[发明专利]一种基于微波再生的天然矿物材料对抗生素废水的处理方法

说明书

本发明公开了一种基于微波再生的天然矿物材料对抗生素废水的处理方法。在抗生素废水中，加入天然矿物材料或基于微波再生的再生天然矿物材料，于室温下吸附24h。吸附饱和后的蒙脱土吸附材料经微波再生后可基本恢复其原有吸附能力，实现了吸附剂的安全高效低成本的再生。蒙脱土吸附剂可循环使用达5次以上，从而大幅降低了吸附处理抗生素废水的运行成本，具有良好的环保和经济效益。

技术领域

本发明属于环保工程领域，具体涉及一种基于微波再生的蒙脱土对抗生素废水的处理方法。

背景技术

抗生素是一类由微生物(包括细菌、霉菌及其他微生物等)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的二级代谢产物，是具有干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。根据结构和作用机理的不同，常见的抗生素可分为以下几类：喹诺酮类、四环素类、磺胺类、β内酰胺和大环内酯类等。目前，四环素抗性基因在我国及其他国家地表水、制药废水、养殖厂废水及其纳污水体、污水处理系统进出水中广泛检出。这些被释放到环境中的抗生素需要足够长的半衰期才能够被降解，如果人类长期通过食物链摄入，则不可避免的会导致人体耐药性的产生。环境中同时存在的多种不同浓度的抗生素也会加速耐药基因和耐药性极强的超级微生物的出现，而这些耐药基因也会通过多种途径再次转移给人类，对人类的健康及生态系统平衡造成严重的威胁。因此，寻找一个有效的方法来处理抗生素废水是必要的。吸附法因为其突出的优点，如操作过程简单、消耗能量较少、不会对环境造成更大的破坏等，广泛被应用于处理抗生素废水。吸附法是一种利用吸附剂材料与抗生素之间存在相互物理或者化学作用，从而分离抗生素的方法。抗生素结构较复杂，含有多个苯环和功能基团，可以与多孔材料的基团发生作用，从而促进材料与抗生素之间的吸附作用。

天然多孔矿物材料蒙脱土作为吸附剂具有独特的优势。蒙脱土是膨润土矿的主要成分，是一种天然丰富的层状硅酸盐矿物。它是一种2:1型的层状粘土矿物，由两层氧化硅四面体片和一层氧化铝八面体片的夹层组成，蒙脱土的结构式为(Na,Ca)_0.33(Al,Mg)₂(Si₄O₁₀)(OH)₂·nH₂O，其结构构架为硅氧四面体骨架。蒙脱土矿物比表面积较大，具有较高的吸附活性，且价格低廉、来源广泛，已经广泛应用于轻工、石油、涂料、建筑、沙漠治理、污水处理等多种领域。吸附饱和后的蒙脱土孔隙结构被吸附质堵塞，丧失吸附能力。通过再生可让其多次循环使用、降低处理成本、减少废渣的生成。

微波再生吸附材料是近十年新兴的再生方法，它的再生机理与热再生法相同，均利用高温使吸附材料表面的污染物脱附。但与传统热再生法相比，微波再生法具有加热速度更快、具有选择性、微波再生时间短、耗能低、对吸附材料损伤小等优点。微波具有穿透性，不需热媒介就可以对物质进行直接、快速、由内到外的整体加热，使吸附材料在短时间内得到充分再生。再生后的蒙脱土可实现重复使用，并再次应用于抗生素废水的处理中。

发明内容

本发明的目的是提供一种效率高、能耗低、设备简单且再生效果好的蒙脱土再生方法。本发明的另一目的是利用微波再生后的蒙脱土进一步去除水中的抗生素。

本发明采用的技术方案是：一种基于微波再生的天然矿物材料对抗生素废水的处理方法，于抗生素废水中，加入天然矿物材料或基于微波再生的再生天然矿物材料，于室温下吸附24h。

进一步的，上述的处理方法，所述再生天然矿物材料的获得方法是：将饱和吸附抗生素的天然矿物材料清洗、烘干后，置于微波反应器中，调节微波反应器的微波功率及辐射时间，启动微波反应器进行微波辐射，将微波辐射后的天然矿物材料在室温下冷却，获得基于微波再生的再生天然矿物材料。

进一步的，上述的处理方法，所述微波功率为750W。

进一步的，上述的处理方法，所述辐射时间为5-35min。

进一步的，上述的处理方法，所述天然矿物材料为蒙脱土。