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一種用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法與流程

文檔序號:11792634閱讀:966來源:國知局

本發(fā)明屬于醫(yī)藥環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法。



背景技術(shù):

我國是世界最大的抗生素原料藥生產(chǎn)和出口大國,總產(chǎn)量占全球生產(chǎn)總量70%。每年都將產(chǎn)生數(shù)百噸含有殘留抗生素的生物醫(yī)藥廢渣。

生物醫(yī)藥廢渣中含有殘留的抗生素,若未經(jīng)處理直接進入自然環(huán)境,抗生素會在地表水和河流等水體中會形成一個高濃度的區(qū)域,造成環(huán)境中致病菌耐藥性增加和擴散,對人類的公共健康構(gòu)成威脅。如果醫(yī)藥廢渣未經(jīng)處理直接做養(yǎng)殖飼料,殘留的抗生素會進入食物鏈,更將嚴重影響食品安全。

針對生物醫(yī)藥行業(yè)普遍面臨的抗生素生物醫(yī)藥廢渣的處理和利用難題,開發(fā)研究催化氧化降解集成技術(shù),將廢渣中殘留的抗生素進行快速無害化消解處理。同時由于生物醫(yī)藥廢渣中同樣含有大量的氨基酸等有機質(zhì)和氮磷等營養(yǎng)元素,若能將廢渣中所含抗生素氧化降解去除,再通過一系列的加工,可制成具有改良土壤、培肥地力、增加作物產(chǎn)量、提高品質(zhì),提高肥料的利用率等功效的肥料修復(fù)劑,土壤調(diào)理劑,將大幅度提高廢渣處理和綜合利用過程的附加值和經(jīng)濟效益,同時解決資源浪費和生態(tài)環(huán)境污染等問題,保障農(nóng)副產(chǎn)品質(zhì)量和土壤環(huán)境安全。

灰黃霉素廢渣若不經(jīng)過特殊的無害化處理即排放至環(huán)境中,將造成環(huán)境污染與資源浪費。J.F.Grove、D.Ismay、J.MacMillan等在文章Griseofulvin:Part II.Oxidative Degradation.Imperial Chemical Industries Limited,Butterwick Research Laboratories,The Frythe,Welwyn,Herts.1952.760:3958-3967僅提及灰黃霉素經(jīng)氧化后的各類氧化產(chǎn)物,通過灰黃霉素的氧化反應(yīng)得到了兩種一元酸,分別是3-氯基-2羥基-4,6-二甲氧基苯甲酸,以及7-氯基-2羥基-4,6-二甲氧苯并呋喃-3-酮-2-β丁酸,化學(xué)結(jié)構(gòu)式分別如下:

其中,R基團為H或OH。

上述兩種結(jié)構(gòu)是灰黃霉素氧化后可能性最大的兩種物質(zhì)。但在文獻資料中未見較為詳細的有關(guān)氧化方法的研究報道。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種操作步驟簡單,經(jīng)濟實用,可將生物醫(yī)藥廢渣中的灰黃霉素快速降解至安全指標以下的用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):

一種用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法,該方法具體包括以下步驟:

(1)預(yù)處理過程:

(1-1)將含有灰黃霉素的待處理生物醫(yī)藥廢渣與水混合,經(jīng)調(diào)漿、分散,制成固含量為5-45%的廢渣漿液;

(1-2)將廢渣漿液進行滅菌處理;

(2)催化氧化降解過程:

向經(jīng)過滅菌處理的廢渣漿液中加入氧化催化藥劑,進行催化氧化降解,后經(jīng)過濾分離、干燥,可形成固含量為70-80%的有機物廢渣產(chǎn)物,不含抗生素,可用于后續(xù)的土壤調(diào)理劑、有機無機復(fù)混肥的制備。

步驟(1-2)所述的滅菌處理為蒸汽加壓滅菌處理,處理時間為20-60分鐘。

步驟(2)所述的氧化催化藥劑包括氧化劑、催化劑及助催化劑,并且所述的氧化劑與待處理生物醫(yī)藥廢渣的質(zhì)量比為1:1-10。

所述的催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為0.05-40:100,所述的助催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為1-10:1-10。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為5-40:100。

所述的氧化劑包括高錳酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨、過硫酸鉀、雙氧水或次氯酸中的一種。

所述的催化劑包括二價鐵鹽、二價鈷鹽或二價錳鹽中的一種。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案,所述的催化劑包括FeSO4·7H2O、FeCl2、CoCl2、CoSO4或MnSO4中的一種。

所述的助催化劑包括磷酸、乙酸、草酸或鹽酸中的一種或多種。

步驟(2)所述的催化氧化降解的條件為:控制反應(yīng)溫度為10-180℃,反應(yīng)壓力為0-0.5MPa,反應(yīng)時間為1-8小時。

與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明方法采用濕法催化氧化處理集成技術(shù),對廢渣中殘留的灰黃霉素進行去除,去除率高,且不會產(chǎn)生二次污染產(chǎn)物,屬于無害化處理,具體過程包括預(yù)處理、催化氧化降解、過濾分離、干燥等,所得產(chǎn)品可用于制備土壤調(diào)理劑或有機無機復(fù)混肥料,實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和資源化、再利用的環(huán)保屬性,具有良好的環(huán)保應(yīng)用前景。本發(fā)明方法可將原有廢渣中殘留的濃度為1000ppm-5000ppm的灰黃霉素迅速降低至0-50ppm,且醫(yī)藥廢渣的質(zhì)量減少率小于10%,具有很好的應(yīng)用前景。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

實施例1

灰黃霉素含量為2360ppm。灰黃霉素廢渣20g加入180g水,形成固含量為10%的漿液;進行蒸汽滅菌20分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑過硫酸鉀20g,催化劑FeSO4·7H2O 2g,助催化劑磷酸10g,在90℃、常壓條件下反應(yīng)3小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為80%的產(chǎn)物24.62g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為20ppm,降解率達到99%以上。

實施例2

灰黃霉素含量為2100ppm?;尹S霉素廢渣200g加入600g水,形成固含量為25%的漿液;進行蒸汽滅菌30分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑高錳酸鉀50g,催化劑CoCl2 2.5g,助催化劑草酸10g,在10℃、常壓條件下反應(yīng)8小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為75%的產(chǎn)物259g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為20.7ppm,降解率達到99%以上。

實施例3

灰黃霉素含量為3000ppm?;尹S霉素廢渣1500g加入3500g水,形成固含量為30%的漿液;進行蒸汽滅菌60分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑30%雙氧水600g,催化劑FeCl2180g,助催化劑鹽酸170g,在180℃、0.5MPa壓力的條件下反應(yīng)1小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為70%的產(chǎn)物1930g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為16.9ppm,降解率達到99%以上。

實施例4

灰黃霉素含量為4200ppm?;尹S霉素廢渣1000g加入4000g水,形成固含量為20%的漿液;進行蒸汽滅菌40分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑過硫酸鈉150g,催化劑CoSO4 60g,助催化劑乙酸300g,在130℃、0.25MPa壓力的條件下反應(yīng)2小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為77%的產(chǎn)物1220g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為7.6ppm,降解率達到99%以上。

實施例5

灰黃霉素含量為4980ppm?;尹S霉素廢渣2500g加入3800g水,形成固含量為40%的漿液;進行蒸汽滅菌25分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑過硫酸銨320g,催化劑MnSO40.16g,助催化劑草酸32g,在60℃、常壓條件下反應(yīng)5小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為72%的產(chǎn)物3350g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為35.6ppm,降解率達到99%以上。

實施例6

灰黃霉素含量為4500ppm?;尹S霉素廢渣3000g加入17000g水,形成固含量為15%的漿液;進行蒸汽滅菌50分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑次氯酸300g,催化劑FeCl2 3g,助催化劑磷酸300g,在30℃、常壓條件下反應(yīng)7小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為75%的產(chǎn)物3720g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為37.5ppm,降解率達到99%以上。

實施例7

灰黃霉素含量為4000ppm?;尹S霉素廢渣600g加入11400g水,形成固含量為5%的漿液;進行蒸汽滅菌35分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑高錳酸鉀200g,催化劑CoSO4 1g,助催化劑磷酸2000g,在45℃、常壓條件下反應(yīng)6小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為78%的產(chǎn)物730g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為30.5ppm,降解率達到99%以上。

實施例8

灰黃霉素含量為2500ppm?;尹S霉素廢渣4500g加入5500g水,形成固含量為45%的漿液;進行蒸汽滅菌45分鐘;之后向的漿液中加入氧化劑過硫酸鈉500g,催化劑FeSO4·7H2O 100g,助催化劑磷酸67g,在75℃、常壓條件下反應(yīng)4小時;再經(jīng)分離和干燥,得到固含量為70%的產(chǎn)物5960g;經(jīng)檢測灰黃霉素殘留量為21ppm,降解率達到99%以上。

實施例9

本實施例用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法具體包括以下步驟:

(1)預(yù)處理過程:

(1-1)將含有灰黃霉素的待處理生物醫(yī)藥廢渣與水混合,經(jīng)調(diào)漿、分散,制成固含量為20%的廢渣漿液;

(1-2)將廢渣漿液進行滅菌處理;

(2)催化氧化降解過程:

向經(jīng)過滅菌處理的廢渣漿液中加入氧化催化藥劑,進行催化氧化降解,后經(jīng)過濾分離、干燥,可形成固含量為80%的有機物廢渣產(chǎn)物,不含抗生素,可用于后續(xù)的土壤調(diào)理劑、有機無機復(fù)混肥的制備。

步驟(1-2)中,滅菌處理為蒸汽加壓滅菌處理,處理時間為20分鐘。

步驟(2)中,氧化催化藥劑包括氧化劑、催化劑及助催化劑,并且氧化劑與待處理生物醫(yī)藥廢渣的質(zhì)量比為1:10。其中,催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為35:100,助催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為1:1。

本實施例中,氧化劑為高錳酸鉀,催化劑為CoSO4,助催化劑由磷酸與乙酸按體積比為1:1混合而成。

步驟(2)中,催化氧化降解的條件為:控制反應(yīng)溫度為25℃,反應(yīng)壓力為0.25MPa,反應(yīng)時間為3小時。

實施例10

本實施例用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法具體包括以下步驟:

(1)預(yù)處理過程:

(1-1)將含有灰黃霉素的待處理生物醫(yī)藥廢渣與水混合,經(jīng)調(diào)漿、分散,制成固含量為36%的廢渣漿液;

(1-2)將廢渣漿液進行滅菌處理;

(2)催化氧化降解過程:

向經(jīng)過滅菌處理的廢渣漿液中加入氧化催化藥劑,進行催化氧化降解,后經(jīng)過濾分離、干燥,可形成固含量為78%的有機物廢渣產(chǎn)物,不含抗生素,可用于后續(xù)的土壤調(diào)理劑、有機無機復(fù)混肥的制備。

步驟(1-2)中,滅菌處理為蒸汽加壓滅菌處理,處理時間為60分鐘。

步驟(2)中,氧化催化藥劑包括氧化劑、催化劑及助催化劑,并且氧化劑與待處理生物醫(yī)藥廢渣的質(zhì)量比為1:8。其中,催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為8:100,助催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為10:1。

本實施例中,氧化劑為雙氧水,催化劑為MnSO4,助催化劑由磷酸、乙酸及草酸按體積比為1:1:1混合而成。

步驟(2)中,催化氧化降解的條件為:控制反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)壓力為0.3MPa,反應(yīng)時間為2小時。

實施例11

本實施例用于去除生物醫(yī)藥廢渣中灰黃霉素的方法具體包括以下步驟:

(1)預(yù)處理過程:

(1-1)將含有灰黃霉素的待處理生物醫(yī)藥廢渣與水混合,經(jīng)調(diào)漿、分散,制成固含量為20%的廢渣漿液;

(1-2)將廢渣漿液進行滅菌處理;

(2)催化氧化降解過程:

向經(jīng)過滅菌處理的廢渣漿液中加入氧化催化藥劑,進行催化氧化降解,后經(jīng)過濾分離、干燥,可形成固含量為75%的有機物廢渣產(chǎn)物,不含抗生素,可用于后續(xù)的土壤調(diào)理劑、有機無機復(fù)混肥的制備。

步驟(1-2)中,滅菌處理為蒸汽加壓滅菌處理,處理時間為45分鐘。

步驟(2)中,氧化催化藥劑包括氧化劑、催化劑及助催化劑,并且氧化劑與待處理生物醫(yī)藥廢渣的質(zhì)量比為1:4。其中,催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為35:100,助催化劑與氧化劑的質(zhì)量比為1:10。

本實施例中,氧化劑為過硫酸銨,催化劑為FeSO4·7H2O,助催化劑由鹽酸、乙酸及草酸按體積比為1:1:1混合而成。

步驟(2)中,催化氧化降解的條件為:控制反應(yīng)溫度為75℃,反應(yīng)壓力為0.3MPa,反應(yīng)時間為4小時。

上述的對實施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改,并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此,本發(fā)明不限于上述實施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示,不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

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