申请日2016.08.31
公开(公告)日2017.01.04
IPC分类号C02F1/28; B01J20/20; B01J20/30; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，将风干的生物质破碎、热解、镁离子改性、干燥后得到改性生物炭，将改性生物炭与经过初步沉淀后的养殖废水混合均匀后恒温下震荡5‑20小时，对其中的抗生素的去除效率可达90%以上;本发明方法简单实用，对污染物的去除效果显著，减小了养殖废水对环境的影响，本发明所用改性生物质制备方法简易可行，且所用生物质廉价易得，来源广泛，其在控制水体污染的同时还高效再利用了生物质，具有良好的实用价值和应用前景。
权利要求书
1.一种利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将风干的生物质进行破碎并过筛;
(2)步骤(1)的产物在惰性气体保护下进行热解，得到生物炭，将生物炭研磨，过100目筛;
(3)步骤(2)得到的生物炭粉末与镁盐溶液按照质量体积比为1︰10-50 g/mL混合，并将混合物超声0.5-1h，其中镁盐溶液的浓度为0.1-1.0mol/L;
(4)步骤(3)超声过的混合物在摇床中震荡2-3h后，沉淀、过滤，将滤饼烘干，得到改性生物炭;
(5)将养殖废水在沉淀池中进行初步沉淀，去除废水中的颗粒和悬浮物;
(6)步骤(4)得到的改性生物炭与步骤(5)沉淀过的养殖废水按照质量体积比为1︰100-200g/mL混合，恒温下搅拌5-20h后，检测出水中抗生素的含量。
2.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(1)中所述生物质为青稞秸秆、油菜秸秆或牛粪。
3.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(1)中过筛后的生物质颗粒粒径为0.1-0.5 cm。
4.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(2)中所述惰性气体为氮气或氩气。
5.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(2)中所述热解工艺为：以3-10℃/min的升温速率升温至300-700℃后保持恒温，热解总时长为3-4 h。
6.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(3)中镁盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁或醋酸镁。
7.根据权利要求1所述利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，其特征在于，步骤(6)所述恒温温度为20-25℃。
说明书
一种利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术和生物质的利用领域，具体涉及一种利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法。
技术背景
近几十年来，为了满足人们对畜禽产品日益增长的需求，我国的畜禽养殖方式由最初的散养逐渐转变为集约型、规模化养殖，畜禽养殖业得到了空前的发展，但是，迅猛发展的畜禽养殖业产生的大量废水成为了大中城市的新兴污染源以及继工业废水、生活污水后的第三大污染源，我国每年排放的畜禽养殖废水超过100亿吨，远远超过全国工业废水和生活废水排放量的总和。
在集约化、规模化的畜禽养殖过程中，为了预防和控制疾病，确保畜禽生长和增产增重，大量抗生素药物作为兽药或饲料添加剂被喂养给动物，我国每年大约有6000吨抗生素被添加到畜禽养殖业饲料中，主要包括四环素类、磺胺类以及喹诺酮类抗生素，但是，绝大部分抗生素不能完全被机体吸收，其中约30%-90%经肾脏过滤后以原物或代谢产物的形式随尿液排出体外，导致畜禽养殖废水中的抗生素含量过高，继而导致了大量的抗生素进入到环境中，它们会对农田土壤、地表和地下水及生态系统中各类生物产生危害，最终还会通过食物链传递，威胁人类健康。
发明内容
针对养殖废水中含有大量抗生素的问题，本发明提供一种利用改性生物炭去除养殖废水中抗生素的方法，具体步骤如下：
(1)将风干的生物质进行破碎并过筛;
(2)步骤(1)的产物在惰性气体保护下进行热解，得到生物炭，将生物炭研磨，过100目筛;
(3)步骤(2)得到的生物炭粉末与镁盐溶液按照质量体积比为1︰10-50 g/mL混合，并将混合物超声0.5-1h，其中镁盐溶液的浓度为0.1-1.0mol/L;
(4)步骤(3)超声过的混合物在摇床中震荡2-3h后，沉淀、过滤，将滤饼烘干，得到改性生物炭;
(5)将养殖废水在沉淀池中进行初步沉淀，去除废水中的颗粒和悬浮物;
(6)步骤(4)得到的改性生物炭与步骤(5)沉淀过的养殖废水按照质量体积比为1︰100-200g/mL混合，恒温下搅拌5-20h后，检测出水中抗生素的含量。
优选的，步骤(1)中所述生物质为青稞秸秆、油菜秸秆或牛粪。
优选的，步骤(1)中过筛后的生物质颗粒粒径为0.1-0.5 cm。
优选的，步骤(2)中所述惰性气体为氮气或氩气。
优选的，步骤(2)中所述热解工艺为：以3-10℃/min的升温速率升温至300-700℃后保持恒温，热解总时长为3-4 h。
优选的，步骤(3)中镁盐为氯化镁、硫酸镁、硝酸镁或醋酸镁。
优选的，步骤(6)所述恒温温度为20-25℃。
养殖废水中含有的抗生素包括四环素类、磺胺类、喹诺酮类抗生素中的一种或几种。
本发明的有益效果：
(1)本发明将青稞秸秆、油菜秸秆或牛粪等生物质收集作为原料，来源广泛、易得、价格低廉，高效的再利用了废弃的生物质。
(2)所制备改性生物炭具有很强的稳定性和吸附性，具有很好的持留污染物的功用，在污染修复和控制上具有巨大的潜力。
(3)本发明将生物质制备成改性生物炭用于去除养殖废水中的抗生素，处理工艺流程短、操作简洁，而且生产成本低廉，适于工业化生产，在处理养殖废水方面具有良好的应用前景。