利用粉末活性炭处理含四环素类抗生素水体的方法技术

本发明专利技术属于污染防治领域，公开了利用粉末活性炭处理含四环素类抗生素水体的方法。该方法将粉末活性炭与受四环素类抗生素污染的水体加入容器，并采用间歇搅拌的方法处理适当时间；然后将粉末活性炭从水体去除。该方法操作简便，成本低廉、耗时少、适用地域广且对环境安全、友好，适于工业化运用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污染防治领域，涉及。
技术介绍
四环素类抗生素是从放线菌金色链丛菌的培养液等分离出来的广谱抗菌物质，对革 兰氏阳性菌、阴性菌、立克次体、滤过性病毒、螺旋体属乃至原虫类都有很好的抑制作 用。由于四环素类药物具有高效和广谱的特点，在家庭以及医疗机构，抗生素是用于杀 灭病原体的常用药物。尤其是医疗机构使用的抗生素种类繁多而且使用密集，但该类药 物在人类体内代谢效率很低，大部分的抗生素未经代谢即被排出体外进入污水处理系 统，而现有的水处理单元对四环素类抗生素的处理效率有限。当今在家庭保健和医疗机 构对抗生素的依赖和滥用加剧了这类抗生素流入环境的现象。四环素类抗生素在农业、渔业养殖领域也有广泛应用，在词料和养殖水体中添加一 定剂量的四环素类抗生素可防治疾病并促进家禽、家畜和水产品的生长。但是四环素 类抗生素在动物消化系统内的吸收效率很低，其中高达50 — 80%的四环素类抗生素未经 代谢就通过粪便排出体外。农场的食物残渣、动物粪便、有机垃圾等一般在污水池停留 一段时间经生物处理之后作为有机肥料施用于农ffl。这些有机肥料携带的抗生素进入土 壤后不断累积，随时间的推移这些抗生素污染物会在土壤中因淋溶作用渗入地下水，也 可能随地表径流或者土壤的侵蚀而进入地表水体系。另外在水产养殖场施用四环素类 抗生素(尤其是氧四环素)，该类化合物会在水体沉积物中积聚，并会随水体流动扩散到 其他地方。另外一个导致环境中出现高浓度四环素类抗生素的原因是该类抗生素生产废水的 排放。目前包括四环素类在内大部分抗生素药品的主要产地在几个发展中国家。以中 国为例，抗生素产品涵盖70个品种，产量约占全球的20% 30%，生产企业约为300家。 这类药品的主要生产工艺是生物合成，该工艺产生的废水成分复杂、色度高、生物毒性3大、含多种抑制物质的难降解高浓度有机废水，COD高达10000—40000mg/L。 一般物 理化学处理方法难于有效去除废水中包括四环素在内的高浓度有机物污染物，另外残留 的抗生素使得该废水进一歩的生物处理变得更加困难且效率低下。其中很大一部分抗 生素生产企业都因为上述原因而不能实现稳定的达标排放，严重地危害了水体环境，随 着抗生素工业的发展，抗生素生产废水己成为严重的污染源之一。学术界曾经认为四环素类化合物在进入环境之后会极易降解，但近期的研究表明 四环素进入土壤或者水体沉积物之后将会长期稳定存在长达几个月甚至一年之久四环 素这种持久稳定存在的性质会使自身浓度随着外界污染源的输入而不断累积。这些未经 代谢的抗生素将会通过地表径流或者渗漏的方式对地表水、地下水和土壤造成污染。抗生素类化合物在土壤和水体的出现不仅会对当地的微生物群落带来威胁，破坏原 有微生物群落之间的平衡；还会导致相关的敏感微生物甚至非目标的微生物产生抗药 性，抗药性又称耐药性即生物(尤指病原微生物)对抗生素等药物产生的耐受和抵抗能 力。四环素类产品是人畜常用的抗生素，而且具有广谱性，故四环素进入环境后可使种 类繁多的病原体诱发抗药性。另外微生物能够通过含有抗性基因的质粒(plasmid)进行基 因交换，从而使抗药性在同种或者不同菌种之间传播。自四环素类抗生素问世60多年 以来，在各类微生物中发现了多达38中四环素的抗药性因子(tetR)。已有研究表明抗生 素抗药性基因已在包括河流沉积物、灌溉用水、污水处理厂的活性污泥、养殖场附件的 污水池和地下水等多种环境样品中被检出。病原体抗药性的产生和传播给人类社会带来了严重的后果 一方面被抗药性病原体 的感染后现有药物的效果下降甚至无效，使被感染者面临疾病治疗的困境；另一方面这 一现象的出现迫使科研和医疗机构花费大量人力物理开发新的药物给社会带来了沉重 负担。具有抗生素抗药性的病原体在环境中的不断传播，是目前全球円益关注和必须应对 的艰巨课题。而对四环素类抗生素的生产废水和含该类物质的水体进行处理是应对这一 困境的有效措施。目前抗生素废水的处理方法抗生素废水的处理方法包括生物处理方 法、物理化学处理方法以及多种方法的组合处理等。尽管抗生素制药废水的生物处理方法有占地面积大、泡沫、色度难以去除等弊端， 但出于经济考虑，生物处理方法的各种工艺仍然是目前的主要选择。好氧处理方法对 COD有较好的去除效果，但好氧生化处理方法一般需要对水体进行高倍稀释，而且需要 对废水迸行酸碱度等预处理，因而能耗相对较高，加之四环素废水本身具有生物毒性会抑制好氧菌的活性，故该方法运行成本高且处理效果不甚理想。厌氧处理过程中起主要 代谢作用是产酸菌和产甲烷菌，它们具有相对不同的生物学特征，其中产酸菌生长快、 对毒物敏感性低的特点通常作为厌氧过程的首段，以提高废水的可生化性，削弱废水中 抗生素对产甲烷菌的抑制作用，进而保证复合厌氧处理系统的产甲烷阶段获得稳定的处 理效果。但经单独的厌氧方法处理后的出水仍有较高的COD,难以使出水达标。厌氧_ 好氧处理方法组合处理工艺与上述两种方法的单独运行相比，在改善废水的可生化性、 耐冲击性、投资成本、处理效果等方面具有明显优势。但由于四环素类抗生素生产废水成分复杂、有机物含量高、含有少量的残留四环 素类抗生素，在采用生化处理时，残留抗生素对微生物的强烈抑制作用可造成废水处理 过程复杂、成本高和效果不稳定。而且有研究表明在水处理厂典型的活性污泥处理(生 物处理)单元中随着入水中四环素浓度的增加，出水中的四环素浓度增加而且具有抗药 性的微生物量同时增加，即使用生物方法处理四环素类抗生素生产废水存在筛选抗药性 病原体生物并使之随出水流入环境的潜在危险。目前应用的物化处理方法主要包括化学氧化、混凝、反渗透、膜处理、光催化降 解和吸附等。在抗生素废水的化学处理方法中，采用臭氧、氯气氧化的方法能提高抗生 素废水的BOD/COD比值，同时对COD有较好的去除率，但在化学氧化方法在应用 过程中存在着氧化试剂使用效率低，运行成本高等不利因素。混凝处理方法对酸性四环 素废水的适用性较差，需预先调整废水的酸碱值，且絮凝剂的大量投放产生的废渣易带 来二次污染。反渗透和膜分离技术对抗生素制药废水COD有较高的处理效率，但其运行 成本较高，目前该技术投入实际运行的尚不多见。，另外使用ZnO和Ti02光催化降解四 环素类生产废水的实验研究己见诸报导，但其头'际运行效果还有待考察。其中吸附方法以其经济高效、操作简易和运行稳定在水处理领域倍受推崇。活性炭 自20世纪专利技术以來作为气相和水相处理中最为的常见吸附剂而被广泛应用于诸多生产 领域。但目前将活性炭应用于四环素类抗生素污染治理的研究却未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种经济高效、操作简易和运行稳定 且对环境安全、友好的。本技术针对受四环素类抗生素污染的水体(包括但不限于四环素类抗生素生产废 水、地表水和地下水，以下简称水)。本专利技术的目的是通过下列技术措施实现的，该方法采用如下步骤a、 将粉末活性炭与含四环素类抗生素的水加入容器，并采用间歇搅拌的方法处理 适当时间；b、 将粉末活性炭从水体去除。所述的方法，其中活性炭为粒径介于100—200目的粉末。所述的方法，其中间歇搅拌为每6 9小时搅拌一次，每次搅拌持续时间为5 10分钟。所述的方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用粉末活性炭处理含四环素类抗生素水体的方法，其特征在于采用如下步骤：　ａ、将粉末活性炭与含四环素类抗生素的水加入容器，并采用间歇搅拌的方法处理适当时间；　ｂ、将粉末活性炭从水体去除。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙成，陈建，鞠勇明，王静，谢显传，葛磊，崔皓，殷俊，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]