一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法技术

一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，属于水处理技术领域。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。本发明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%；本发明专利技术吸附剂制备简单，操作简便，耗能低；本发明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；本发明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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水处理
，具体涉及。
技术介绍
喹诺酮类抗生素作为一种广谱抗菌药物被广泛应用于人类医疗和畜禽养殖业，大量抗生素被长期添加于饲料中促进动物的生长。研究表明，大部分抗生素进入机体后，不能被完全吸收，其中以母体及代谢物的形式排除体外的占总用药量的30%~90%，畜禽排泄物经过不同的途径进入水环境和土壤环境。目前已有很多国家地区地表水、地下水及饮用水中都有不同程度的抗生素检出，这些残留于水体中的抗生素会对生物造成威胁，诱发微生物产生抗药性和抗性基因。因此，水体中抗生素残留去除已成为全世界的关注热点。利用吸附法去除水体中污染物是一种常用的水处理技术。目前，大多采用活性碳作为吸附材料，然而活性碳含有大量的不规则微孔结构，导致对大分子有机物污染物的吸附效果较差。竹炭是竹材热解得到的主要产品，具有丰富的孔隙分布特征和高比表面积，而且其表面存在羧基、酚羟基等含氧官能团和少量含硫、氢、氯等其它元素的表面官能团，而具有较强的吸附特性。竹炭是生物质炭的一种，具有极性质稳定，难以降解的特点。竹炭作为一种良好的吸附剂，成本较低，制备简单，环保经济且吸附效率高，在吸附领域有极大的应用前景。本专利技术利用竹炭特有的结构特征吸附目标污染物抗生素，并对其吸附的特性进行研究，为抗生素污染废水的治理提供参考价值。
技术实现思路
`针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计提供的技术方案。该方法利用价格低廉，较易制备的竹炭作为吸附材料，对水体中环丙沙星抗生素污染物进行吸附去除，为抗生素污染废水的无毒害化处理提供一种简单经济有效的方法，对环境治理具有潜在的应用价值。所述的，其特征在于包括以下步骤: 1)将竹材经高温烧制生成竹炭； 2)将步骤I)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。所述的，其特征在于所述的步骤I)中竹材为3~6年生竹子。所述的，其特征在于所述的步骤I)中烧制温度为800~1000 V。所述的，其特征在于所述的步骤2)中竹炭经粉碎、过筛后得到粒径为100~200目的粉末竹炭。所述的，其特征在于所述的步骤3)连续振荡处理转速为200~300 r/min。所述的，其特征在于所述的步骤3)中粉末竹炭吸附环丙沙星的条件为:吸附温度为20~30 °C，连续振荡时间为12~24 h，溶液的pH为5.5~6.5。 所述的，其特征在于所述的步骤3)中环丙沙星的初始浓度为5~25 mg/L，粉末竹炭与含环丙沙星的废水的质量比为1:500~1:2500。所述的，其特征在于所述的步骤4)中采用过滤的方法将废水与粉末竹炭进行分离。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点和效果: 1、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% ； 2、本专利技术吸附剂制备简单，操作简便，耗能低； 3、本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； 4、本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。【附图说明】图1为实施例1中吸附剂用量对吸附效果的影响图； 图2为实施例2中pH对吸附效果的影响图； 图3为实施例3中吸附时间对吸附效果的影响图。【具体实施方式】以下结合实施例来进一步说明本专利技术。实施例1:吸附剂用量对吸附效果的影响称取 0.005,0.0100,0.0200,0.0500,0.1000,0.2000,0.5000 g (0.0005g)不同量的竹炭颗粒于50 ml玻璃瓶中，加入25 mL，浓度25 mg/L环丙沙星的溶液，该溶液中含有0.01mol/L CaCl2 和 0.01 mol/L NaN3 (0.01 mol/L CaCl2:溶液为支持电解质，0.01 mol/LNaN3:以抑制土壤中细菌活动)。 在25 °C, 220 r/min避光振荡12 h，分别取样，上清液过0.22 μπι滤膜后，用液相色谱测定样品中环丙沙星的含量，并计算去除率，得出竹炭的最佳用量，如图1所示，当吸附剂的投入量在0.005~0.0500 g时，环丙沙星的吸附去除率随吸附剂的增加而升高，当吸附剂的投入量为0.1 g时，对环丙沙星的去除效果最好，去除率达到了 99.6%。当吸附剂的投入量超高0.1 g时，吸附剂对环丙沙星的去除率基本保持不变。因此，在具塞玻璃管中加入0.1 g竹炭作为吸附材料去除环丙沙星的最佳静态吸附剂用量。实施例2:pH对吸附效果的影响准确称取0.1 g的竹炭(精确至±0.0005 g)于50 mL玻璃瓶中，取25 mg/1的环丙沙星溶液(0.01 mol/L CaCl2,0.01 mol/L NaN3)，用 HCl 和 NaOH调节溶液的 pH值为 2.5、3.5、4.5、5.5、6.5、7.5、8.5、9.5，加入 25 mL 不同 pH 值的溶液，在 25 °C, 220 r/min 下避光振荡12 h后，过0.22 ym滤膜后，测定样品中环丙沙星的浓度，计算环丙沙星的吸附量。如图2所示，当水体pH值在2.5~4.5之间时，竹炭对环丙沙星的饱和吸附容量相对较低，当pH=5.5时竹炭对环丙沙星的饱和吸附容量最大，为6148.32 mg/kg,当水体pH值大于5.5时，竹炭对环丙沙星的饱和吸附容量随着PH值的升高而降低，在pH值为8.5~9.5时竹炭对环丙沙星的饱和吸附容量基本保持不变。实施例3:吸附时间对吸附效果的影响 准确称取0.1 g的竹炭(精确至0.0005 g)于50 mL玻璃瓶中，调节背景溶液的pH值为 5.5，加入 25 mL，25 mg/1 环丙沙星的 0.01 mol/L CaCl2 溶液(0.01 mol/L CaCl2:溶液为支持电解质，其中加入NaN3使其浓度为0.01 mol/L，)，在25 °C, 220 r/min下振荡48h，在 0、1/6、1/3、0.5、1、1.5、2、4、6、8、10、12、16、24、36、48 h，取上清液，过 0.22 μ m 滤膜后，采用液相色 谱测定样品中的环丙沙星浓度，计算环丙沙星的吸附量，确定环丙沙星在竹炭上的吸附最佳时间。如图3所示，当吸附时间在最为0.5 h内，竹炭对环丙沙星的吸附非常迅速，水体中环丙沙星的浓度急剧下降，竹炭对环丙沙星的吸附去除率为80%，吸附时间约为12 h左右，竹炭对环丙沙星的吸附去除率为99.6%，在随后的24 h内竹炭对环丙沙星的吸附基本保持稳定，表明12 h为竹炭吸附剂达到最大吸附容量的最短吸附时间。应用例1: 1)将竹材为5年生竹子经800°C烧制生成竹炭； 2)将步骤I)得到的竹炭粉碎，过筛，得到粒径为100目的粉末竹炭； 3)调节含有5%环丙沙星的废水pH至6，将步骤2)得到的粉末竹炭加入至该废水中，粉末竹炭和废水的质量比为1:2000，然后在温度25 °C，转速250 r/min下连续振荡18 h ； 4)将粉末竹炭过滤从废水中去除。5)最后检测废水中的环丙沙星含量为0.10 mg/kg，去除率达到97.97%。应用例2: 1)将竹材为6年生竹子经1000°C烧制生成竹炭； 2)将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，其特征在于包括以下步骤：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。

【技术特征摘要】
1.一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，其特征在于包括以下步骤: 1)将竹材经高温烧制生成竹炭； 2)将步骤I)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。2.如权利要求1所述的一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，其特征在于所述的步骤I)中竹材为3~6年生竹子。3.如权利要求1所述的一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，其特征在于所述的步骤I)中烧制温度为800~1000 °C。4.如权利要求1所述的一种利用竹炭吸附去除水体中环丙沙星的方法，其特征在于所述的步骤2)中竹炭经粉碎、过筛后得到粒径为100~200目的粉末竹炭。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈光才，王丽，张建锋，
申请(专利权)人：中国林业科学研究院亚热带林业研究所，
类型：发明
国别省市：