[發明專利]改性沸石吸附去除畜禽廢水微量抗生素的方法

無效

• 申請號: 201210047715.3
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN102583893A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 肖華;喻曼;許育新;奚輝;景金富;陳喜靖;安文浩;陳曉旸
• 申請（專利權）人: 浙江省農業科學院
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;B01J20/18;B01J20/30
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 沈伾伾

技術領域

本發明涉及廢水處理技術領域，具體涉及一種利用改性沸石吸附去除畜禽廢水中微量抗生素的方法。

背景技術

近年來，隨著國內集約化畜禽養殖業的快速發展，畜禽廢水中抗生素污染問題日益嚴重，水體中的抗生素已成為水資源重復利用的一大障礙。因為在畜禽養殖業中被廣泛使用的四環素類抗生素如四環素、土霉素、金霉素等，由于其水溶性較好、經體內代謝后大部分仍以原形排出，且在環境中不易被生物降解等原因，故在水環境中易被儲存和蓄積，因此，已成為目前環境中抗生素的主要污染源；同時，該廢水中還存在有水量大、水質復雜含有較高濃度溶解性有機物及所含抗生素濃度較低，一般僅在ng·L^-1-μg·L^-1范圍內等特點。

目前，采用高嶺土、蒙脫土、沸石等多種天然粘土礦物吸附劑，去除水環境中抗生素的吸附法已受到廣泛關注。但它們存在有吸附選擇性弱、吸附速率低、吸附去除效率差等缺陷，因此，主要被用于處理化工及制藥廢水中濃度較高(10～10³mg·L^-1)的抗生素，而極少涉及對畜禽廢水中微量抗生素的去除。因為畜禽廢水中的抗生素濃度本身就較低，且其水質很復雜，即使經生物處理后的出水中仍然含有較高濃度溶解性的有機物(COD一般為10²～10³mg·L^-1)，這些有機物的存在勢必會嚴重影響吸附法去除抗生素的效率。所以畜禽廢水中微量抗生素的去除已成為污染水體修復研究的難點，至今沒有很好的解決方案。為達到在復雜水質背景條件下吸附微量抗生素的目標，對高效選擇性吸附劑的篩選與制備成為了關鍵。

酸改性是一種天然沸石的改性方法，但是有關如何利用酸改性沸石提高其對畜禽廢水中微量抗生素的選擇性吸附去除能力的報道目前尚未見過。

發明內容

本發明目的是，針對天然粘土礦物吸附劑存在吸附選擇性弱、吸附速率低、吸附去除效率差的缺陷，提供一種能強化沸石的陽離子交換性能，改善其選擇性吸附能力，提高對畜禽廢水中微量抗生素吸附去除效率，以有效控制抗生素對水體污染與危害的改性沸石吸附去除畜禽廢水微量抗生素的方法。

本發明目的通過以下技術方案和步驟來實現：

改性沸石吸附去除畜禽廢水微量抗生素的方法，該方法按以下步驟進行：

(1)畜禽廢水的生物預處理：將畜禽養殖場收集的廢水按常規進行厭氧-好氧二級生物預處理后，使出水的COD≤100毫克/升，四環素類抗生素濃度≤1.0毫克/升，pH為5.0-7.0，備用；

(2)沸石改性處理：將天然沸石與濃度為25～50％的酸類溶液按質量體積1g∶10～20ml比例混合；將該混合物置于搖床上，在室溫、200轉/min條件下振蕩12h后，抽真空過濾；用去離子水沖洗該處理沸石3-5次、真空抽濾后置烘箱中于105～120℃烘干至恒重，即得酸改性沸石吸附劑，備用；

(3)畜禽廢水的吸附處理：將步驟(2)酸改性沸石吸附劑與步驟(1)預處理后的畜禽廢水按質量體積1g∶1000～2000ml比例投入封閉池內，在20～30℃條件下攪拌吸附3～5h。

所述沸石的顆粒度為過150-200目篩。

所述的酸類為硝酸、鹽酸和硫酸中的任選一種。

所述畜禽廢水中的四環素類抗生素為四環素、土霉素或金霉素。

本發明的有益效果是：

1、本發明采用酸類溶液對天然沸石進行改性制備成目標吸附劑，所使用的原材料無機酸和天然沸石來源豐富，價廉易得，處理成本低。

2、本發明采用吸附法對畜禽廢水中的抗生素進行吸附去除，所需基建和設備投資較省、處理方法便捷、工藝流程簡單，便于實際操作。

3、本發明采用酸改性沸石吸附劑，提高了其陽離子交換能力和對四環素類微量抗生素的選擇吸附性，吸附速率和效率都得到較大提高，抗生素去除效果顯著；其中，經硝酸改性沸石、鹽酸改性沸石與硫酸改性沸石吸附處理后，畜禽廢水中的四環素類抗生素的去除率分別為61.1％、90.7％與88.8％，而在同條件下天然沸石的吸附去除率僅分別為10.3％、12.9％與16.0％。

具體實施方式

通過以下實施例對本發明作進一步的詳細說明，但本發明的內容并不局限于此。

對以下實施例所涉材料的說明：

天然沸石：顆粒度150-200目，浙江神石礦業有限公司出品；

硝酸：產品含量65～68％，浙江三鷹化學試劑有限公司生產；