CN101113044A - 利用可见光照射降解水中四环素的方法 - Google Patents
利用可见光照射降解水中四环素的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101113044A CN101113044A CNA200710025044XA CN200710025044A CN101113044A CN 101113044 A CN101113044 A CN 101113044A CN A200710025044X A CNA200710025044X A CN A200710025044XA CN 200710025044 A CN200710025044 A CN 200710025044A CN 101113044 A CN101113044 A CN 101113044A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water body
- tsiklomitsin
- water
- visible light
- hydrogen peroxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- NWXMGUDVXFXRIG-WESIUVDSSA-N (4s,4as,5as,6s,12ar)-4-(dimethylamino)-1,6,10,11,12a-pentahydroxy-6-methyl-3,12-dioxo-4,4a,5,5a-tetrahydrotetracene-2-carboxamide Chemical compound C1=CC=C2[C@](O)(C)[C@H]3C[C@H]4[C@H](N(C)C)C(=O)C(C(N)=O)=C(O)[C@@]4(O)C(=O)C3=C(O)C2=C1O NWXMGUDVXFXRIG-WESIUVDSSA-N 0.000 title claims description 47
- 229960002180 tetracycline Drugs 0.000 title abstract description 8
- 229930101283 tetracycline Natural products 0.000 title abstract description 8
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 title description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 16
- 239000004098 Tetracycline Substances 0.000 abstract description 7
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 7
- 235000019364 tetracycline Nutrition 0.000 abstract description 7
- 150000003522 tetracyclines Chemical class 0.000 abstract description 7
- 229940079593 drug Drugs 0.000 abstract description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 238000001782 photodegradation Methods 0.000 abstract 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 abstract 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 5
- 206010059866 Drug resistance Diseases 0.000 description 4
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 4
- 238000011160 research Methods 0.000 description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000006053 organic reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229940072172 tetracycline antibiotic Drugs 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical class O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010013654 Drug abuse Diseases 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000700605 Viruses Species 0.000 description 1
- -1 active OH Chemical class 0.000 description 1
- 238000005273 aeration Methods 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 229940088710 antibiotic agent Drugs 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;hydrate Chemical class O.OC(O)=O JYYOBHFYCIDXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000005183 environmental health Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Chemical class 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000004811 liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000002906 medical waste Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Chemical class 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 1
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 1
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 description 1
- 208000011117 substance-related disease Diseases 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 210000002700 urine Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本发明可见光降解去除水体中四环素的方法,它涉及一种水处理领域,具体涉及一种去除水体中四环素的方法。本发明使用光强为7000~12000Lx的可见光照射被处理的水体1.5~10h,将水体中的四环素降解;添加降解辅助药品过氧化氢可以达到更好的去除效果。由于光照设备易于购买,使用和管理,过氧化氢也便于使用,采用此方法处理水中四环素成本较低,又无毒副作用,危害性小,既适合于水厂使用,也更适合于医院医药废水处理的使用。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域,具体涉及一种降解水体中四环素的方法。
背景技术
自抗生素被发现以来,其在预防和治疗疾病中做出了重大的贡献,四环素类抗生素则是目前主要使用的一类抗生素。近些年来随着医药工业的迅速发展,国内抗生素尤其是四环素类药物的使用大量增加,到2000年左右国内的四环素的产量都已在万吨以上,但目前对含四环素类药物的废水排放的关心重视程度却远远不够,许多行业中都存在着较为严重的药物滥用情况,结果导致相当一部分抗生素排入土壤和水体环境中,有研究也表明抗生素主要随粪便和尿液等代谢物以原形直接进入环境中。许多调查发现目前全球许多地区的土壤和水体中都检测出较高的四环素类抗生素浓度。四环素在治疗中对革兰氏阳性菌、阴性菌、滤过性病毒有良好的作用,其残留物进入环境后会影响环境中的微生物。环境中的四环素残留则能明显降低微生物群落功能的多样性,破坏生态系统的平衡,使一些湿地和污水处理设施系统功能迅速退化。同时环境中四环素类抗生素残留的持续存在,必将诱导出抗药菌株,这些抗药菌株中的抗药基因可以通过质粒传播从而提高了整个环境中细菌的抗药性,例如现在杀死一些过去易于杀死的细菌需要的抗生素剂量在不断加大,不断出新的药物品种也表明环境中的细菌的抗药性的增强,一旦这些抗药菌株通过食物等途径进入人体,选择性地增强人体内细菌的抗药性,将对人类健康产生很大的危害,最终导致一些常见病都可能出现无药可治的境地。目前对以四环素为代表的抗生素类药物环境行为的研究也成为了国际上一个新的热点。
目前各国一般还没有制定强制性的饮用水中四环素含量标准,已有的标准一般也只针对食品中的含量。一些常用的污水处理手段如曝气和O3处理可短暂降低水体中四环素的含量,但却并未根本改变四环素的化学结构,处理完后四环素结构又可恢复,出水中依然含有较高量的四环素,没有起到真正降解的效果。一般水处理工艺的混凝、沉淀、煮沸都不能破坏它的毒性,而采用预投氯处理则会形成具有较强毒性的四环素卤代化合物,影响饮用水的安全。现在常用的生物处理法极易诱导出抗药菌株,反而造成更大的潜在危害。由于现有的水处理方法不是存在去除率低,就是存在成本高、操作复杂、容易带来二次污染、难以推广应用等一系列问题,所以提供一种成本低、去除率高、易于操作、无二次污染的新的四环素处理方法,正成为国内外研究的热点。
发明内容
本发明的目的是针对现有处理技术存在的问题,提供一种利用可见光降解水体中四环素的方法,它具有不产生强毒性的副产物,危害性小,处理成本低,既适合于水厂使用,也适合医院医药废水处理使用,是一种高效节能型的水处理技术。
本发明的技术方案是:
一种利用可见光照射降解水中四环素的方法,采用光强为7000~12000Lx的可见光对含有四环素的水体进行照射处理1.5~10h,将水体中的四环素降解。
在含有四环素的水体中加入降解辅助药品过氧化氢,可以进一步促进四环素的降解;过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01~0.5%,优选0.01~0.3%。
本发明所采用的可见光的光强优选为7000~10000Lx;照射处理时间优选为1.5~5h。
经过本发明处理的水体可用液相色谱在355nm处检测四环素的含量。
本发明可以降解水中含量小于等于40mg/L的四环素。
光源可以采用大功率汞灯释放的强可见光,并采用玻璃滤去紫外线。
本发明中采用强光强的可见光7000~10000Lx(日常可见光强度为200~300Lx)照射被处理的水,并在处理的水体中加入过氧化氢溶液,这对光照降解效果具有促进作用。在其它条件相同的情况下,过氧化氢浓度越高,降解效率越高,处理效果越好。
本发明中所讲的水体主要指江河湖泊的自然水、水源地水、生活废水、生产废水以及医用废水等。随着人们对环境卫生要求的提高,环境中抗生素尤其是四环素污染越发引起人们的关注。开发一种降解四环素的新的便捷的技术就变得越来越迫切,将可见光照射应用于此类物质的处理就是在这种形势下产生的。
利用光催化技术对废水进行处理的研究已在国内外进行了较长时间,研究表明光照对含有机物的废水有很好的处理效果。而对于可见光应用于含四环素水体的处理目前国内外相关报道很少。
当具有较高能量的可见光进入水体后,能与水分子反应产生活泼的OH·、H·等自由基,这些自由基都是高活性物质,能迅速与水体中的有机物反应,从而达到降解转化有机物的目的。OH·是典型的氧化剂,其标准氧化还原位高达2.80V,仅次于氟(2.87V),是目前已知可在水处理中应用的最强的氧化剂,它作为反应的中间产物,可诱发后面的链反应,且OH·与水中绝大多数有机物的反应速度常数均在108~1010M-1·s-1数量级范围。在被处理水中添加过氧化氢,也可以迅速大量地产生OH·,从而对四环素的降解起到很好的促进作用。本方法处理后,四环素被降解成分子量小于413的对环境中微生物危害性小的一系列小分子物质。
与其它传统处理方法相比,利用可见光配合过氧化氢处理四环素废水具有以下优点:反应中产生的自由基OH·的标准氧化还原位高达2.80V,是目前已知可在水处理中应用的最强的氧化剂,其与水中绝大多数有机物的反应速度常数均在108~1010M-1·s-1数量级范围;作为反应的中间产物,可诱发后面的链反应;并且OH·无选择地直接与废水中的污染物反应将其降解为二氧化碳、水和矿物盐,不会产生二次污染;可见光灯源易于购买,管理和使用,过氧化氢也是一种常见化合物,残留的过氧化氢可分解为水和氧,对环境不会产生二次污染,危害性小,反应条件温和,处理成本低,既可适用于水厂使用,也可适用于医药废水的处理,是一种高效节能型的水处理技术。
具体实施方式
实施例1:含20mg/L的四环素的水体,采用光强为10000Lx的可见光照射,照射3h,水体中四环素可达到75%以上的降解率。
实施例2:在实施例1中的照射时间改为5h,对水体中的四环素可达到90%以上的去除率。
实施例3:在实施例1中,被处理水体中加入0.01%的过氧化氢,光照射时间改为3h,水体中的四环素可达到90%以上的去除率。
实施例4:在实施例1中,被处理水体中加入0.075%的过氧化氢,光照时间改为3h,水体中四环素可达到95%以上的去除率。
实施例5:在实施例1中,被处理水体中加入0.15%的过氧化氢,光照时间改为2h,水体中四环素可达到99%以上的取出率。
实施例6:在实施例1中,被处理水体中加入0.3%的过氧化氢,光照时间改为1.5h,水体中四环素可达到100%的去除率。
实施例7:含20mg/L的四环素的水体,采用光强为7000Lx的可见光照射,照射8h,水体中四环素可达到75%以上的降解率。
实施例8:含20mg/L的四环素的水体,采用光强为8000Lx的可见光照射,照射5h,被处理水体中加入0.4%的过氧化氢,水体中四环素可达到100%的降解率。
Claims (6)
1.一种利用可见光照射降解水中四环素的方法,采用光强为7000~12000Lx的可见光对含有四环素的水体进行照射处理1.5~10h,将水体中的四环素降解。
2.根据权利要求1所述的利用可见光照射降解水体中四环素的方法,其特征在于在含有四环素的水体中加入过氧化氢。
3.根据权利要求2所述的利用可见光照射降解水体中四环素的方法,其特征在于过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01~0.5%。
4.根据权利要求3所述的利用可见光照射降解水体中四环素的方法,其特征在于过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01~0.3%。
5.根据权利要求1所述的利用可见光照射降解水体中四环素的方法,其特征在于可见光的光强为7000~10000Lx。
6.根据权利要求1所述的利用可见光照射降解水体中四环素的方法,其特征在于照射处理时间为1.5~5h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA200710025044XA CN101113044A (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 利用可见光照射降解水中四环素的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNA200710025044XA CN101113044A (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 利用可见光照射降解水中四环素的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN101113044A true CN101113044A (zh) | 2008-01-30 |
Family
ID=39021602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNA200710025044XA Pending CN101113044A (zh) | 2007-07-09 | 2007-07-09 | 利用可见光照射降解水中四环素的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN101113044A (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104058479A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 辽宁大学 | 一种盐酸黄连素废水的处理方法 |
CN106242015A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-12-21 | 同济大学 | 基于铁酸铋复合材料构建光芬顿体系降解四环素的方法 |
CN108260709A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-10 | 宁夏大学 | 一种生物发酵四环素药渣的降解方法及其应用 |
CN109607741A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-12 | 苏州科技大学 | 一种简单高效降解水中四环素的方法 |
-
2007
- 2007-07-09 CN CNA200710025044XA patent/CN101113044A/zh active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104058479A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 辽宁大学 | 一种盐酸黄连素废水的处理方法 |
CN104058479B (zh) * | 2014-07-04 | 2016-06-22 | 辽宁大学 | 一种盐酸黄连素废水的处理方法 |
CN106242015A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-12-21 | 同济大学 | 基于铁酸铋复合材料构建光芬顿体系降解四环素的方法 |
CN108260709A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-07-10 | 宁夏大学 | 一种生物发酵四环素药渣的降解方法及其应用 |
CN109607741A (zh) * | 2018-12-19 | 2019-04-12 | 苏州科技大学 | 一种简单高效降解水中四环素的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Michael et al. | Investigating the impact of UV-C/H2O2 and sunlight/H2O2 on the removal of antibiotics, antibiotic resistance determinants and toxicity present in urban wastewater | |
Azizi et al. | A comprehensive review on current technologies for removal of endocrine disrupting chemicals from wastewaters | |
Fiorentino et al. | Disinfection of urban wastewater by a new photo-Fenton like process using Cu-iminodisuccinic acid complex as catalyst at neutral pH | |
Ping et al. | Insight into using a novel ultraviolet/peracetic acid combination disinfection process to simultaneously remove antibiotics and antibiotic resistance genes in wastewater: Mechanism and comparison with conventional processes | |
CN101851036B (zh) | 一种生物实验室废水的处理方法 | |
Bilal et al. | Hydrogen-based catalyst-assisted advanced oxidation processes to mitigate emerging pharmaceutical contaminants | |
CN102765785A (zh) | 一种脉冲液相放电等离子污水灭菌消毒的装置和方法 | |
CN106082390A (zh) | 一种紫外光和自由氯联用降低水质综合毒性的方法 | |
CN102491451A (zh) | 超声化臭氧与紫外协同的水处理装置和方法 | |
Zhou et al. | Influence of ultrasound enhancement on chlorine dioxide consumption and disinfection by-products formation for secondary effluents disinfection | |
CN108423745A (zh) | 一种太阳光和氯联用去除水中微生物和有机污染物的水处理方法 | |
Yang et al. | An integrated view of the intimate coupling UV irradiation and algal treatment on antibiotic: Compatibility, efficiency and microbic impact assessment | |
Cengiz et al. | Treatment of E. coli HB101 and the tetM gene by Fenton’s reagent and ozone in cow manure | |
Khalidi-Idrissi et al. | Recent advances in the biological treatment of wastewater rich in emerging pollutants produced by pharmaceutical industrial discharges | |
CN203890204U (zh) | 一种医用废水综合处理系统 | |
Pulicharla et al. | Removal processes of antibiotics in waters and wastewaters: crucial link to physical-chemical properties and degradation | |
CN101113044A (zh) | 利用可见光照射降解水中四环素的方法 | |
Khumalo et al. | The occurrence and fate of antibiotics and nonsteroidal anti-inflammatory drugs in water treatment processes: A review | |
Singh | Ozone treatment of municipal wastewater effluent for oxidation of emerging contaminants and disinfection | |
CN101125692A (zh) | 利用可见光照射降解水中土霉素的方法 | |
CN106186476A (zh) | 一种矿化污水中人工甜味剂安赛蜜和三氯蔗糖的光芬顿方法 | |
Khan et al. | Advance techniques for diclofenac removal from pharmaceutical wastewater: a review | |
CN101108755A (zh) | 医疗污水处理工艺 | |
CN112851040A (zh) | 一体化污水处理装置 | |
CN207483535U (zh) | 一种一体化usof医院污水处理设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080130 |