[發(fā)明專利]污泥基水熱炭活化過硫酸鹽降解去除水中四環(huán)素的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811529342.7
• 申請日: 2018-12-14
• 公開（公告）號: CN109437501A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏佳;劉亦陶;朱雨寒;劉曉慧
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;C02F11/10;C02F1/72;C02F101/38;C02F101/34
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

污泥基水熱炭活化過硫酸鹽降解去除水中四環(huán)素的方法屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。將取回的曝氣池回流污泥離心進(jìn)行脫水，脫水后的污泥含水率在86％?93％之間；取上述脫水泥放入反應(yīng)釜中，蓋上反應(yīng)釜蓋，向反應(yīng)釜中通氮氣，使釜體中形成無氧環(huán)境，經(jīng)反應(yīng)釜在180?230℃下反應(yīng)2.5?5小時生成污泥基生物質(zhì)水熱炭，離心并用水清洗數(shù)次，干燥，得到污泥基水熱炭；將污泥基水熱炭加入到初始濃度為60mg/L的四環(huán)素溶液中，并加入一定量的過硫酸鹽，使過硫酸鹽濃度為1?10mmol/L，在10?30℃條件下震蕩降解120?360min，污泥基水熱炭的投加量為0.1?0.5g/L。本發(fā)對水中四環(huán)素有較高去除率，操作簡單，重復(fù)利用率高，具有產(chǎn)業(yè)化前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種利用污泥基水熱炭活化過硫酸鹽降解去除水中四環(huán)素的方法。

背景技術(shù)

自1929年Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素并由Florey和Chain用于臨床以來，已有百余種抗生素被開發(fā)利用，它們對治療感染性疾病發(fā)揮了巨大作用,有效地保障了人類的生命和健康，同時也作為食物添加劑和獸藥以亞治療劑量的方式添加到動物飼料中預(yù)防疾病和促進(jìn)動物生長，促進(jìn)牧業(yè)發(fā)展方面起到了重要作用?？股乇粰C(jī)體吸收后，少部分經(jīng)過羥基化、裂解和葡萄糖苷酸化等代謝反應(yīng)生成無活性的產(chǎn)物，而超過90％的抗生素以原形通過糞便和尿液排到體外。水體中的抗生素達(dá)到一定濃度后將影響細(xì)菌種群的動態(tài)平衡、促使抗生素耐藥性的傳播，而致病菌獲得多重耐藥性后將引發(fā)慢性中毒及“三致”作用，對水生生物及人類造成潛在威脅。作為2000年以來受到科學(xué)界和公眾廣泛關(guān)注俺的一類“新興污染物”，抗生素正在持續(xù)不斷地進(jìn)入環(huán)境介質(zhì)中，并成為繼典型環(huán)境污染物質(zhì)。

目前污水處理工藝僅針對廢水中耗氧有機(jī)物和營養(yǎng)元素N、P 的去除，其對抗生素類污染物幾乎沒有去除作用，例如四環(huán)素作為世界第二大類廣泛應(yīng)用的抗生素，在水環(huán)境中極低濃度的四環(huán)素便可抑制硝化細(xì)菌的活性。因此尋找一種綠色高效的去除或降解此類污染物的方法是必要的，而高級氧化技術(shù)高效、快速，且能夠去除可溶性和不可溶性的污染物，因此被廣泛應(yīng)用于水處理中。傳統(tǒng)高級氧化技術(shù)常常是基于過氧化氫或臭氧進(jìn)行的，近年來，由于過硫酸鹽較高的穩(wěn)定性和優(yōu)異的氧化性，因此備受關(guān)注。雖然過硫酸鹽具有較高的氧化還原電位，但其自身很難降解有機(jī)物，需通過各種方式對其進(jìn)行活化，利用碳材料對過硫酸鹽進(jìn)行活化的方法具有簡單易行的優(yōu)點，因此本專利采用污泥基水熱炭來活化過硫酸鹽。

在本專利中，提供了利用污泥基水熱炭活化過硫酸鹽降解去除水中四環(huán)素的有效方法，可以將污泥變廢為寶，去除水中的四環(huán)素，以廢治廢，實現(xiàn)污泥的資源化利用和水環(huán)境保護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高效環(huán)保的利用污泥基水熱炭活化過硫酸鹽降解去除水中四環(huán)素的方法。

一種污泥基水熱炭的制備方法包括以下步驟：

污泥基水熱炭的制備：將取回的曝氣池回流污泥離心進(jìn)行脫水，脫水后的污泥含水率在86％-93％之間。取上述脫水泥放入反應(yīng)釜中，蓋上反應(yīng)釜蓋，向反應(yīng)釜中通氮氣，使釜體中形成無氧環(huán)境，經(jīng)反應(yīng)釜在180-230℃下反應(yīng)2.5-5小時生成污泥基生物質(zhì)水熱炭，離心并用水清洗數(shù)次，干燥，即得到污泥基水熱炭

上述污泥基水熱炭活化過硫酸鹽用于去除水中的四環(huán)素。

制備條件中的溫度優(yōu)選180℃、時間優(yōu)選3h。

將水熱炭加入到初始濃度為60mg/L的四環(huán)素溶液中，并加入一定量的過硫酸鹽，使過硫酸鹽濃度為1-10mmol/L，用0.01mol/L的 HCl和NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值在2-6之間，在10-30℃的條件下震蕩降解120-360min，在0、10、20、40、60、90、120、180、240、300、 360min時取出1mL溶液過0.22μm的濾膜，并加入50μL的乙醇作為自由基淬滅劑來終止降解反應(yīng)，保存在1.5mL的棕色玻璃瓶中用于濃度的測定。其中，污泥基水熱炭的投加量為0.1-0.5g/L。反應(yīng)結(jié)束后，將廢液收集到廢液桶，統(tǒng)一處理。