利用工业废料制备用于去除制药废水有机负荷的地质聚合物膜的研究意义

推荐 为解决制药废水有机污染物及细菌污染严重的问题，研究人员以叙利亚粘土为主要原料，混合工业废料（如炉渣、陶瓷废料和玻璃废料）制备了地质聚合物膜。结果表明，这些膜可有效降低废水COD和BOD，去除效率分别高达95.74%和96.80%，并显著减少细菌数量。研究为低成本高效水处理技术提供了新思路。

　　

论文解读
近年来，随着工业活动的加剧，制药行业产生的废水问题日益严重。这些废水中含有大量有机污染物，如抗生素和抗炎药，具有高毒性和难降解性，对环境和人类健康构成重大威胁^[4-5]。传统处理方法如活性炭吸附成本高昂，而生物处理和膜技术虽被广泛应用，但对持久性有机污染物的去除效果有限^[6-8]。因此，开发一种经济高效的水处理技术成为研究热点。

在此背景下，来自叙利亚阿勒颇大学的研究人员开展了利用工业废料制备地质聚合物膜的研究。地质聚合物（Geopolymer）作为一种新型无机高分子材料，因其高机械强度、化学稳定性和低成本制备优势，近年来在水处理领域备受关注^[14-16]。研究人员以叙利亚粘土为原料，通过高温煅烧（600°C，120分钟）制备活性成分，并与碱激活溶液（NaOH+Na₂SiO₃）混合，再分别添加炉渣废料、陶瓷废料和玻璃废料，最终制得具有不同性能的地质聚合物膜。

研究结果表明，废料的添加显著降低了膜的孔隙率，从而减少了水流量，但大幅提高了抗压强度。其中，添加20%炉渣废料（MCh20）、20%陶瓷废料（MCe20）和15%玻璃废料（MG15）的膜性能最佳，兼具高强度和适宜的水通量。在废水处理实验中，这些膜通过两阶段工艺（粉末吸附和膜过滤）有效去除了有机污染物。MCh20膜对COD的去除率达到95.74%，BOD去除率为96.80%，细菌数量从初始的755 cfu/ml降至4 cfu/ml，显示出优异的净化效果。

研究结论表明，利用工业废料制备地质聚合物膜是一种兼具环保性和经济性的水处理技术。该技术不仅实现了废料的资源化利用，还显著提升了废水处理效率，为制药行业及其他工业废水的治理提供了新方案。论文发表于《BMC Research Notes》，其成果对推动可持续水处理技术的发展具有重要意义。

研究方法方面，研究人员首先通过X射线荧光光谱（XRF）、差示扫描量热法（DTA）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）对原料进行表征，确定其化学成分和矿物结构。随后，采用机械搅拌和模具成型工艺制备地质聚合物膜，并通过压汞仪和万能试验机测定孔隙率和抗压强度。废水处理实验则通过化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）检测及细菌平板计数法评估膜的性能。

综上所述，该研究通过创新性地利用工业废料，成功开发出高效、低成本的地质聚合物膜水处理技术，为解决制药废水污染问题提供了切实可行的解决方案，具有重要的环境和经济价值。