[發明專利]一種采用中壓紫外線活化過氧乙酸降解水中藥物污染物的方法

在審

• 申請號: 202110002569.1
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112777793A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 敖秀瑋;孫文俊
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: C02F9/04
• 分類號: C02F9/04;C02F101/38;C02F101/36;C02F101/34
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 陳波

一種利用中壓紫外線活化過氧乙酸來快速降解水中藥物污染物的方法，其包括向待處理水中加入過氧乙酸，利用中壓紫外線來活化過氧乙酸，生成羥基自由基和一系列有機自由基，從而降解水中藥物污染物。本發明的方法具有降解水中藥物污染物效率高，反應條件溫和，適用的pH范圍廣，對環境友好，操作簡單，與現有水處理工藝契合度高，可用于水中藥物污染物的降解處理，具有廣闊的工程應用前景等優點。

技術領域

本發明屬于水或廢水的深度處理領域，具體涉及一種利用中壓紫外線活化過氧乙酸來快速降解水中藥物污染物的方法。

背景技術

隨著經濟社會發展和人口增長，人們對藥物類化學品的使用日趨頻繁。多數藥品難以被人體和動物完全代謝吸收，因此會以原藥形態進入各類環境介質中。水環境一直是藥物類污染物的主要歸宿地之一，雖然地表水、地下水和飲用水中已報道的藥物污染物的檢出濃度普遍較低，但有些藥物可持久性地存在于環境中，嚴重威脅水環境生態安全和人體健康。作為一類備受關注的新興污染物，微量藥物污染物的水處理控制技術也在近些年成為了環境領域的研究熱點。目前，傳統的物理、化學、生物等水處理方法去除水中的藥物類污染物均存在不同程度的局限，因此，開發出綠色高效的新型水處理技術來應對藥物類污染物的污染問題是尤為關鍵的課題。

高級氧化技術(包括光化學氧化、臭氧氧化、光催化氧化等)自上世紀末興起以來，已經在控制難降解有機污染物方面展現出良好的發展前景，被越來越多地應用于水與廢水的深度處理工藝中。與常規氧化技術不同，高級氧化技術主要通過各種具有強氧化性的自由基活性物種來實現對有機物的降解甚至完全礦化。

紫外輻照一般被認為是一種環境友好的水處理技術，隨著紫外線技術的不斷發展和推廣，目前紫外線高級氧化技術在近年來受到越來越多的重視。紫外線高級氧化技術一般是通過紫外線活化水中過氧化物產生自由基來實現，其中常見的過氧化物包括H₂O₂、O₃、K₂S₂O₈等。

近些年，過氧乙酸(peracetic acid,PAA)是一種強氧化劑，是一種高效、速效、低毒、廣譜殺菌劑，作為一種可以替代氯的新型消毒劑引起了越來越多的關注。過氧乙酸不但廉價易得并且能降低消毒副產物的生成風險，因此，其在水處理消毒工藝中具有良好的推廣應用前景。然而，將過氧乙酸用于污染物控制時，單獨過氧乙酸氧化一般不能有效去除水中污染物。最近，有學者開始嘗試采用紫外線活化過氧乙酸的高級氧化新技術來降解水中的一些污染物，取得了良好的效果。對于活化包括過氧乙酸在內的過氧化物的紫外光源，目前商業上主要使用低壓紫外(Low pressure UV,LPUV)燈，低壓紫外燈主要發射254 nm的單色光。在目前僅有的研究中，活化過氧乙酸的紫外光源均采用低壓紫外燈。

本發明人經過長期的研究發現，中壓紫外線相對于低壓紫外線存在著諸多優點比如，中壓紫外線的單根燈管功率更高，使得中壓紫外線反應器具有更小的尺寸，節省占地；另外，由于很多有機物在中壓紫外線的輻照波段內有吸收，因此中壓紫外線在降解有機物方面具有更強的優勢。然而，目前國內外將中壓紫外線用于高級氧化技術的研究仍不充分，難以為今后的實際工程運用提供充分的科學依據。特別地，截至目前，還尚未見任何采用中壓紫外線活化過氧乙酸的研究報道。

發明內容

本發明的目的在于針對我國水環境中的藥物類化學品的污染問題及現有水處理技術的局限，提供了一直采用中壓紫外線活化過氧乙酸來降解水中藥物類污染物的高級氧化新技術，以期構建一種反應條件溫和、降解效率高、無二次污染，容易實現規模化應用的新技術，從而完成了本發明。