[发明专利]一种短波紫外复合高级氧化去除水体中抗生素的方法

说明书

本发明涉及一种短波紫外复合高级氧化去除水体中抗生素的方法，在含有抗生素的水中加入氧化剂，并用紫外发光二极管照射混合溶液，通过紫外光激活次氯酸钠产生强氧化性自由基降解水体中抗生素。本发明基于复合高级氧化法基本思想，采用次氯酸钠作为氧化剂，利用紫外光激活产生各类强氧化性自由基对抗生素进行氧化去除，提供了一种快速高效、绿色环保的新型抗生素水处理技术。

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种短波紫外复合高级氧化去除水体中抗生素的方法。

背景技术

抗生素作为一类新兴的环境污染物，在地表水、地下水、饮用水、污水处理厂等环境介质中不断被检出，引起了人们的广泛关注。中国是抗生素最大的生产和消费国，其年产量高达25000t，占全球抗生素总产量的10％-25％。水环境中抗生素来自生活污水、农业废水、养殖废水、生产废水等，其中生活污水是最主要来源，医药品经过人体或动物摄入后，只有少部分得以代谢，大部分未完全代谢的药品会随着尿液或粪便排入污水中从而进入水环境。

抗生素含量低(在水体中一般以ng/L级浓度存在)，具有生物累积性和长期危害性，在自然界中稳定存在，难以生物降解等特性，常规污水处理工艺不能将其完全去除，最终其会以痕量级浓度进入水环境中，对人体和其他动植物的生存和健康带来不良影响，进而对整个生态环境带来难以预测的威胁，其中主要存在的是氯霉素类(CPs)、磺胺类(SAs)以及四环素类(TCs)。

目前对水体中抗生素的去除技术有常规处理技术和深度处理技术。常规处理技术即典型的物理、化学、生物处理技术，如混凝沉淀、活性污泥法等。混凝絮凝技术极性较强和分子量小的抗生素的去除效果不明显；生物处理技术受水体性质的影响比较大，而对低浓度抗生素的去除效果较差。深度处理技术中活性炭可以通过螯合、吸附等作用去除水中具有嗅味色度的污染物及重金属，但其吸附效果会受到有机污染物本身特性的影响，且会造成二次污染；膜处理技术容易引起堵塞污染，限制了膜技术大规模应用于抗生素去除。

近年来，高级氧化技术(AOPs)越来越广泛地应用于印染、制药等工业废水的处理中。高级氧化法通过氧化剂在一定条件下产生的具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)或硫酸自由基(SO4^-·)等，将有机污染物氧化分解成小分子物质。与传统的处理方法相比，高级氧化技术具有反应速率快，氧化能力强，污染较少等优点，在水处理中，特别是对高毒性、难降解的污染物处理方面，具有非常好的降解效果。

紫外线(UV)是一种波长范围100-400nm的不可见光，能够清洁高效地促进各类自由基的产生，且具有良好的消毒效果，因此被广泛应用。紫外/氯高级氧化被广泛应用于水处理领域，其原理为：水中的氯在紫外光的辐照下发生光解反应，产生强氧化性的氯自由基(Cl·)及羟基自由基(OH·)，自由基可以通过脱氢、加成、电子转移等方式高效快速降解水中抗生素污染物。

随着半导体技术的迅猛发展，紫外发光二极管(UV-LED)应运而生，并成为紫外辐射新光源。与传统汞灯紫外相比，UV-LED具有能耗低、效率高、体积小、无毒无害、环境友好、使用寿命长等优点，被认为是传统紫外汞灯的良好替代品。

UV-LED作为新型紫外光源拥有巨大的应用前景，而国内对UV-LED的研究工作起步较晚，当前对其的研究很少，研究结果局限在365nm-400nm近紫外范围内。因此应极力探究短波UV-LED在水处理领域的应用。

目前，H₂O₂和S₂O₈^2-在水处理领域中处于试验发展阶段，而次氯酸钠作为最常见的水处理氧化剂，具有良好的应用价值。但是对于次氯酸钠的研究大多集中在其消毒效能和抑菌效果，对高级氧化研究偏少。因此将短波紫外LED与次氯酸钠复合高级氧化作用降解抗生素具有极大的研究意义。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种短波紫外复合高级氧化去除水体中抗生素的方法。