[发明专利]一种介孔二氧化硅膜及一种抗生素制药废水净化处理方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种介孔二氧化硅膜及一种抗生素制药废水净化处理方法。

背景技术：

随着工农业生产的飞速发展，污水的排放量日益增加，污水对国民经济和人体健康的影响，已是人类面临的严重问题。抗生素制药废水的成分非常复杂，COD(化学需氧量)、SS(悬浮物含量)和色度均较高，给废水的生化处理带来了很大的难度，因而必须采用有效的、经济的处理手段。高效、稳定的废水处理方法对抗生素药品的生产有着重要的意义。

从废水水质特点来看，抗生素废水是含难降解物质、生物毒性物质及高S和N的有机废水，是很难处理的废水。目前的主要处理方法包括物化法和生化法。物化法要根据废水不同的特点和实验结果而选择，处理工艺较难确定。

生化法对抗生素类制药废水的处理主要包括好氧生物处理、厌氧生物处理以及两种技术的连用，处理过程需要加入大量的混凝剂，控制废水的微生物含量，调节酸度和曝气时间。采用生化法处理，必须首先对废水pH值进行预调节，同时对F^-进行预去除，才能够充分利用废水可生化性良好的特点。由于抗生素生产废水属于高浓度有机废水，好氧工艺活性污泥法难以承受COD浓度10g/L以上的废水，需对原废水进行大量稀释，因此，清水、动力消耗很大，导致处理成本很高，应用厂家实际废水处理率也较低。厌氧工艺对操作和运行条件要求严格，而且原水中大量易于降解的物质(如有机酸等)在厌氧生物处理系统中被甲烷化，剩余的主要是难降解或厌氧消化的剩余产物，因此，后需的好氧处理尽管负荷较低，但是处理效率也很低。

采用膜技术可以很好的解决这类问题。无机膜不仅具有优良的热稳定性和机械、结构稳定性，而且化学稳定性高，耐腐蚀，不会被微生物分解，无机膜使用寿命长，易于清洗、清毒和再生。因此，无机膜在制药废水的处理回收领域具有广泛的应用前景。

目前，无机膜已经广泛的应用于食品、医药、生物、化学、环境工程领域。专利CN200410023366.7描述了一种利用无机膜对混合油进行净化分离的方法，该方法选择适当孔径的膜过滤植物混合油，可以截留其中细小的微粒杂质，得到纯净的混合油，使杂质含量可以达到食用级标准。

ANSELME CHRISTOPHE等人在1994年11月15日申请的美国专利US5364534在利用超滤膜进行废水处理时，预处理过程加入了木炭、离子交换器，在处理过程中又引入了回收装置，过程设计复杂。利用该方法处理含油废水效果良好，但对含有可溶性有机物废水的处理效果不佳。

FILSON JAMES L等在1996年5月21日申请的美国专利US5518624，专利中描述利用的无机陶瓷膜进行食品废水的提纯，膜材料为氧化锆，支撑体材料为α—Al₂O₃.孔径分布在5-50nm.操作的跨膜压差小于1MPa，经过无机膜的处理水样完全符合标准的要求。该膜在处理废水过程中由于孔径分布较宽，介孔催化效应不明显，对于抗生素类制药废水的色度和COD的处理效果不佳。因此，需要一种孔径分布窄，具有良好的介孔催化效果的无机膜来对抗生素类制药废水进行净化处理。

有机膜已经应用到抗生素类制药废水的处理中，色度和COD的去除率高于80％，但有机膜易污染、热稳定性差，应用范围窄。

发明内容：

本发明的目的是为解决现有技术的不足，提供一种孔径分布均匀，并且干燥过程简便的介孔二氧化硅膜及一种抗生素制药废水净化处理方法，使处理工艺过程简便、高效，无需繁琐的预处理过程。

本发明提供了一种介孔二氧化硅膜，由多孔陶瓷支撑体材料和二氧化硅膜材料两层结构组成，支撑体材料的厚度为5-6毫米、平均孔径为287.3nm，孔隙率为33.75％，二氧化硅膜材料的厚度为1-1.5微米，孔径分布为6.7-14.4nm，平均孔径为9.2-10.2nm。

上述的介孔二氧化硅膜由下列方法制得：

A 支撑体的制备：将质量比为64％的高岭土，28％的滑石粉，8％的水混合均匀，用半干压成型法压成5-6毫米厚的片材，在一定湿度(大于85％)的湿润气氛下自然干燥，以1-2℃/min速率升温至1100-1150℃，烧结3.5-4h，得到支撑体材料；