一种降解水中阿奇霉素的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种降解水中阿奇霉素的方法及装置，向含阿奇霉素的水中投加凹凸棒石/γ‑Fe

Method and device for degrading azithromycin in water

The present invention provides a method and a device for degradation of azithromycin, adding attapulgite / gamma Fe to azithromycin containing water

【技术实现步骤摘要】
一种降解水中阿奇霉素的方法及装置
本专利技术涉及水处理领域，特别是涉及一种降解水中阿奇霉素的方法及装置。
技术介绍
随着人类发展，抗生素的滥用和误用情况加重，同时兽用抗生素被大量使用。研究显示，抗生素被人类和动物摄入吸收后，绝大部分排泄出体外，而大部分抗生素在水中溶解性较强，水环境从而成为抗生素类污染物的主要归宿。水被人们称为“生命之源”，水质安全受到威胁，人类定然会付出沉重的生命健康代价。由于抗生素性质稳定，自身很难降，针对含抗生素的水处理，现有技术中多采用生化法、离子交换法、化学氧化法等，但处理的效果不稳定，出水很难达到排放标准，甚至产生二次污染。等离子体技术属于一种新兴的高级氧化技术，等离子体不同于一般粒子，具有很高的能量密度，在产生过程中包含自由基、离子、激发态的原子和分子等，具有非常强的化学活性，因此可以发生常规反应难以完成的物理或化学反应。等离子体通常包括两种状态，即热力学平衡状态(高温等离子体)和非热力学平衡状态(低温等离子体)。高温等离子所需温度很高，而低温等离子体在常温下即可发生，显然后者更具有实际应用价值。20世纪70年代以后，等离子受到广泛的关注和研究，其作用主要包括去除有毒、有害以及难降解物质等。利用电晕等离子体对烟道气体进行脱硫脱硝；利用辉光等离子体降解有机物(芳香烃、卤代烃等)和硫化氢等污染物；利用介质阻挡放电去除环境中难降解物质也在不断的研究当中。介质阻挡放电(DBD)的原理是将绝缘介质插入两个电极之间，施加交流电压击穿电极间气体达到放电效果。电极间的介质层既可以限制放电中产生的带电粒子的运动，使其成为短促的脉冲，促进等离子的产生和作用，同时也可以防止火花放电现象。目前对于低温等离子体研究多应用于废气处理，等离子体降解抗生素废水还有待进一步深入研究。阿奇霉素是一种大环内脂类抗生素，在国内是目前消耗量最大的抗生素类药物之一，如何更有效更快速的去除水中的阿奇霉素，成为目前需要解决的课题。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种降解水中阿奇霉素的方法及装置，用于解决现有技术中的处理方法效果不稳定，出水很难达到排放标准，甚至产生二次污染的问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种降解水中阿奇霉素的方法，包括如下步骤：S1，制备凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂；S2，向含阿奇霉素的水中投加凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂，并混合均匀得到混合液；S3，将所述混合液引入等离子体中，利用等离子体与凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的协同催化作用降解水中的阿奇霉素。优选地，所述凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂中Fe的质量分数为10-20％。优选地，所述步骤S1包括步骤：在烧杯中加入凹凸棒石粉末，并加入蒸馏水，制成凹凸棒石悬浮液；在所述凹凸棒石悬浮液中加入硝酸铁并使硝酸铁溶解后，静置4h；将静置后的悬浮溶液离心，再将离心后的固体放入烘箱内烘干，研磨过筛；将筛下的固体倒入烧样管中，利用管式炉在通H2气氛中，400℃温度下煅烧1h，最后在空气中300℃温度下煅烧1.5h，得到凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂。优选地，所述步骤S2中所述凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的投加量为1-6g/g阿奇霉素。优选地，所述步骤S3中所述等离子体采用介质阻挡放电等离子体。优选地，所述等离子体处理的电压为60-100V。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种降解水中阿奇霉素的装置，采用如前述任一项所述的降解水中阿奇霉素的方法，所述装置包括容器、等离子体处理器，所述容器用于将所述凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂与所述含阿奇霉素的水溶液混合均匀以得到所述混合液；所述等离子体处理器用于引入所述混合液并利用等离子体与凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的协同催化作用降解水中的阿奇霉素。优选地，所述装置还包括液体流量计、水泵、气泵、电源，所述等离子体处理器包括反应器、套设在所述反应器内并与所述反应器同轴的中空管，所述反应器的上端侧壁设置有与所述水泵连接的进水口，下端侧壁设置有与所述容器连接的出水口，所述中空管的上端侧壁设置有与所述气泵连接的进气口，所述中空管的下端口位于所述反应器的下端，所述中空管内设置有内电极，所述电源的高压端连接于所述内电极的上端，低压端接地，所述中空管的外围包裹有铁丝，所述铁丝作为外电极接地，所述容器还与所述液体流量计相连，所述液体流量计还与所述水泵连接，所述水泵输送所述混合液进入所述等离子体处理器进行水中阿奇霉素的降解反应。优选地，所述混合液循环进出所述等离子体处理器进行水中阿奇霉素的降解反应。优选地，所述混合液的循环流动速度为30-50L/h。如上所述，本专利技术的降解水中阿奇霉素的方法及装置，具有以下有益效果：结合了等离子体的高级氧化技术以及凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的催化、吸附性质，为水中阿奇霉素的有效降解提供了新的处理方法，具有降解效果明显，且反应快速的效果。附图说明图1显示为本专利技术的降解水中阿奇霉素的方法及装置的装置示意图。图2显示为本专利技术的降解水中阿奇霉素的方法及装置的等离子体处理器的结构示意图。元件标号说明1容器2液体流量计3水泵4等离子体处理器41反应器42中空管43进水口44出水口45进气口46内电极47铁丝5气泵6电源7接触调压器具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1至图2。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。本专利技术提供一种降解水中阿奇霉素的方法及装置，采用等离子体协同凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂降解阿奇霉素，降解效果明显，且反应快速，能够更有效更快速的去除水中的阿奇霉素。其中，等离子体放电时会产生大量的高能电子、激发态的原子、分子及自由基等极为活泼的反应物质，在水溶液中会产生大量的H2O2和羟基自由基等活性物质；而凹凸棒石作为一种富含镁铝硅酸盐的粘土矿物，内部孔道多，比表面积大，大部份的阳离子、水分子和一定大小的有机分子均可直接被吸附进孔道中，具有阳离子交换性、吸水性、吸附性等物化性质；γ-Fe2O3催化剂具有催化作用，可与H2O2等物质形成类Fenton体系；由此，等离子体与凹凸棒石/γ-Fe2O3协同作用可进一步加强对水中抗生素类污染物的氧化降解作用。图1所示为本专利技术的用于降解水中阿奇霉素的装置图。水泵3利用橡胶管分别连接液体流量计2和等离子体处理器4，等离子体处理器4的进水口43与水泵3连接，出水口44连接容器1，容器1还与液体流量计2相连。气泵5连接等离子体反应器4的进气口45，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，制备凹凸棒石/γ‑Fe

【技术特征摘要】
1.一种降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，制备凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂；S2，向含阿奇霉素的水中投加凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂，并混合均匀得到混合液；S3，将所述混合液引入等离子体中，利用等离子体与凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的协同催化作用降解水中的阿奇霉素。2.根据权利要求1所述的降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于：所述凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂中Fe的质量分数为10-20％。3.根据权利要求1所述的降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于，所述步骤S1包括步骤：在烧杯中加入凹凸棒石粉末，并加入蒸馏水，制成凹凸棒石悬浮液；在所述凹凸棒石悬浮液中加入硝酸铁并使硝酸铁溶解后，静置4h；将静置后的悬浮溶液离心，再将离心后的固体放入烘箱内烘干，研磨过筛；将筛下的固体倒入烧样管中，利用管式炉在通H2气氛中，400℃温度下煅烧1h，最后在空气中300℃温度下煅烧1.5h，得到凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂。4.根据权利要求1所述的降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于：所述步骤S2中所述凹凸棒石/γ-Fe2O3纳米材料催化剂的投加量为1-6g/g阿奇霉素。5.根据权利要求1所述的降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于：所述步骤S3中所述等离子体采用介质阻挡放电等离子体。6.根据权利要求1所述的降解水中阿奇霉素的方法，其特征在于：所述等离子体处理的电压参数为60...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文汇，许子牧，韩化轩，刘行浩，辛昱，陈志，段潇潇，
申请(专利权)人：李文汇，许子牧，
类型：发明
国别省市：安徽,34