[发明专利]一种利用二维片层结构膜去除制药废水中四环素的方法

说明书

本发明涉及一种去除制药废水中四环素的方法，尤其是涉及一种利用二维片层结构膜去除制药废水中四环素的方法，该方法为首先制备二维片层结构ZIF‑L粉末，然后将该粉末超声分散在水中，随后，将分散好的ZIF‑L用真空抽滤技术制备成不同厚度的ZIF‑L膜，然后利用真空抽滤装置，将20～50L的制药废水通过所述二维片层结构ZIF‑L膜，重复抽滤5～20次即可；本发明操作简单，方法新颖，使用原料廉价易得，易回收利用、改变了传统膜分离技术的局限性，使膜不仅具有孔径筛分作用，同时能高效的吸附制药废水中的四环素。

技术领域

本发明涉及一种去除制药废水中四环素的方法，尤其是涉及一种利用二维片层结构膜去除制药废水中四环素的方法。

背景技术

自从20世纪初最具代表性的青霉素问世以来，抗生素已经在很大程度上改善了人类和动物的健康状况。时至今日，一些兽用抗生素作为生长促进剂，也被添加到动物饲料中，预防动物疾病发生的同时以提高某些动物的生长速度和饲料的使用效率。这些抗生素在动物体内无法完全代谢，大部分通过尿液和粪便排出，其中大部分以未代谢的原抗生素和活性形式存在。抗生素主要污染源是生活污水处理厂、医院和畜禽养殖场，排出的废水和污泥中包含有大量抗生素，经过水循环使其释放到受体环境中，如土壤、地表水、地下水甚至是饮用水中。环境中残留的抗生素可能会对非目标生物造成不良影响，增加了细菌的耐药性，还使食物和饮用水受到污染，间接或直接威胁人类和动物的健康。因此，抗生素频繁大量使用引起的一系列危害正受到广大公众的高度重视。

据不完全统计，中国是世界上最大的抗生素产出国和消费国。从产出、使用、再到排放，这些抗生素最终进入环境中。在我国，含有抗生素的家庭废水和动物代谢产物的管理存在诸多问题。特别是在我国大部分农村地区，由于基础设施落后，污水处理率相比较城市存在相当大的差距，直接排入河流或堆放在农用土地上是比较常见的做法。这就使得我国抗生素的环境污染将会更加严重。而所有的畜禽用抗生素中，四环素类抗生素应用最为广泛，其中四环素的使用量位居榜首。四环素固有的亲水性使其更容易残留在水体中。

近年来，各国对水环境安全的关注与日俱增，中国也不例外。无论是出于何种用途，如饮用水、灌溉用水亦或是工业用水，都制定了严格的使用与处理标准。这使得水处理和水资源再利用方面成为重中之重。

将废水向环境排放之前，除去残留的四环素是非常重要的环节，但通常涉及高成本。开发一种高效且低成本去除四环素的方法就成为亟待解决的问题。目前，去除四环素的方法有很多，但大都在实际应用中存在其局限性，如高级氧化法可将四环素分子氧化为简单的化合物，甚至可将其完全矿化，但该方法操作费用居高不下，难以在工业规模下完全去除包括四环素在内的抗生素。与之相比，物理化学技术中选择性吸附过程行之有效，设计和操作简单，所用吸附剂可以回收并重复使用，大大降低了操作成本，是处理含四环素的制药废水的不二之选。

膜技术已经被广泛应用于分离过程，如气体分离、汽化渗透、离子交换膜、废水处理、海水淡化、膜反应器等各个领域。膜分离技术虽然可以有效将四环素分离出来，但是，高额的操作费用和使用条件制约了其自身的应用。为了解决经济效率和应用效果之间权衡效应限制的问题，将对四环素具有选择吸附性的二维片层材料负载到多孔载体表面，制备出具有亲水性、高通量、能够对四环素选择性吸附的膜是一种理想的选择。一方面降低了操作成本，另一方面使吸附剂更容易回收再利用。对于上述设想，低成本且高效的二维片层吸附材料的制备成为了问题的关键，但是目前还没有解决上述问题的办法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种操作简单，方法新颖，使用原料廉价易得，易回收利用、改变了传统膜分离技术的局限性，使膜不仅具有孔径筛分作用，同时能高效的吸附制药废水中的四环素的一种利用二维片层结构膜去除制药废水中四环素的方法。

为实现上述目的，本发明通过如下方法实现：