工藝簡單、處理效果穩(wěn)定、價格相對低廉等優(yōu)點。常用吸附材料有活性炭、活性污泥、粘土類等，活性炭是一種高性能吸附材料，專利公開號CN101333011介紹了一種利用中孔炭吸附去除水中四環(huán)素的方法，專利公開號 CN101337706利用粉末活性炭處理含四環(huán)素類抗生素水體的方法，兩種方法均對四環(huán)素化合物有較高的吸附去除率，充分說明了活性炭的高吸附性能，但兩者均不是針對于多西環(huán)素化合物進行研究的，且該吸附材料制備成本較高，根據(jù)我國目前的經(jīng)濟狀況，不能得到廣泛的應(yīng)用。活性污泥是污水處理廠常用的處理工藝，但活性污泥法不能將多西環(huán)素化合物徹底去除，隨著水中多西環(huán)素濃度的增加，吸附去除率降低且處理過程將產(chǎn)生大量具有抗藥性的微生物，排入環(huán)境后將形成潛在危險。因此，開發(fā)一種新型、廉價的粘土類吸附材料是十分必要的。目前國內(nèi)外有關(guān)水體中多西環(huán)素的去除吸附研究還鮮見報道。凹凸棒石是一種天然的粘土礦物，由于具有獨特的層鏈狀晶體結(jié)構(gòu)和十分細小(約Ο.ΟΙμπιΧΙμπι)的棒狀、纖維狀晶體形態(tài)和較大的比表面積(內(nèi)表面積可高達 300-400m2/g，而外表面積取決于凹凸棒石晶體顆粒的大小，根據(jù)實測，蘇皖凹凸棒石外表面積約為23m2/g)，決定了其具有良好的吸附性能。據(jù)已有文獻報道凹凸棒石是重金屬和有機物的強吸附材料，且處理費用僅為活性炭的5-10%，并且再生操作簡單，再生率高，屬于一種高效、經(jīng)濟、環(huán)保類的非金屬類粘土礦物，具有廣闊應(yīng)用前景。目前的文獻已經(jīng)報道了凹凸棒石對污水COD的去除，去除率可高達90%以上，有的甚至達到100%，且再生率高，可重復(fù)使用，但將凹凸棒石應(yīng)用于多西環(huán)素化合物的吸附去除并未見報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是提供一種經(jīng)濟、高效的鐵改性凹凸棒石吸附劑吸附廢水中多西環(huán)素化合物的方法。本專利技術(shù)的鐵改性凹凸棒石吸附劑處理多西環(huán)素廢水的方法，其特征在于所述的多西環(huán)素在廢水中的濃度為5-150mg/L ；在所述的多西環(huán)素廢水加入鐵改性凹凸棒石吸附劑，所述的多西環(huán)素廢水與所述的吸附劑的質(zhì)量比為1 G-6)，優(yōu)選1 5;所述的吸附過程在溫度為0-50°C的條件下、采用靜態(tài)和/或振蕩、攪拌作用方式進行。在具體實施中，所述的多西環(huán)素廢水的pH值范圍為3-7。所述的吸附時間為1-Mh。所述的鐵改性凹凸棒石吸附劑處理多西環(huán)素廢水的方法還包括吸附劑的再生；所述的吸附劑的再生是將吸附飽和的吸附劑與NaOH混合、浸泡、清水洗滌即可， 其中所述的NaOH濃度可以為5%-15%，優(yōu)選5% ；所述的浸泡時間為2_池。本專利技術(shù)的鐵改性凹凸棒石吸附劑是針對凹凸棒石原礦改性生成的一種新型吸附材料，該材料對多西環(huán)素的吸附效率更高，經(jīng)再生后可重復(fù)利用，經(jīng)濟性強，操作簡單。所述的鐵改性凹凸棒石吸附劑的制備過程為(1)凹凸棒石提純a.將原凹凸棒石粉碎、研磨得到粒徑彡100目的粉末；b.向凹凸棒石粉末中加水，配成濃度為5-10wt%的懸浮液，攪拌，使凹凸棒石粉末分散均勻；c.向分散處理后的懸浮液中加入六偏磷酸鈉，其與凹凸棒石的質(zhì)量比為 1-5 100，攪拌0. ，超聲lh，靜置池，脫水至泥餅狀，105°C干燥池，得到提純后的凹凸棒石；(2)提純后凹凸棒石改性a.將5g提純后的凹凸棒石中加入150_200mL水，攪拌，使提純后的凹凸棒石粉末分散均勻，b.加入 0. 2-5. Og 的 FeCl3 · 6H20,c.加入適量lmol/L的HCl或lmol/L的NaOH將pH值調(diào)節(jié)為中性，d.磁力攪拌2-汕，離心洗滌2-3次，40°C烘干36-4 ，研磨得到粒徑彡100目的鐵改性凹凸棒石吸附劑。所述的吸附受多西環(huán)素本身分子結(jié)構(gòu)特點限制，多西環(huán)素在酸、堿條件下均易發(fā)生變性反應(yīng)，可知PH值值對吸附具有重要影響，實驗證明多西環(huán)素溶液優(yōu)選pH值范圍為 3-7。吸附受溫度、振蕩速度影響小，可根據(jù)實際情況進行選擇，吸附優(yōu)選時間為Ι-Mh，吸附效果隨著時間的增長而增加，吸附24h后完全達到吸附平衡，平衡后吸附去除率達99%以上。所述鐵改性凹凸棒石再生，NaOH濃度為5% -15 %，優(yōu)選NaOH濃度為5%，浸泡 2_3h，清水洗滌后可繼續(xù)用于吸附水中多西環(huán)素，再生后吸附去除率達74.8%。本專利技術(shù)針對受多西環(huán)素污染的廢水，通過在廢水中加入鐵改性凹凸棒石吸附劑進行吸附去除，本專利技術(shù)的有益效果1.對多西環(huán)素化合物的吸附效率高，2.操作過程簡單，3.吸附條件要求低，4.吸附材料成本低廉、再生效率高、易于推廣。因此，本專利技術(shù)應(yīng)用于去除水體中多西環(huán)素化合物具有良好的經(jīng)濟和環(huán)保效益。 附圖說明圖1時間對吸附去除率的影響圖2多西環(huán)素初始濃度對吸附去除率的影響圖3溫度對吸附去除率的影響圖4振蕩速率對吸附去除率的影響圖5溶液pH值對吸附去除率的影響圖6不同鐵量改性凹凸棒石吸附劑對吸附去除率的影響具體實施例方式下面結(jié)合具體實例對專利技術(shù)進行詳細描述。本專利技術(shù)的范圍并不以具體實施方式為限，而是由權(quán)利要求的范圍加以限定。具體實施例方式實施例1稱本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王金生，李劍，鮑文菊，
申請(專利權(quán))人：北京師范大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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