[发明专利]一种吸附法去除水中泰乐菌素的方法

说明书

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种去除水中泰乐菌素的方法。

背景技术

泰乐菌素(Tylosin)，为大环内酯类抗生素，主要作为兽用抗生素药，广泛用作饲料添加剂和动物治疗，促进禽畜生长。抗生素摄入体内后除少部分残留在体内，大部分都以原药和代谢产物的形式经由动物的粪尿排出体外，进入生态环境。对农田土壤、地表和地下水及生态系统中各类生物产生危害，并诱发和传播各类抗生素耐药细菌，对人类健康产生威胁，同时水体中的抗生素也成为水资源重复利用的一个巨大挑战。因此，发明一种可以有效去除这类污染物的方法显得尤为必要。

目前国内外处理含抗生素废水的方法主要有物理化学法、生化法和光催化氧化法等等。废水中的残留抗生素和高浓度有机物使传统生物处理法很难达到预期的处理效果，残留抗生素对微生物的强烈抑制作用可使好氧菌中毒，造成好氧处理困难；而厌氧处理高浓度的有机物又难以满足出水标准，还需要进一步处理。光催化氧化受反应装置的限制使得该方法只适用于小规模抗生素废水的处理；吸附法因其效率高、操作简便等优点而受到广泛关注。

吸附过程是控制污染物环境行为和生物可利用性的重要因素，也是工程上常用的去除水中污染物的方法。吸附过程是指一种或多种物质(分子)富集在另一种物质(一般是固体)表面上的过程。吸附是界面现象，是被吸附分子在界面上的浓聚。人们常采用活性炭、硅胶、分子筛、吸附树脂等高比表面积或高孔容的固体材料作为吸附剂，用于吸附、分离及富集等过程中。近年来，学者们普遍认为利用高比表面积、大孔容的吸附剂，通过吸附作用去除水中的有毒有害物质，是水污染控制最有效的方法之一。

以分子筛为模板剂合成的微孔炭在吸附领域一直是广为关注的吸附材料，主要用于能源的储藏，如H₂和CH₄等。但关于微孔炭吸附有机污染物的研究并不多见，只局限于苯酚以及染料的吸附。相比于一般活性炭，合成的微孔炭具有更大的孔容和比表面积，这就为提高其对污染物的吸附效率提供了可能。目前关于利用微孔炭去除水中的泰乐菌素的方法尚未见文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种合成微孔炭吸附去除水中泰乐菌素的方法，能克服现有吸附方法所存在的吸附剂吸附容量小、吸附速率低和吸附效率差的缺点，根据微孔炭自身的特性，利用微孔炭吸附去除水中泰乐菌素，达到改善吸附性能、提高吸附效率的技术效果，以有效控制相似药物对水体所造成的污染与危害。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种吸附法去除水中泰乐菌素的方法，以合成的微孔炭为吸附剂吸附去除水中的泰乐菌素。具体为采用以Y型分子筛为模板、以液相-气相沉积方法合成的微孔炭为吸附剂，在中性或接近中性的条件下吸附去除水中的泰乐菌素。合成微孔炭作为吸附剂，其孔容、比表面积和最可几孔径都比活性炭大，其吸附性能得到改善，对水中泰乐菌素的吸附效果得到显著提高。

微孔炭的合成方法为：以Y型分子筛为模板，以糠醇和丙烯为碳源，将Y型分子筛模板浸渍在糠醇溶液中，搅拌混匀，再经高温(如650～850℃)碳化，最后采用氢氟酸或浓盐酸溶液去除模板制得。更具体的方法为：先将Y型分子筛(Na-form，SiO₂/Al₂O₃＝4.5～5.5)在惰性气体(如氮气、氦气、氖气等)下100～200℃干燥2～10h，之后将其浸渍在糠醇溶液中(形成浓度3.5～5.5g/ml的液体)，搅拌2～20h后过滤，用芳族溶剂(如苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等)洗涤后干燥。得到的混合物在氮气和丙烯(体积比90～99∶10～1)条件下650～850℃碳化1～10h，之后再在惰性气体保护下850～950℃后处理1～6h，之后样品在惰性气体的保护下冷却。得到的混合物用氢氟酸(45～48％)或浓盐酸(35％～37％)洗涤去除模板，得到的碳材料经水洗、干燥即可。

所述的微孔炭ZTC具有适合泰乐菌素分子吸附的孔径、孔容及比表面积，且孔径均一；孔径约为0.6-2.5nm，孔容约为0.80～1.69cm³/g，比表面积约为1300～3100m²/g。且吸附效果随孔容的变化而改变，孔容越大，ZTC对污染物的吸附量也越大。

以上述微孔炭ZTC为吸附剂，对水中的泰乐菌素进行吸附处理。吸附可采用动态连续过程或静态间歇过程。例如，将含泰乐菌素的水在封闭的吸附容器内进行吸附。