[發明專利]一種介孔二氧化硅膜及一種抗生素制藥廢水凈化處理方法

無效

• 申請號: 200610076696.1
• 申請日: 2006-04-29
• 公開（公告）號: CN101062464A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 魏剛;鄒家龍;熊蓉春;陳沉;王曉娜
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01D71/02
• 分類號: B01D71/02;B01D69/10;C02F1/44
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 霍京華

技術領域：

本發明涉及一種介孔二氧化硅膜及一種抗生素制藥廢水凈化處理方法。

背景技術：

隨著工農業生產的飛速發展，污水的排放量日益增加，污水對國民經濟和人體健康的影響，已是人類面臨的嚴重問題?？股刂扑帍U水的成分非常復雜，COD(化學需氧量)、SS(懸浮物含量)和色度均較高，給廢水的生化處理帶來了很大的難度，因而必須采用有效的、經濟的處理手段。高效、穩定的廢水處理方法對抗生素藥品的生產有著重要的意義。

從廢水水質特點來看，抗生素廢水是含難降解物質、生物毒性物質及高S和N的有機廢水，是很難處理的廢水。目前的主要處理方法包括物化法和生化法。物化法要根據廢水不同的特點和實驗結果而選擇，處理工藝較難確定。

生化法對抗生素類制藥廢水的處理主要包括好氧生物處理、厭氧生物處理以及兩種技術的連用，處理過程需要加入大量的混凝劑，控制廢水的微生物含量，調節酸度和曝氣時間。采用生化法處理，必須首先對廢水pH值進行預調節，同時對F^-進行預去除，才能夠充分利用廢水可生化性良好的特點。由于抗生素生產廢水屬于高濃度有機廢水，好氧工藝活性污泥法難以承受COD濃度10g/L以上的廢水，需對原廢水進行大量稀釋，因此，清水、動力消耗很大，導致處理成本很高，應用廠家實際廢水處理率也較低。厭氧工藝對操作和運行條件要求嚴格，而且原水中大量易于降解的物質(如有機酸等)在厭氧生物處理系統中被甲烷化，剩余的主要是難降解或厭氧消化的剩余產物，因此，后需的好氧處理盡管負荷較低，但是處理效率也很低。

采用膜技術可以很好的解決這類問題。無機膜不僅具有優良的熱穩定性和機械、結構穩定性，而且化學穩定性高，耐腐蝕，不會被微生物分解，無機膜使用壽命長，易于清洗、清毒和再生。因此，無機膜在制藥廢水的處理回收領域具有廣泛的應用前景。

目前，無機膜已經廣泛的應用于食品、醫藥、生物、化學、環境工程領域。專利CN200410023366.7描述了一種利用無機膜對混合油進行凈化分離的方法，該方法選擇適當孔徑的膜過濾植物混合油，可以截留其中細小的微粒雜質，得到純凈的混合油，使雜質含量可以達到食用級標準。

ANSELME?CHRISTOPHE等人在1994年11月15日申請的美國專利US5364534在利用超濾膜進行廢水處理時，預處理過程加入了木炭、離子交換器，在處理過程中又引入了回收裝置，過程設計復雜。利用該方法處理含油廢水效果良好，但對含有可溶性有機物廢水的處理效果不佳。

FILSON?JAMES?L等在1996年5月21日申請的美國專利US5518624，專利中描述利用的無機陶瓷膜進行食品廢水的提純，膜材料為氧化鋯，支撐體材料為α—Al₂O₃.孔徑分布在5-50nm.操作的跨膜壓差小于1MPa，經過無機膜的處理水樣完全符合標準的要求。該膜在處理廢水過程中由于孔徑分布較寬，介孔催化效應不明顯，對于抗生素類制藥廢水的色度和COD的處理效果不佳。因此，需要一種孔徑分布窄，具有良好的介孔催化效果的無機膜來對抗生素類制藥廢水進行凈化處理。

有機膜已經應用到抗生素類制藥廢水的處理中，色度和COD的去除率高于80％，但有機膜易污染、熱穩定性差，應用范圍窄。

發明內容：

本發明的目的是為解決現有技術的不足，提供一種孔徑分布均勻，并且干燥過程簡便的介孔二氧化硅膜及一種抗生素制藥廢水凈化處理方法，使處理工藝過程簡便、高效，無需繁瑣的預處理過程。

本發明提供了一種介孔二氧化硅膜，由多孔陶瓷支撐體材料和二氧化硅膜材料兩層結構組成，支撐體材料的厚度為5-6毫米、平均孔徑為287.3nm，孔隙率為33.75％，二氧化硅膜材料的厚度為1-1.5微米，孔徑分布為6.7-14.4nm，平均孔徑為9.2-10.2nm。

上述的介孔二氧化硅膜由下列方法制得：

A?支撐體的制備：將質量比為64％的高嶺土，28％的滑石粉，8％的水混合均勻，用半干壓成型法壓成5-6毫米厚的片材，在一定濕度(大于85％)的濕潤氣氛下自然干燥，以1-2℃/min速率升溫至1100-1150℃，燒結3.5-4h，得到支撐體材料；