用于处理医疗废水的吸附剂及其制备方法

本发明涉及水处理领域，尤其涉及一种用于处理医疗废水的吸附剂及其制备方法。

背景技术：

1、医疗废水中多含有抗生素。其中，四环素类药物是用量最大、最普遍的一类抗生素，此类药物抗菌谱比较广泛，所以其所能造成的生态毒理效应相较于其他抗生素也是更复杂的。由于这些抗生素药物大量残留环境当中，可能会造成越来越多的耐药菌的出现以及致病菌的变异(如分子结构重组)，对人类生存造成极大的损害。此外，随着医疗科技的发展，医疗废水中还会赋存一些重金属污染。

2、现有技术中对单一抗生素污染的处理一般有化学法、生物法与吸附法几种，化学法、生物法成本高，受环境影响大。吸附法的效率则与吸附剂息息相关。现有技术中对单一重金属的污染的处理一般有化学法、吸附法等，化学法包括化学沉淀、离子交换等，这种方法周期长，而且会产生二次污染物。吸附法也与吸附剂的性能有很大的关联。

3、也有一些研究者对复合型废水的处理进行了研究。如现有技术中采用改性生物炭去除水中的四环素和铜离子，然而实验表明，两者存在竞争吸附，会降低彼此的吸附量。其他的研究也证明了对于不同类型的重金属离子和不同类型的抗生素，在不同吸附剂上表现出的吸附行为可能是彼此促进，也可能是彼此抑制。因此，提供一种同时对重金属离子和抗生素具有较高的吸附率的吸附剂是有意义的。

4、另一方面，金属有机骨架材料具有较高的孔隙率、比较面积，因此具有良好的吸附效果。在水处理方面具有良好的潜力。然而，其具备机械强度差、材料损失、水不稳定等缺点，此外其萃取效率低，难以再生。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于处理医疗废水的吸附剂，其对医疗废水中抗生素和重金属均具备较优的吸附性能，且适用ph范围广，再生性能优良。

2、本发明还要解决的技术问题在于，提供一种用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于处理医疗废水的吸附剂，其主要由以下原料制成：

4、锌纳米颗粒70～110重量份，壳聚糖50～90重量份，明胶20～50重量份，致孔剂200～400重量份，戊二醛溶液20～60体积份，乙酸水溶液10000～25000体积份；

5、所述锌纳米颗粒主要由以下重量百分比的原料制成：

6、锌盐0.5～4.5％，2-甲基咪唑1～6％，甲醇90～98％；

7、所述致孔剂选用羧甲基纤维素或聚氧化乙烯。

8、作为上述技术方案的改进，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

9、锌纳米颗粒70～100重量份，壳聚糖60～80重量份，明胶20～40重量份，羧甲基纤维素200～300重量份，戊二醛溶液20～35体积份，乙酸水溶液18000～25000体积份。

10、作为上述技术方案的改进，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

11、锌纳米颗粒90～110重量份，壳聚糖60～80重量份，明胶20～40重量份，聚氧化乙烯200～300重量份，戊二醛溶液30～50体积份，乙酸水溶液18000～25000体积份。

12、作为上述技术方案的改进，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

13、锌纳米颗粒90重量份，壳聚糖70重量份，明胶30重量份，羧甲基纤维素250重量份，戊二醛溶液30体积份，乙酸水溶液20000体积份。

14、作为上述技术方案的改进，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

15、锌纳米颗粒100重量份，壳聚糖70重量份，明胶30重量份，聚氧化乙烯250重量份，戊二醛溶液40体积份，乙酸水溶液20000体积份。

16、作为上述技术方案的改进，所述戊二醛溶液的浓度为2～20wt％，所述乙酸水溶液的浓度为0.1～0.5vol％。

17、相应的，本发明还公开了一种用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法，用于制备上述的用于处理医疗废水的吸附剂，其包括以下步骤：

18、(1)将锌盐、2-甲基咪唑、甲醇混合均匀，在20～40℃反应20～30h，得到锌纳米颗粒；

19、(2)将锌纳米颗粒、壳聚糖、明胶、致孔剂、乙酸水溶液混合均匀，并滴加戊二醛溶液，在-30～-10℃冷冻3～10h，冷冻干燥后得到吸附剂成品。

20、作为上述技术方案的改进，步骤(1)中：

21、将锌盐、总量40～50％的甲醇混合，得到第一分散液；

22、将2-甲基咪唑与剩余的甲醇混合，得到第二分散液；

23、将第一分散液、第二分散液在20～40℃搅拌混合20～30h；所得产物采用甲醇洗涤后烘干，得到锌纳米颗粒。

24、作为上述技术方案的改进，步骤(2)包括：

25、(2.1)将锌纳米颗粒与乙酸溶液混合均匀，再加入壳聚糖、明胶、致孔剂，混合均匀后滴加戊二醛溶液，得到混合物；滴加过程中持续搅拌混合；

26、(2.2)将混合物置于模具中，在-30～-10℃冷冻3～10h，脱模，冷冻干燥后得到吸附剂成品。

27、作为上述技术方案的改进，步骤(2.2)中：

28、将冷冻干燥得到的吸附剂依次采用水、丙酮、环己烷洗涤，即得到吸附剂成品。

29、实施本发明，具有如下有益效果：

30、本发明的用于处理医疗废水的吸附剂主要由锌纳米颗粒、壳聚糖、明胶、致孔剂、戊二醛溶液、乙酸水溶液制成，其对医疗废水中的抗生素和重金属均具备良好的吸附效果，且其适用的ph范围广，机械强度高，多次循环损失小，具有良好的可再生性能。

技术特征：

1.一种用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，主要由以下原料制成：

2.如权利要求1所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

3.如权利要求1所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

4.如权利要求1所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

5.如权利要求1所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，所述吸附剂由以下重量份的原料制成：

6.如权利要求1～5任一项所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，所述戊二醛溶液的浓度为2～20wt％，所述乙酸水溶液的浓度为0.1～0.5vol％。

7.一种用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法，用于制备如权利要求1～6任一项所述的用于处理医疗废水的吸附剂，其特征在于，包括以下步骤：

8.如权利要求7所述的用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中：

9.如权利要求7所述的用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：

10.如权利要求9所述的用于处理医疗废水的吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(2.2)中：

技术总结
本发明公开了一种用于处理医疗废水的吸附剂及其制备方法，涉及水处理领域。其中，吸附剂主要由以下原料制成：锌纳米颗粒70～110重量份，壳聚糖50～90重量份，明胶20～50重量份，致孔剂200～400重量份，戊二醛溶液20～60体积份，乙酸水溶液10000～25000体积份；锌纳米颗粒主要由以下重量百分比的原料制成：锌盐0.5～4.5％，2‑甲基咪唑1～6％，甲醇90～98％；致孔剂选用羧甲基纤维素或聚氧化乙烯。本发明的吸附剂对医疗废水中抗生素、重金属均具有良好的吸附效果，且适用pH范围宽，具有良好的可再生性能。

技术研发人员：李微,高原,张立成,刘宁
受保护的技术使用者：沈阳建筑大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15