[發明專利]一種紫外過硫酸鹽去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法

在審

• 申請號: 201710151514.0
• 申請日: 2017-03-14
• 公開（公告）號: CN106830277A
• 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: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/32;C02F101/30
• 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

本發明涉及殘留非甾體抗炎藥處理技術領域，具體是一種紫外過硫酸鹽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，在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。藥物的大量使用及濫用，使得該類物質及其活性組分被持續不斷地輸入到水體環境中，藥物的特性(旋光性、半揮發性、極性及高毒性等點)和水體環境自身存在的演變規律決定了這些物質將在水體環境中進行持續不斷地長距離遷移擴散，并形成普遍性累積，其歸趨的不確定性給人類健康形成了不可預測的潛在風險。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。

研究表明，污水處理廠現有處理技術不能有效去除非甾體抗炎藥，導致這些藥物隨污水廠尾水源源不斷輸入環境水體中并形成普遍性累積，能夠長期作用于水生態系統，對水環境產生潛在威脅，進而直接或間接影響飲用水質量，危害人體健康。

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硫酸鹽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：一種紫外過硫酸鹽去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，主要包括以下步驟：

步驟一：污水重力自流至二沉池，通過二沉池進行沉淀分離，然后取分離后的上清液，利用高效液相色譜串聯質譜法對上清液中殘留的非甾體抗炎藥濃度進行檢測，并記錄檢測數據；

步驟二：取二沉池分離后的上清液，在上清液中加入質量濃度為50-70％的NaS2O8溶液，使得NaS2O8與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為(1-100):1，得到反應液，然后將反應液放入光反應器中反應，使用UV光照5-10min，通過電磁攪拌保持反應液中的各成分濃度均勻，光照功率為22W。

步驟三：將步驟二中反應結束后的溶液進行處理結果分析，使用高效液相色譜串聯質譜法進行非甾體抗炎藥濃度檢測，計算去除率并進行動力學模擬，然后送入接觸消毒池與ClO₂反應消毒殺死病原微生物，最后將接觸消毒池的出水排放。

進一步的，所述的二沉池為豎流式沉淀池，池體截面為圓形，污水自上而下流動，流速為15-25mm/s，底部設置螺旋形擋板使污水在池中均勻分布，過水斷面上升速度為0.6-0.8mm/s，沉淀時間采用1.5-2.5h，懸浮物沉降進入池底錐形沉泥斗中，澄清水從池四周沿周邊溢流堰流出，堰前設擋板及浮渣槽以截留浮渣保證出水水質，靠池壁設有排泥管，排泥管管徑為300-400mm，靠靜水壓將泥定期排出。

進一步的，所述的非甾體抗炎藥濃度的檢測方法為：

(1)提取樣品：取500mL水樣用0.22μm混合纖維膜過濾，過濾后存于4℃冰箱中以待后續的固相萃取操作以及隨之的非甾體抗炎藥濃度測定，每個實驗重復三次，取平均值±標準偏差進行分析；

(2)樣品純化：選用的固相萃取柱為CNW HLB(60mg，3mL)水相——有機平衡小柱，具體步驟如下：

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5mL/min的速度通過CNW HLB小柱；

d.用3mL5％甲醇再次洗滌CNW HLB小柱；

e.用6mL甲醇溶液洗脫，洗脫液氮吹定容至1mL，存于4℃冰箱，以待后續的上機檢測；