[發明專利]一種有序介孔碳活化過硫酸鹽降解污水中磺胺類抗生素的方法

在審

• 申請號: 202010238748.0
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111377560A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 李智靈;陳雪琪;陳帆;王愛杰;程浩;南軍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/38;C02F101/30
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司 23211
• 代理人: 鄧宇

一種有序介孔碳活化過硫酸鹽降解污水中磺胺類抗生素的方法。本發明屬于水污染修復領域。本發明的目的在于解決目前活化過硫酸鹽的方法中，能耗高，對反應條件要求嚴苛和過渡金屬活化易泄露以及易產生二次污染的技術問題。本發明的方法：一、調節含磺胺類抗生素污水的pH值至3～9；二、將過硫酸鹽和有序介孔碳加入到含磺胺類抗生素的污水中，混合反應1h～2h，完成污水中磺胺類抗生素的降解。本發明的方法對多種磺胺類抗生素都具有很好的降解效果，對六種磺胺類抗生素的降解率都達到了90％，降解速率快，且能礦化部分抗生素。此外，本發明的方法操作簡單，可實現性強，有利于實際推廣。且環境友好，杜絕了二次污染的可能性,且無需外加能源增加能耗。

技術領域

本發明屬于水污染修復領域，具體涉及一種有序介孔碳活化過硫酸鹽降解污水中磺胺類抗生素的方法。

背景技術

磺胺類抗生素作為一類常見的抗生素，由于其價格低廉、效果穩定在人類醫療和牲畜疾病中被廣泛使用。而水體和土壤中檢測出的磺胺嘧啶不僅對生物有毒害作用，還能夠誘發抗性基因的產生，從而對生態系統的穩定帶來潛在的威脅。傳統的水處理技術不能完全將其去除，而使其在水環境中的殘留情況比較嚴重，對人類和生態環境存在潛在的危害。因此需要研究一種高效可行的技術來去除水中的磺胺類抗生素。

過硫酸鹽高級氧化工藝(PS-AOP)被認為是用于污水處理的清潔技術，研究表明，與·OH相比，·SO₄^-具有更強的氧化能力(E_o＝2.50-3.1V)，并且其可以應用的pH值范圍廣，穩定性更好，對污染物的種類有選擇性，而硫酸根自由基可以由過硫酸鹽產生，因此，過硫酸鹽高級氧化工藝(PS-AOP)在污水處理領域越來越受歡迎。盡管過硫酸鹽(PS)是一種非常強大的氧化劑，但它與普通污染物的反應相對較慢，為了實現污染物的快速降解，通常需要活化以產生反應性自由基，申請號為CN201710699462.0的中國專利公開了一種利用微米零價鐵活化過硫酸鹽去除磺胺類抗生素的方法，可快速、高效、持久地去除磺胺類抗生素，而其反應條件嚴格，須保持pH在4.5-5.5之間，且需要進行復雜的后處理以避免二次污染；申請號為CN201610040367.5的中國專利提出利用紫外光活化過硫酸鹽降解抗生素廢水，所述降解工藝對廢水中抗生素的降解率高達91-96％，但能耗大，成本高，無法大量推廣；張祺在論文《超聲強化電活化過硫酸鹽去除水中抗生素的研究》中研究超聲強化過硫酸鹽氧化體系，雖降解速度快，但成本高且操作復雜，無法投入實際應用。因此，繼續探索常溫常壓下高效、綠色、且具有普適性的過硫酸鹽活化技術成為目前重要的研究方向。

發明內容

本發明的目的在于解決目前活化過硫酸鹽的方法，能耗高，對反應條件要求嚴苛和過渡金屬活化易泄露以及易產生二次污染的技術問題，而提供了一種有序介孔碳活化過硫酸鹽降解污水中磺胺類抗生素的方法。

本發明的有序介孔碳活化過硫酸鹽降解污水中磺胺類抗生素的方法按以下步驟進行：

一、調節含磺胺類抗生素污水的pH值至3～9；

二、將過硫酸鹽和有序介孔碳加入到含磺胺類抗生素的污水中，混合反應1h～2h，完成污水中磺胺類抗生素的降解；所述污水中過硫酸鹽的加入量為1mmol/L～8mmol/L，所述污水中有序介孔碳的加入量為0.01g/L～0.2g/L。

進一步限定，步驟一中所述磺胺類抗生素包括但不限于磺胺(SA)，磺胺嘧啶(SDZ),磺胺吡啶(SPD)，磺胺甲嘧啶(SMR)，磺胺二甲嘧啶(SMT)或磺胺甲惡唑(SMX)。

進一步限定，步驟一調節含磺胺類抗生素污水的pH值至7。

進一步限定，步驟二中所述過硫酸鹽為過二硫酸鹽(PDS)。

進一步限定，所述過二硫酸鹽為過硫酸鉀。