一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法技术

本发明专利技术提供一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法，所述方法包括使用焙烧型铜钴铁类水滑石处理所述废水，且所述方法包括在废水中通入空气或氧气，该焙烧型铜钴铁类水滑石在常温常压下通过活化水中的氧气以去除废水中的环丙沙星。采用本发明专利技术的技术方案，环丙沙星降解率可以达到82％以上，且焙烧型铜钴铁类水滑石作为处理环丙沙星的催化剂其组成稳定，循环性能好。与现有技术相比，本发明专利技术不需要添加强氧化剂或输入外加能量，可以实现廉价的空气作为氧化剂，具有较好的工业应用潜力。具有较好的工业应用潜力。具有较好的工业应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法


[0001]本专利技术涉及有机废水催化降解
，特别涉及一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法。

技术介绍

[0002]2020年中国医药制造业规模以上的企业数量已达7665个，我国是世界上抗生素用量最多的国家，制药过程中每生产一吨抗生素，将产生500
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6500m3有机废水。这类抗生素类制药废水中含特种新污染物，具有盐度高、疏水性有机物成分复杂、毒性高等特点，对其治理提出了更高的要求。其中，环丙沙星(CIP)作为最常用的氟喹诺酮类抗生素之一已成为水环境中的新兴污染物，通常在水中含量丰富(高达50mg/L)。它以部分和完全降解的形式存在于水体中，被水生生物消耗，从而通过食物链被吸收。即使是水中的微量环丙沙星，其生物积累也会对水生生物和人类产生遗传毒性作用。由于环丙沙星的高溶解性、细菌耐药性和难治性，常规生物处理技术已证明对其降解效果不显著。因此，环丙沙星是许多国家的主要治理污染物，从高盐环境中去除环丙沙星是非常具有必要性的。
[0003]中国专利申请CN202111040128.7公开了一种利用磷酸盐多孔微球吸附废水中环丙沙星的方法，该方法是将磷酸盐、氧化镁和缓凝剂硼砂混合，充分研磨后加入去离子水混匀，在35～45℃、搅拌条件下将混合液滴加到硅油中，滴加完后混合物在35～45℃下沉降与固化，过滤洗涤，干燥即得磷酸盐多孔微球，将磷酸盐多孔微球添加到含有环丙沙星的废水中在避光条件下进行处理，即得净化后废水；该专利技术制备的吸附剂具有用量小、去除率高、吸附容量大且制备简单、能耗低和环保等优势；在去除较低浓度水平的环丙沙星时，该吸附剂对环丙沙星的去除率仍高达96％以上，在水体有机污染物的治理方面具有潜在的应用价值。
[0004]中国专利申请CN201310609293.9公开一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，属于水处理
其包括以下步骤：1)将竹材经高温烧制生成竹炭；2)将步骤1)得到的竹炭粉碎，过筛；3)将步骤2)得到的粉末竹炭加入至含有环丙沙星的废水中，进行连续振荡处理；4)将粉末竹炭从废水中去除。该专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果：可吸附水体中的环丙沙星抗生素，在其最优吸附条件下，吸附初始浓度为25mg/L的环丙沙星的吸附效率为99.6％；该专利技术吸附剂制备简单，操作简便，耗能低；该专利技术可利用竹材边角料烧制，达到了资源有效利用的目的；该专利技术还可应用于畜禽尿及废水中抗生素的去除，然后还田，其中竹炭可保持土壤养分，调节土壤pH。
[0005]但上述方法均难以实际应用于工业生产中的“用于去除高盐废水中的环丙沙星”。
[0006]催化湿式空气氧化(CWAO)是一种新型技术，通常被用于处理有毒和难处理的制药废水。同时，CWAO也是一种环保技术，因为它使用空气或氧气作为氧化剂，而不是有毒的臭氧或昂贵的过氧化氢，经济因素使得该技术成为目前的研究热点。有机污染物的降解活性高度依赖于CWAO过程中使用的催化剂，而CWAO中使用的大多数催化剂是在高温和高压下反应，或在室温和大气压力下使用强氧化剂(如H2O2，PMS)。这些苛刻的反应条件不仅增加了资
本投资和运营成本，而且导致催化剂的严重浸出，这可能导致催化剂失活。因此，有必要在环境压力和室温下开发以空气为氧化剂的有效催化剂。通过在导向性调控合成的催化剂的影响下，CWAO可以避免不利的反应条件如高温高压等，从而节省能源和成本。催化剂直接活化水中的氧气是未来绿色修复技术的发展趋势，因此提高常温常压下氧原子的利用能力是催化剂广泛应用的关键。
[0007]因此，本领域需要一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法。

技术实现思路

[0008]基于层状双金属氢氧化物(LDH)非凡的可塑性，LDH被认为是一种具有良好应用前景的多功能材料。LDH拥有较好的表界面特性和优越的结构稳定性，常用于吸附和催化领域去除有机污染物。在过渡金属中，虽然Cu离子和Co离子具有优异的O2活化能力，但CuCoFe
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LDH催化剂在室温条件下活化溶解氧的能力较差，导致有机污染物降解性能较差。为此，大量研究人员选择探索强氧化剂或改变催化反应路径以追求有机污染物的高降解效率。催化剂直接活化水中的氧气是未来绿色修复技术的发展趋势，因此提高常温常压下氧原子的利用能力是LDH广泛应用的关键。
[0009]因此，本专利技术提供一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法，所述方法包括使用焙烧型铜钴铁类水滑石处理所述废水，且所述方法包括在废水中通入空气或氧气，该焙烧型铜钴铁类水滑石在常温常压下通过活化水中的氧气以去除废水中的环丙沙星。
[0010]在一种具体的实施方式中，所述废水为高盐废水，且所述高盐废水中总的盐含量为800mg/L以上，优选高盐废水中总的盐含量为10g/L以上，更优选所述高盐废水中的氯盐、硝酸盐和硫酸盐中的至少某一种盐的含量在800mg/L以上。
[0011]本专利技术所述方法能用于处理单一的含环丙沙星的废水，更优选的是本专利技术所述方法用于处理含环丙沙星的高盐废水，因为单一的含环丙沙星的废水除了可以使用本专利技术所述方法以外，还可以使用例如芬顿法等方法处理，而含环丙沙星的高盐废水却无法通过这些常规方法进行处理，而本专利技术所述方法就特别合适。
[0012]在一种具体的实施方式中，将待处理且含有环丙沙星的高盐废水通入空气或者氧气，得到饱和溶解氧高盐废水；再在饱和溶解氧高盐废水中加入焙烧型铜钴铁类水滑石，在常温常压的反应条件下进行高盐废水的处理，处理过程中优选保持通入空气或者氧气。
[0013]在一种具体的实施方式中，通入空气或氧气后，废水在常温常压下的饱和溶解氧浓度为0.22
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0.61mmol/L，焙烧型铜钴铁类水滑石的质量与待处理高盐废水的体积之比大于等于1.5g/L。
[0014]在一种具体的实施方式中，所述焙烧型铜钴铁类水滑石的制备方法包括：以铜盐、钴盐、铁盐为原料，溶解后配制成金属盐溶液，氢氧化钠和碳酸钠配成碱性溶液作为沉淀剂，通过共沉淀反应得到铜钴铁类水滑石；将所述铜钴铁类水滑石在氮气气氛下进行焙烧，即得焙烧型铜钴铁类水滑石。
[0015]在一种具体的实施方式中，所述金属盐溶液中铜离子的浓度为0.1～0.4mol/L，钴离子的浓度为0.1～0.4mol/L，铁离子的浓度为0.1～0.4mol/L。
[0016]在一种具体的实施方式中，所述铜盐包括硝酸铜、硫酸铜、氯化铜中至少一种，所述钴盐包括硝酸钴、硫酸钴、氯化钴中至少一种，所述铁盐包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁中至
少一种；所述碱性溶液中氢氧化钠的浓度为0.6～2.4mol/L，碳酸钠的浓度为0.05～0.2mol/L。
[0017]在一种具体的实施方式中，所述铜盐、钴盐、铁盐的摩尔比为0.5～2：1：0.5～2；所述钴盐和氢氧化钠的摩尔比为1：6～8；所述钴盐和碳酸钠的摩尔比1：0.5～1。
[0018]在一种具体的实施方式中，将所述金属盐溶液和碱性溶液滴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种调控溶解氧处理含环丙沙星的废水的方法，其特征在于，所述方法包括使用焙烧型铜钴铁类水滑石处理所述废水，且所述方法包括在废水中通入空气或氧气，该焙烧型铜钴铁类水滑石在常温常压下通过活化水中的氧气以去除废水中的环丙沙星。2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述废水为高盐废水，且所述高盐废水中总的盐含量为800mg/L以上，优选高盐废水中总的盐含量为10g/L以上，更优选所述高盐废水中的氯盐、硝酸盐和硫酸盐中的至少某一种盐的含量在800mg/L以上。3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，将待处理且含有环丙沙星的高盐废水通入空气或者氧气，得到饱和溶解氧高盐废水；再在饱和溶解氧高盐废水中加入焙烧型铜钴铁类水滑石，在常温常压的反应条件下进行高盐废水的处理，处理过程中优选保持通入空气或者氧气。4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通入空气或氧气后，废水在常温常压下的饱和溶解氧浓度为0.22
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0.61mmol/L，焙烧型铜钴铁类水滑石的质量与待处理高盐废水的体积之比大于等于1.5g/L。5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述焙烧型铜钴铁类水滑石的制备方法包括：以铜盐、钴盐、铁盐为原料，溶解后配制成金属盐溶液，氢氧化钠和碳酸钠配成碱性溶液作...

【专利技术属性】
技术研发人员：许银，王劭鸿，李婷，游志敏，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：