[發明專利]一種利用固體酸催化劑水解降解廢水中大環內酯類抗生素的方法

在審

• 申請號: 202210229461.0
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114590881A
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 豆小敏;李世玲
• 申請（專利權）人: 北京林業大學
• 主分類號: C02F1/58
• 分類號: C02F1/58;C02F101/34;C02F101/38;C02F103/02
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本發明公開了一種利用固體酸催化劑水解降解廢水中大環內酯類抗生素的方法。該方法采用磺化苯乙烯共聚物為固體酸催化劑，將固體酸投加到含大環內酯類抗生素的廢水中，固體酸釋放的?SO₃H可以催化水解大環內酯類抗生素的糖苷鍵，進而降解抗生素。本發明提供的廢水中大環內酯類抗生素的降解方法，可對高濃度抗生素含量的大環內酯類抗生素制藥廢水進行處理，工藝簡單且降解效果良好；所用固體酸催化劑腐蝕性低，綠色安全，可回收利用。為廢水中大環內酯類抗生素的降解提供了新方法，減少了耐藥菌的出現，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明屬于水處理領域，具體涉及一種固體酸催化劑水解降解廢水中大環內酯類抗生素的方法。

背景技術

抗生素的廣泛使用帶來一些環境問題，絕大多數大環內酯類抗生素通過微生物發酵生產而來，在發酵過程中會產生大量的抗生素制藥廢水，此廢水水質成分復雜，具有高抗生素濃度、高毒性、高含鹽量等特性，采用傳統的物化和生化法處理難度較大，而且抗生素本身對微生物有毒害作用，可生化性較差，廢水處理很難做到穩定達標排放?？股剡M入自然界的江河中會導致嚴重耗氧，抑制水生生物的細胞增殖，影響其生理和形態而導致水生動物的滅亡，使生態系統遭到破壞，從而對人們的健康造成威脅。并且過量排放會導致耐藥性細菌的出現，耐藥細菌在環境中的擴散與轉移又反過來影響了抗生素的藥效，使現存的抗生素藥效降低。因此，構建更為高效、經濟的處理抗生素制藥廢水的新方法、新工藝有效降低廢水中抗生素藥效活性暨抑菌性是目前嚴峻環保形勢的迫切需要。

現有報道的專利技術中，專利CN 113666441 A利用硫酸鋯固體酸為催化劑降解污水水中紅霉素，工藝簡單，對設備抗腐蝕性的要求比較低，催化劑可重復使用，但催化時間較長，催化劑催化活性不高。專利CN101798125 A以Y型分子篩為模板劑，合成多孔炭吸附劑，吸附去除水中的泰樂菌素，吸附性能良好，但該方法只能去除微污染水中泰樂菌素，對于抗生素含量較高的抗生素生產廢水無能為力，且吸附法僅僅是將污染物從廢水中轉移到吸附劑上，并沒有使污染物降解，后續還要對吸附劑進行處理。專利CN 110182926 A先向廢水中添加無機酸調節pH至酸性，再加入FeSO₄·7H₂O和氧化劑，最后加入0.001-0.004mol/L蔗糖降解羅紅霉素，降解效率良好，但強酸具有高腐蝕性，運行和運行都存在安全隱患，并且產生的無機鹽會產生嚴重的污染環境。

以上專利說明現有的廢水中大環內酯類抗生素的去除技術十分有限，缺乏無二次污染、經濟高效的抗生素處理技術，尤其是沒有解決降低抗生素制藥廢水中抗生素抑菌性問題。

發明內容

本發明針對現有廢水中高濃度大環內酯類抗生素處理技術的缺陷問題，提供一種固體酸催化劑在大環內酯類抗生素降解處理中的應用，解決處理廠存在的因廢水處理能力不足，導致大量的大環內酯類抗生素在環境中累積，滋生超級細菌，威脅環境及人類健康的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種利用固體酸催化劑水解降解廢水中大環內酯類抗生素的方法，以磺化苯乙烯共聚物為固體酸催化劑，將催化劑投加到含大環內酯類抗生素的廢水中，用來水解降解大環內酯類抗生素。

其特征在于(一)所述磺化苯乙烯共聚物固體酸的制備方法為：

(1)將3g干燥苯乙烯共聚物與30mL溶脹劑在三頸燒瓶中接觸30分鐘，使苯乙烯共聚物溶脹；

(2)將磺化試劑加入到步驟(1)所得溶液中，攪拌形成均一溶液；

(3)將步驟(2)獲得的混合液放在水浴鍋中，溫度保持在70℃，反應時間為120分鐘，期間持續攪拌；

(4)將冷卻了的步驟(3)混合液緩慢轉移到含有50mL蒸餾水的燒杯中。再將混合物緩慢轉移到第二個250mL燒杯中，最后在1000mL蒸餾水中進行第三次稀釋，過濾出固體；

(5)用大量去離子水和乙醇交替洗滌步驟(4)所得微粒數遍直至中性，去除多余的磺化試劑和溶脹劑；