[发明专利]固体酸催化剂在红霉素降解中的应用

说明书

本发明公开了一种固体酸催化剂在红霉素降解中的应用，属于环境保护技术领域。本发明公开了一种固体酸催化剂降解污水中红霉素的方法，以硫酸锆固体酸为催化剂，将硫酸锆固体酸加入含有红霉素的污水中，用来降解污水中的红霉素。本发明工艺简单，反应快，对设备抗腐蚀性的要求比较低，催化活性高，催化剂可以通过离心或者抽滤的方式回收，可重复使用。为污水中红霉素的降解开辟了新的途径，减少了红霉素在环境中的富集，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种固体酸催化剂在红霉素降解中的应用，属于环境保护技术领域。

背景技术

当今世界人们对抗生素的使用量越来越大，我国作为抗生素生产与消费第一大国，抗生素生产所产生的含抗菌渣、滥用和过度使用抗生素都会导致抗生素抗性基因和抗性细菌的形成，给环境带来了巨大的威胁。红霉素是一种重要的大环内酯类抗生素，它是继β内酰胺类抗生素之后的用于人和动物治疗中使用的第二类最重要的抗生素类别，它的蛋白质抑制能力被认为是三大最广泛使用的抗生素之首。

常态下红霉素非常稳定，处理不当一但流露到环境当中去，它会逐渐累积，很难在自然消除。红霉素在全球各种水体中的浓度从ng/L到μg/L不等，对水生生物构成严重威胁，产生了大量的红霉素抗性基因和抗红霉素细菌。

常规的水处理工艺对于红霉素的去除效率相对较低，导致其在水环境中的负荷有所增加。关于水溶液中红霉素降解的方法前人已经研究了许多，如一些高级氧化法的应用，包括臭氧化、电化学氧化、紫外（UV）、紫外/二氧化钛、紫外/过硫酸盐、微生物电芬顿，这些方法对于降解红霉素都不一样的效果，但是实际应用起来都存在不足，如容易产生二次污染，降解率不高，成本高等缺点。找到一种高效，彻底，无二次污染且成本低的红霉素降解的方案迫在眉睫。

目前已公开的有关于红霉素处理专利大概有以下几种（大多是有关于处理红霉素发酵菌渣的）：一是160℃以上高温降解红霉素；二是向添加无机酸在酸性条件下降解红霉素，然后添加强碱进行中和，再制备有机肥（申请号：201310162405.0；201510406489.7）；第三种方法是用酵母菌等真菌进行发酵，制备酵母膏（申请号：201610097783.9）。然而，上述方法均存在一定局限性，第一种方法需要高温、高压的环境，耗能高，且对设备要求极高，存在较大安全隐患；第二种方法需要添加强碱进行中和，产生的无机盐会产生严重的污染环境；第三种方法对红霉素消纳量有限，且需要较为复杂的工艺。这些工艺都没有涉及到污水中微量红霉素的去除，尤其是医院废水中的抗生素富集问题的解决。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种固体酸催化剂在红霉素降解中的应用，解决处理厂存在的因污水处理能力不足，导致大量的红霉素在环境中累积，滋生超级细菌，威胁环境及人类健康的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种固体酸催化剂降解污水中红霉素的方法，以硫酸锆固体酸为催化剂，将硫酸锆固体酸加入含有红霉素的污水中，用来降解污水中的红霉素。

优选地，所述硫酸锆固体酸的制备方法为：将五水合硫酸锆放入马弗炉中200-300℃灼烧2-3小时，拿出放凉碾碎即得。

优选地，具体包括：

配制100mg/L的红霉素反应体系；

向红霉素反应体系中分别加入0.002g、0.006g、0.01g硫酸锆固体酸催化剂，每组做三个平行且做好标记；

将红霉素反应体系放于常温、200转/min的摇床上反应0-3h，每间隔0.5h取10mL反应液于离心管；

每次取出的10mL的红霉素反应液立刻加入3mol/L的氢氧化钠溶液1-3μL用以终止反应，然后测定红霉素降解动态情况。

优选地，将反应最后的反应液进行抽滤，滤渣烘干后继续使用。