CN106082511A - 一种深度去除水体中抗生素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水体中抗生素的深度去除方法，可用于水体中抗生素的深度去除，属于环保技术领域。本方法是先在超声波作用和充分搅拌的条件下将双氧水和亚铁盐加入水体中，使抗生素被充分氧化。再调整pH，使铁离子充分沉淀，再通过固液分离，将其从水体分离出去，达到从水体中深度去除抗生素的目的。本方法具有去除抗生素速度快、过程简单、去除抗生素深度高等特点，很适合于水体的深度去除抗生素的处理。

Description

一种深度去除水体中抗生素的方法
技术领域
本发明涉及一种水体中抗生素的深度去除方法，可用于含抗生素水体中抗生素的深度去除，属于环保技术领域。
背景技术
随着抗生素的使用量越来越大，以及养殖业、制药业的发展，排入自然水体中的抗生素也越来越多，对水环境的危害性也越来越大。抗生素进入自然水体后，不但能增加水体中病原体的抗药性，对水生动植物产生不良影响，而且还可以通过植物或动物食物链的富集，最终进入人体。进入人体的抗生素不但会对人体产生毒性作用，并导致人体内正常菌群失调和紊乱，还会引起人体的过敏和变态反应，有些抗生素长期摄入还会对人体产生致癌、致畸、致突变作用。因此，建立一种有效的从水体中深度去除抗生素的方法，是保护环境和人体健康的重要课题。
由于水体中极微量的抗生素就能够产生明显的生物效应，因此水体中抗生素的去除必须达到一定深度才能消除其危害性。而目前水体中去除抗生素的方法主要有生化法和物化法。生化法主要通过生化菌的生物处理进行去除。但由于抗生素一般对生化菌有抑菌作用，因而很难取得较深度的去除效果。物化法包括氧化、混凝沉淀、吸附法、光降解、焚烧、电解和萃取等，但这些方法往往也存在处理成本高、处理深度不够等问题，未能在水体抗生素去除的产业化应用中取得理想的效果。
发明内容
本发明的目的就是通过超声波强化抗生素的氧化过程，提高氧化效率，有效解决上述的氧化法去除抗生素深度不够的缺陷。现有的氧化法效果较好的是芬顿( Fenton )氧化法，是将双氧水和亚铁盐按照一定比例加入水体中，使其产生羟基自由基，这种羟基自由基具有很强的氧化性，可以将水体中的抗生素氧化。但产生这种自由基反应途径活化能很高，因而产生的自由基浓度很低。当抗生素浓度很低时，由于自由基数量和浓度的限制，氧化反应速度降低，反应受到阻滞，因而很难将浓度很低的抗生素氧化，从而无法到达深度除铊的效果。
如果将超声波作用在这个氧化反应过程，超声波的空化气泡的破裂可以产生局部的高温高压，其温度可以达到5000K，压力达到50MPa，在这种极高的温度和压力环境下，高温、高压环境下，水被分解产生H和羟基自由基，这些自由基的产生增加了自由基浓度，降低了抗生素氧化反应的活化能，增加了氧化反应速度，即使在抗生素浓度很低的情况下，仍然能将其迅速氧化，从水体中被彻底去除，从而达到深度去除抗生素的效果。
因此本方法可分为如下两步：
（1）、超声辅助氧化：在超声波作用和充分搅拌的条件下，将双氧水和亚铁盐加入水体中，使抗生素被充分氧化。
（2）、固液分离：调整pH，使铁离子充分沉淀，再通过固液分离，将其从水体分离出去，抗生素从水体中深度去除。
本方法具有处理速度快、处理过程简单、除抗生素深度高等特点，很适合于水体的深度去除抗生素的处理。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
某水体中含土霉素量为10微克/升，pH值为6.5，其处理工艺如下：
（1）、在声频为50kHz、功率为1.0kw/m3的超声波辐射、充分搅拌的条件下，加入10%盐酸将其pH调至3左右，废水在逐渐加入27%的双氧水5ml/L、10%的硫酸亚铁10ml/L进行氧化，控制反应时间为1.5小时，水体中土霉素被充分氧化。
（2）、用10%氢氧化钠调整pH值至6.5，再进行固液分离，使沉淀的铁离子从水体中分离，土霉素从水体中被深度去除。
按照上述除铊步骤处理的废水，含土霉素量低于0.05微克/升。
实施例2
某水体青霉素量为30微克/升，pH值为2.5，其处理工艺如下：
（1）、在声频为60kHz、功率为2.8kw/m3的超声波辐射、充分搅拌的条件下，加入10%氢氧化钠溶液将其pH调至3左右，废水在逐渐加入27%的双氧水10ml/L、10%的硫酸亚铁20ml/L进行氧化，控制反应时间为2.5小时，水体中土青霉素被充分氧化。
（2）、用10%氢氧化钠调整pH值至6.5，再进行固液分离，使沉淀的铁离子从水体中分离，青霉素从水体中被深度去除。
按照上述除铊步骤处理的废水，含土霉素量低于0.1微克/升。
实施例3
某水体链霉素含量为50微克/升，pH值为8，其处理工艺如下：
（1）、在声频为70kHz、功率为3.5kw/m3的超声波辐射、充分搅拌的条件下，在加入10%盐酸将其pH调至3左右，废水在逐渐加入27%的双氧水25ml/L、10%的硫酸亚铁50ml/L进行氧化，控制反应时间为3.0小时，水体中链霉素被充分氧化。
（2）、用10%氢氧化钠调整pH值至6.5，再进行固液分离，使沉淀的铁离子从水体中分离，链霉素从水体中被深度去除。
按照上述除铊步骤处理的废水，链霉素含量低于0.2微克/升。
以上所述的实施例仅表达了本发明的优选实施方式，不能理解为对本发明专利范围的限制，因此本发明并不限于此具体的工艺流程。本领域技术人员根据本发明的技术方案和构思，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。所以，凡根据本发明权利要求范围得出的其他实施方式，均应属于本发明涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种深度去除水体中抗生素的方法，其特征在于包含如下步骤：
（1）、在超声波作用和充分搅拌的条件下，将双氧水和亚铁盐加入水体中，使抗生素被充分氧化；
（2）、调整pH，使铁离子充分沉淀，再通过固液分离，将其从水体分离出去，抗生素从水体中深度去除。
2.根据权利要求 1 所述的方法，其特征是：所述的双氧水同亚铁盐的摩尔比为1:5左右。
3.根据权利要求 1 所述的方法，其特征是：所述的超声波频率为50～100kHz。
4.根据权利要求 1 所述的方法，其特征是：所述的超声波功率为1.0～3.5kw/m3。
5.根据权利要求 1 所述的方法，其特征是：所述的超声波辅助氧化时间为1.5～3.0小时。
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CN103159314A (zh) * 2013-03-28 2013-06-19 中国科学院城市环境研究所 过氧化氢耦合超声消除水体中抗生素抗性基因污染的方法
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Title
吴峰主编: "《环境化学实验》", 31 August 2014 *
王光辉等编: "《水处理工程·上》", 31 January 2015 *

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