[发明专利]一种高效去除水体中抗生素的光催化氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及废水治理领域，尤其涉及一种高效去除水体中抗生素的光催化氧化方法。

背景技术

中国是抗生素使用大国，也是抗生素生产大国。年产抗生素原料大约21万吨，出口3万吨，其余自用（包括医疗与农业使用），人均年消费量138g左右（美国仅13g）。据WHO资料显示，我国抗生素使用率远高于国际上规定的抗生素使用率不超过30%的标准，而且我国每年有8万多人直接或间接死于滥用抗生素。抗生素大多不能被充分吸收利用而以原型或代谢产物的形式进入环境，形成“假持久性”现象，目前在地下水、地表水、污水处理厂出水、污泥、土壤中均有检出，进入环境中的抗生素会诱导产生耐药性菌株，高耐药性细菌的不断涌现，将严重影响生态系统、对水生生物产生毒性，并通过食物链富集作用威胁人类健康。

抗生素废水是一类含难降解有机物和生物毒性物质的高浓度有机废水。该类废水成分复杂，悬浮物高，有机物含量高；色度深，含盐高，毒性大。这一系列特征导致抗生素废水对环境造成严重污染。主要来源有制药厂废水未经处理直接排放到下水道，人类医用抗生素通过尿液和粪便排泄到环境中，进而进入下水管道系统中，最终流入污水处理厂，另外，人畜粪便作为肥料施入田地，会污染土壤，伴随着径流和淋洗作用，土壤中的抗生素就会进入到地下水和地表水中，污染饮用水环境。

目前抗生素废水的处理方法以生物处理为主，辅以化学处理方法和物化处理方法。物化处理主要作为前处理，主要有混凝、气浮、吸附、过滤、反渗透等，反渗透容易引起不可逆堵塞；生物法处理抗生素废水周期长，处理不彻底，出水往往残留部分抗生素以及中间代谢产物，原因是大多数抗生素对微生物有毒害作用，影响微生物活性，从而降低生化阶段处理效果，另外高盐对好氧系统影响较大，影响处理效果；传统化学法运行费用高，操作难度大，处理效果不稳定。也有一些处理效果相对较好的高级氧化技术，例如Fenton法、类Fenton法、臭氧氧化法、超声氧化法等，这些技术普遍具有绿色环保、无二次污染的优点，常被应用于难降解有机废水的处理，但往往具有选择性，对反应条件要求苛刻，药剂投量大，应用困难，造价高。

因此，提供一种快速高效，无选择性，应用范围广，节能环保的新型抗生素废水处理方法，具有广泛的应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高效去除水体中抗生素的光催化氧化方法。

本发明采用的技术方案为：

一种高效去除水体中抗生素的光催化氧化方法，包括以下步骤：

（1）量取初始浓度为5-15mg/L的抗生素废水，置于反应容器中，再添加K₂S₂O₈；

（2）连接反应容器的磁力搅拌装置开始磁力搅拌，同时用紫外灯照射反应容器中的混合溶液；

（3）反应的pH为3-7，反应10min后关闭紫外灯和磁力搅拌装置，检测抗生素废水中抗生素的浓度。

所述步骤（1）中K₂S₂O₈的添加量为0.3-0.5mmol/L。

所述步骤（1）中的反应容器为500mL的烧杯。

所述步骤（2）中的紫外灯为220v/15w一体化电子灯。

本发明的有益效果是：本发明提供一种绿色环保、快速高效、应用广泛，操作简单的新型抗生素废水处理技术，以期应用到实际抗生素制药废水处理以及代替原有传统处理方法。和生物处理工艺联合，应用于预处理阶段达到提高废水可生化性，提高生化阶段处理效果，从而使出水达标的目的；应用于深度处理阶段，达到节省药剂、缩短流程、降低成本的目的。本发明基于Fenton氧化法以及类Fenton氧化法基本思想，通过反应过程中产生的自由基对有机物进行氧化去除，将此原理应用到抗生素废水领域，通过UV催化K₂S₂O₈产生的SO₄^-·的强氧化作用处理模拟抗生素废水，降解速度快，降解效率高，降解效果显著。

具体实施方式

一种高效去除水体中抗生素的光催化氧化方法，包括以下步骤：

（1）量取初始浓度为5-15mg/L的抗生素废水，置于反应容器中，再添加K₂S₂O₈；

（2）连接反应容器的磁力搅拌装置开始磁力搅拌，同时用紫外灯照射反应容器中的混合溶液；