[發明專利]一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法

在審

• 申請號: 201710151084.2
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106830473A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 耿金菊;高興勝;任洪強;許柯;張宴;黃輝
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F101/30;C02F101/34;C02F101/36
• 代理公司: 貴陽派騰陽光知識產權代理事務所(普通合伙)52110
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及非甾體抗炎藥處理技術領域，具體是涉及一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法。

背景技術

非甾體抗炎藥是一類臨床中廣泛應用的消炎藥物，我國每年的用量僅次于抗感染藥。按化學結構非甾體抗炎藥可分為以下種類：甲酸類，如阿司匹林；乙酸類，如雙氯芬酸、吲哚美辛；丙酸類，如布洛芬、萘普生；昔康類，如吡羅昔康、美洛昔康；昔布類，如塞來昔布、羅非昔布；吡唑酮類，如保泰松、氨基比林；其他，如尼美舒利。這些藥物經人服用后不能全部被人體吸收，剩余部分會隨尿液、糞便排出體外進入環境。而污水處理廠是其主要集聚地。作為一類新型污染物，現有毒性研究表明非甾體抗炎藥會對青鳉魚、斑馬魚、大型蚤、浮萍等水生生物產生生態毒性。因此，如何在污水處理系統中有效去除非甾體抗炎藥日益受到人們的關注。

污水的深度處理工藝作為保障污水安全排放的重要環節，研究不同的深度處理工藝對非甾體抗炎藥去除的效果具有重要意義。目前的一些深度處理工藝中，活性炭吸附、混凝沉淀、氯化消毒對非甾體抗炎藥去除效果不理想。過氧化氫對非甾體抗炎藥沒有去除效果，臭氧高級氧化工藝在實際污水處理廠的投加劑量和接觸時間下，也只能部分去除非甾體抗炎藥。使用UV高級氧化工藝去除實際污水中的非甾體抗炎藥尚無系統的研究。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，該方法對于雙氯芬酸、布洛芬、萘普生均有更優的去除效果，能有效去除污水中的非甾體抗炎藥。

本發明的技術方案是：

一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，包括以下步驟：

(1)隨機取污水上清液3-5次，對上清液中非甾體抗炎藥濃度檢測，并記錄檢測數據；

(2)將污水通入沉沙池，在沉沙池內加入絮凝劑，與污水的質容比為10-100g：1L，沉沙池有變速攪拌器，先以150-250r/min的轉速快速攪拌5-15min混凝，然后以60-80r/min的轉速慢速攪拌5-15min絮凝，隨后污水在重力左右下自流至二沉池，加入pH調節劑，使污水的pH值小于8.0，通過二沉池濾除2μm以上顆粒；

(3)二沉池分離后的上清液通過水泵排入光反應器中，向上清液中加入質量濃度為30％的H₂O₂溶液，使得H₂O₂與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為(1-100):1，隨后使用紫外燈進行光照處理，光照時間為5-10min，通過電磁攪拌保持均勻；最后加入的摩爾濃度為0.1mM的Na₂SO₃；

(4)將步驟(3)所得污水排入消毒池，向消毒池中通入ClO₂氣體，使污水中有效氯含量為5-20ppm；隨機取消毒池的水樣進行非甾體抗炎藥的檢測，將檢測結果記錄，與步驟一記錄的檢測結果相比較分析，最后將接觸消毒池的出水排放。

進一步的，步驟(1)所述的絮凝劑是有機絮凝劑和無機絮凝劑以質量比1：1-1.5的比例混合所得，所述有機絮凝劑為聚丙酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯吡啶銨中的一種或兩種混合，所述的無機絮凝劑為聚合雙酸鋁鐵、聚氯化鋁、硫酸亞鐵中的一種或多種混合，能夠生成較大的絮凝體而沉淀，有效的去除污水多種的懸浮物和大分子物質。

進一步的，步驟(1)所述的pH調節劑為濃度0.05mol/L的H₂SO₄，通過調節使污水呈酸性或弱堿性，避免腐蝕光反應器。

進一步的，步驟(2)所述的光反應器主要采用石英玻璃材料，中間豎直放置石英管套，石英管內放置紫外燈，石英玻璃對紫外光的透射率高，促進H₂O₂分解產生·OH。

進一步的，所述的紫外燈為22W低壓汞燈，發光波長為254nm，石英管壁外壁紫外光強度為1.35mW/cm²。

進一步的，步驟(1)、步驟(4)所述的污水中非甾體抗炎藥的檢測方法為高效液相色譜-串聯質譜法，具體步驟如下：

(A)三種非甾體抗炎藥濃縮純化：

(a)用3mL甲醇平衡CNW HLB小柱；

(b)用3mL純水洗滌CNW HLB小柱；

(c)將50mL水樣以1mL/min的速度通過CNW HLB小柱；

(d)用3mL 5％甲醇再次洗滌CNW HLB小柱；