本發(fā)明涉及一種處理抗生素污染廢水的方法，尤其涉及一種含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，屬于環(huán)境污染控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、抗生素是滅殺致病微生物生理活性的有效藥物，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、畜禽和水產(chǎn)等行業(yè)。然而，抗生素難以被生物體完全吸收和轉(zhuǎn)化，大量殘余抗生素及其活性抗菌成分將以代謝廢物的形式釋放至環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。其中，尤以含鹵抗生素最為嚴(yán)重。含鹵抗生素是指其分子結(jié)構(gòu)中含有鹵素原子的抗生素，這些藥物因其生物活性強(qiáng)和抗藥性強(qiáng)而廣泛使用。然而，它們在環(huán)境中不僅難以被降解，而且其稀釋后的殘留物能持續(xù)存在于水體中，影響生態(tài)系統(tǒng)。

2、目前，在處理含鹵抗生素廢水時，常用的方法包括生物降解和化學(xué)氧化。生物降解是利用微生物及其代謝過程對含鹵抗生素進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，但是某些微生物對于含鹵抗生素的降解能力有限，而且可能導(dǎo)致耐藥性的問題。化學(xué)氧化法通過產(chǎn)生強(qiáng)氧化性活性氧（ros）如?oh、?ooh和1o2來降解含鹵抗生素。然而在反應(yīng)過程中，容易產(chǎn)生高毒性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的、穩(wěn)定的含鹵中間體，使其在傳統(tǒng)的水處理工藝中難以被有效去除。因此，亟需開發(fā)一種高效低毒的含鹵抗生素廢水處理方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

3、根據(jù)本發(fā)明實施例的第一方面，提供一種含硫空位硫復(fù)鐵礦的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟s1.?硫復(fù)鐵礦的合成

5、將6?mmol硫脲投加于60.0?ml乙二醇中，攪拌將硫脲完全溶解后，立即加入六水合三氯化鐵（fecl3?6h2o），繼續(xù)攪拌直至溶液中各物質(zhì)充分溶解并混合均勻；將該混合物轉(zhuǎn)移到高壓反應(yīng)釜，在180?℃下反應(yīng)12?h；反應(yīng)結(jié)束后，自然冷卻至室溫，收集固體，洗滌干燥得到塊狀黑色固體物質(zhì)；用粉碎所得塊狀黑色物質(zhì)，呈黑色粉末，即可獲得硫復(fù)鐵礦；

6、步驟s2.?在硫復(fù)鐵礦表面構(gòu)筑硫空位

7、將步驟s1中獲得的硫復(fù)鐵礦粉末置于管式爐中，以10?℃/min的升溫速率將管式爐溫度從室溫上升至300?℃，保持在300?℃條件下真空熱處理4?h，隨后自然降至室溫，取出獲得的黑色粉末即為富含表面硫空位的硫復(fù)鐵礦。

8、進(jìn)一步地，步驟s1中，粉碎后的硫復(fù)鐵礦顆粒的粒徑范圍在1?μm～50?μm之間。

9、進(jìn)一步地，步驟s2中，含硫空位硫復(fù)鐵礦粉末的粒徑范圍在1?μm～50?μm之間。

10、進(jìn)一步地，步驟s1中，加入3?mmol的六水合三氯化鐵。

11、根據(jù)本發(fā)明實施例的第二方面，提供一種含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，包括以下步驟：在含有抗生素的廢水中加入含硫空位硫復(fù)鐵礦，在搖床上搖勻反應(yīng)60分鐘以上即可。

12、進(jìn)一步地，廢水中的抗生素為甲砜霉素、氯霉素、環(huán)丙沙星中的任意一種，并且濃度不超過50mg/l。

13、進(jìn)一步地，廢水的ph值為3～14。

14、進(jìn)一步地，加入的含硫空位硫復(fù)鐵礦為0.5～2?g/l。

15、理論分析：

16、本發(fā)明通過利用含硫空位硫復(fù)鐵礦作為關(guān)鍵物料，促使水分子裂解成高反應(yīng)性自由基?oh和?h基團(tuán)。首先，利用?h基團(tuán)發(fā)生氫化反應(yīng)實現(xiàn)含鹵抗生素的靶向脫鹵，接著通過自由基?oh的羥基化氧化反應(yīng)對有機(jī)物進(jìn)行深度氧化，從而實現(xiàn)含鹵抗生素的低毒轉(zhuǎn)化和深度氧化。

17、上述反應(yīng)過程中，穩(wěn)定的水活化和均勻裂解的過程都?xì)w因于硫復(fù)鐵礦的逆尖晶石結(jié)構(gòu)，其高自旋鐵原子呈反平行排列，使得電子能夠被有效定位在硫空位及相鄰的氫鍵介質(zhì)硫原子上。富含電子的硫空位有利于水分子的吸附和后續(xù)活化，而硫原子則能夠從活化的h2o中抽出氫原子，進(jìn)而使得h-o鍵在硫復(fù)鐵礦表面上以無障礙的方式裂解，生成穩(wěn)定的自由基?oh和?h基團(tuán)。

18、本發(fā)明利用含硫空位硫復(fù)鐵礦活化水生成的高反應(yīng)性自由基，采用有效的還原-氧化途徑降解含鹵抗生素，成功解決了傳統(tǒng)廢水處理方法在治理含鹵抗生素污染時容易產(chǎn)生高毒性含鹵中間體的問題。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

20、（1）利用含硫空位硫復(fù)鐵礦有效活化水分子，產(chǎn)生高反應(yīng)性的?oh和?h。通過氧化還原耦合的方式，有效避免了高毒性含鹵中間體的生成，實現(xiàn)了含鹵抗生素的低毒轉(zhuǎn)化和深度氧化。

21、（2）全過程中，對含鹵抗生素的降解反應(yīng)的條件溫和、整體耗能低，具有良好的環(huán)境兼容性，符合綠色化學(xué)原則。

22、（3）利用的關(guān)鍵物料—含硫硫復(fù)鐵礦，其合成方法簡單、原料來源廣泛、價格經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好，不會產(chǎn)生二次污染。

23、（4）本發(fā)明適用于各類工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥的污水治理領(lǐng)域，具有工業(yè)應(yīng)用前景，在環(huán)境治理領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種含硫空位硫復(fù)鐵礦的制備方法，其特征在于包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦的制備方法，其特征在于：

3.如權(quán)利要求1所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦的制備方法，其特征在于：

4.如權(quán)利要求1所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦的制備方法，其特征在于：

5.一種含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，其特征在于包括以下步驟：

6.如權(quán)利要求5所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，其特征在于：

7.如權(quán)利要求5所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，其特征在于：

8.如權(quán)利要求5所述的含硫空位硫復(fù)鐵礦降解廢水中抗生素的方法，其特征在于：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種含硫空位硫復(fù)鐵礦制備并降解廢水中抗生素的方法。該方法利用含硫空位硫復(fù)鐵礦活化水，產(chǎn)生羥基自由基（?OH）和氫自由基（?H），以協(xié)同降解含鹵素的抗生素。在這一過程中，含硫空位硫復(fù)鐵礦作為修復(fù)材料，水則作為自由基的前體。硫空位的存在促使水分子發(fā)生均裂，生成具有高反應(yīng)性的羥基自由基和氫自由基。該方法有效地解決了傳統(tǒng)廢水處理技術(shù)在處理含鹵抗生素污染時，容易產(chǎn)生高毒性含鹵中間體的問題，因此具有很高的推廣價值。

技術(shù)研發(fā)人員：胡春雷,李美琪,王竹挺,樓小娟,馬曉飛,趙家俊,陶慶文,凌燦燦,趙龍,張禮知
受保護(hù)的技術(shù)使用者：義烏市環(huán)境資源分揀利用有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28