[發明專利]一種超聲/臭氧聯合強化降解污水中抗生素的方法

有效

• 申請號: 201410244701.X
• 申請日: 2014-06-04
• 公開（公告）號: CN103979636A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 郭婉茜;銀仁莉;周顯嬌;曹海歐;任南琪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;C02F1/78
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種降解污水中抗生素的方法。

背景技術

長期以來抗生素被大量地用于人和動物的疾病治療，并以大治療劑量添加于動物飼料中，以預防動物疾病和促進其生長。但絕大部分抗生素不能完全被機體吸收，約有90％的抗生素以原形或者代謝物形式經由病人和動物的糞便和尿液排入生態環境中，經不同途徑對土壤和水體造成污染。目前，在加拿大、美國、英國、德國和中國等國家已經有大量的關于地表水和地下水檢出抗生素類物質的研究報道。含有抗生素的廢水是一類生物降解難度大，環境中殘留量高，生物毒性強的高濃度有機廢水。近年來由于制藥工業的飛速發展，特別是抗生素的出現給世界的水資源帶來了嚴重的污染。對抗生素廢水進行合理有效的治理已經迫在眉睫，這是關系到社會的發展以及人類的未來生存環境的問題。

目前處理含抗生素類廢水的方法很多，常用的方法為生物降解法、物理方法和化學降解法。如公開號為CN1101654311的中國專利公開了“一種抗生素廢水處理的新方法”，使用了上流式厭氧污泥床－好氧膜生物反應器聯合裝置對抗生素廢水進行生物處理，控制系統的水力停留時間為20.5h，COD平均去除率可達86.56％，聯合裝置的有效去除率為80％～85％，但是生物降解法所需時間較長，并且不適用于高濃度抗生素廢水的處理，而且生物降解抗生素類廢水還會產生毒性更大的污染物；物理方法只是將污染物進行轉移和累積，不能將其徹底降解；化學降解法中的高級氧化技術包括臭氧氧化、光催化氧化、濕式氧化、Fenton試劑氧化、H₂O₂/UV、O₃/UV等，其主要特點是通過化學反應產生羥基自由基，使污染物有效的降解為二氧化碳、水和無機離子，化學高級氧化法存在處理費用高、能量消耗大的缺點，其中的臭氧氧化的方法已用于環境中很多有機物包括抗生素的降解，但是有關超聲臭氧聯合技術降解抗生素的文獻和專利還未見報道。

發明內容

本發明是為了解決目前含抗生素類廢水的處理方法所需時間較長，不適用于處理高濃度的抗生素廢水理，最終產物毒性大，母體污染物無法徹底降解，處理費用高、能量消耗大的問題，從而提供一種超聲/臭氧聯合強化降解污水中抗生素的方法。

本發明的一種超聲/臭氧聯合強化降解污水中抗生素的方法具體是按以下步驟進行的：

將含抗生素的廢水加入到柱形反應器中，調節pH至3～9，將超聲發生裝置的探頭從頂部插入含抗生素的廢水液面下1/3的位置，同時啟動超聲發生裝置和臭氧發生器一起處理5min～60min。

本發明的有益效果：

一、本發明將超聲技術與臭氧氧化工藝聯合，利用超聲的空化效應使臭氧分子更加分散，形成更多羥基自由基，從而促進臭氧的選擇性氧化反應和自由基的非選擇性氧化反應，提高臭氧的利用率和傳質效率，縮短反應時間，加快抗生素的降解，從而節省運行成本；與單純的臭氧工藝相比較，本發明的超聲/臭氧工藝的反應速率常數K提高了41％，通過增大反應速率常數，減小抗生素的半衰期(t_1/2)，達到提高反應速率，縮短反應時間，降低臭氧投加量的目的；

二、用本發明的方法，廢水的COD也能達到一定的去除率，可生化性(BOD₅/COD)能得到很大的提升，且生物毒性也得到一定的緩解。當處理時間達到60min時，廢水的COD去除率達到80％，BOD₅/COD從0增大到0.54，生物毒性降到最低。

本發明的一種高效快速處理抗生素廢水的方法可用于實際水處理中。

附圖說明

圖1是降解曲線-時間圖，曲線1是試驗二中含磺胺甲惡唑的廢水的降解曲線-時間，曲線2是試驗一中含磺胺甲惡唑的廢水的降解曲線-時間；

圖2是反應速率-時間圖，■是試驗一測得的數據點，◆是試驗二測得的數據點，曲線1是試驗二的反應速率-時間擬合曲線，曲線2是試驗一的反應速率-時間擬合曲線；