[发明专利]羟基自由基矿化饮用水中抗生素的处理系统及其处理方法

说明书

羟基自由基矿化饮用水中抗生素的处理系统及其处理方法，涉及饮用水中抗生素。设有羟基自由基矿化抗生素单元、次氯酸钠消毒单元、中央控制系统、混凝沉淀池、砂滤池、清水池、水质在线监测仪、总氧化剂水质在线监测仪、余氯在线监测仪、次氯酸钠存储罐、机械泵、控制器、水流量计、电磁阀和单元出水阀；羟基自由基矿化抗生素单元由·OH矿化抗生素装置和高通量液液混溶水力空化装置组成；·OH矿化抗生素装置设有大气压强电离放电氧等离子体集成源、分区激励式高频高压电源、文丘里气液混溶器、增压泵、减压缓冲器、袋式过滤器和冷却水循环设备。

技术领域

本发明涉及饮用水中抗生素，尤其是涉及到羟基自由基矿化饮用水中抗生素的处理系统及其处理方法。

背景技术

我国是抗生素生产和使用大国，其年产量约21万吨，在动物疾病的治疗、预防及促进生长方面发挥了巨大的作用。动物或人体服用的抗生素不能完全吸收，高达80％～90％的抗生素通过尿液和粪便以母体的形式排放到环境中，导致抗生素抗性菌株以及抗生素抗性基因(ARGs)的产生及传播，将造成严重的环境污染问题，最终严重危害人类身体健康与生态环境安全。

每年实际有大量抗生素通过生活污水和养殖废水进入环境地表水中。研究表明，在地表水、城市污水、地下水，甚至饮用水中均不同程度检测到抗生素。2014年12月，央视报道南京市鼓楼区居民家的自来水检测出阿莫西林等抗生素；蒋昊余等2015年报道在北江流域中氯霉素的检出率高达100％；2016年Xu等对钱塘江流域两个城市饮用水厂的处理工艺进行研究，发现了氨基糖苷类、磺胺类、万古霉素类等多种抗生素抗性基因的存在。

目前，国内外对饮用水中抗生素的去除主要有活性炭吸附、膜过滤处理、化学氧化降解等方法。中国专利CN105948158A公开一种利用活性炭吸附剂去除水中磺胺嘧啶的方法。该方法处理的抗生素单一，只能处理磺胺嘧啶，不能广谱的处理水中其他抗生素。膜处理技术如微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)等能有效去除水中的抗生素，尤其是NF和RO。Kosutic等研究者发现，低压RO对水中磺胺类抗生素的平均去除率可达到90.2％。如果用多个RO单元组成处理系统，对其去除率可以提高到99％。高级氧化技术(如O₃、光催化技术等)也可以有效去除水中抗生素。Huber等研究者发现在实验室条件下采用O₃逆流曝气处理水中的大环内酯类和磺胺类抗生素(2g/L)，投加少量的O₃即可得到很高(90％～99％)的去除率。中国专利CN103739134A于2014年4月公开去除水中残余抗生素的方法。该方法将过硫酸钠与预处理水混合，调节PH值后使用紫外光照射水体，最后加入硫代硫酸钠溶液，抗生素去除率可达85％～90％。

综合分析以上的饮用水抗生素去除方法发现：吸附法工艺简单，不会造成二次污染，但是因吸附容量低，抗生素去除效果不佳且处理速率低；膜处理技术不能破坏抗生素，排放的浓缩液不易处理，而且存在能耗高、处理量有限等缺点。化学氧化技术虽然去除效果较好，但往往需要庞大的附属处理设备、投加催化剂等，存在运行成本高、工序繁琐、易造成二次污染等问题。因此，研发新型的饮用水抗生素处理系统，安全高效的去除水体中的抗生素，保障饮用水的安全供给，对维护社会稳定，保护人类身体健康及生态环境安全具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供羟基自由基矿化饮用水中抗生素的处理系统及其处理方法。

所述羟基自由基矿化饮用水中抗生素的处理系统设有羟基自由基矿化抗生素单元、次氯酸钠消毒单元、中央控制系统、混凝沉淀池、砂滤池、清水池、水质在线监测仪、总氧化剂(TRO)水质在线监测仪、余氯在线监测仪、次氯酸钠存储罐、机械泵、控制器、水流量计、电磁阀和单元出水阀；