CN110921795A - 一种电化学活化水对医院废水杀菌同步去除PPCPs的方法 - Google Patents

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张亚雷
周雪飞
陈家斌
姚秋芳
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Abstract

本发明公开了一种电化学活化水对医院废水灭活同步去除PPCPs的方法，属于污水处理技术领域。该方法包括：首先将含有大肠杆菌细菌和PPCPs的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入硫酸钠和氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，每1L医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠和5mmol氯化钠，反应器中阴极和阳极的间距为4cm，直流电流密度为40mA/cm2。本发明方法简单，通过在待处理医院废水水样中加入硫酸钠和氯化钠形成电化学活化水可以对医院废水中的细菌进行充分灭活及对PPCPs进行同步高效氧化降解。

Description

一种电化学活化水对医院废水杀菌同步去除PPCPs的方法
技术领域
本发明涉及一种电化学活化水对医院废水杀菌同步去除PPCPs的方法，属于污水处理领域。
背景技术
医院废水是由医疗废水和生活污水混合而成，医院废水中含有大量病原性微生物、病毒、PPCPs(药物与个人护理品，Pharmaceuticals and Personal Care Products)等，病原性微生物和病毒的存在会使医院废水成为一条病疫扩散的重要途径，因此医院废水在排放之前需要进行灭活处理，以防止担忧感染的微生物随着废水扩散。PPCPs种类繁多，虽然其在医药废水中的浓度相对较低，但由于PPCPs难于生物降解，具有生物积累性和毒性，因此，医院废水在排放之前需要进行PPCPS减排处理，以防止PPCPs随着医院废水进入环境并通过生物链富集造成危害。传统的医药废水处理方法无法对细菌进行充分的灭活，且对PPCPs的去除效果也不明显，因此，如何实现对医院废水中细菌的充分灭活及PPCPs的高效氧化降解是目前亟待解决的问题。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供一种电化学活化水对医院废水灭活同步去除PPCPs的方法，该方法可以实现对医院废水中细菌的充分灭活及PPCPs的同步高效氧化降解，操作简便，能耗低。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种电化学活化水对医院废水灭活同步去除PPCPs的方法，步骤为：
首先将含有大肠杆菌细菌和PPCPs的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入硫酸钠和氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，每1L医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠和5mmol氯化钠，反应器中阴极和阳极的间距为4cm，直流电流密度为40mA/cm2。
优选地，所述处理时间为60min。
优选地，所述反应器采用掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
(1)本发明通过在待处理医院废水水样中加入硫酸钠和氯化钠形成电化学活化水，硫酸钠和氯化钠的存在不仅可以增加电化学活化水的导电性，而且可以通过电极反应产生少量强的氧化性活性物质(活性氯，羟基和硫酸根自由基(E0＝2.5～3.1V))，从而可以对医院废水中的细菌和PPCPs进行电氧化和自由基间接氧化，实现对医院废水中细菌的充分灭活及PPCPs的同步高效氧化降解，其中，对大肠杆菌的对数去除率可高达5.2，对卡马西平的降解率可高达到93.1％，且其降解速率可高达0.0425min-1。
(2)本发明方法不需要投加化学药剂，不会产生二次污染，清洁环保。
(3)本发明方法所采用的外加电场电压和电流密度低，能耗低且不存在安全隐患，易于实际应用，尤其适于小型医院的废水处理。
附图说明
图1是实施例1中不同反应时间下体系中的大肠杆菌和卡马西平的降解曲线；
图2是实施例2中不同反应时间下体系中的大肠杆菌和卡马西平的降解曲线；
具体实施方式
下面通过实施例子，进一步阐述本发明的特点，但不对本发明的权利要求做任何限定。
实施例1：
首先将500mL含有大肠杆菌细菌和PPCPs的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入25mmol硫酸钠和2.5mmol的氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，反应器选择掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料，阴阳电极间距设置为4cm，直流电流密度为40mA/cm2，检测不同反应时间下体系中细菌和卡马西平(医院废水中含有的PPCPs包括卡马西平在内的多种PPCP，本发明选择卡马西平作为代表，以卡马西平的降解情况来反映本方法对PPCPS的降解情况，下同)的浓度，并画出各自的降解曲线，如图1所示，实验结果表明，电化学活化水对医院废水中的大肠杆菌和PPCPs的去除速率高，在60min时，大肠杆菌对数去除率可高达5.2，卡马西平的降解率可达到93.1％，且其降解速率为0.0425min-1。
对比例1：
首先将500mL与实施例1相同的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入12.5mmol硫酸钠和0.5mmol的氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，反应器选择掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料，阴阳电极间距设置为4cm，直流电流密度为40mA/cm2，检测不同反应时间下体系中细菌和卡马西平的浓度，并画出各自的降解曲线，如图2所示，实验结果表明，电化学活化水对医院废水中的大肠杆菌和PPCPs的去除速率高，在60min时，大肠杆菌对数去除率为4.7，卡马西平的降解率可达到87.8％，且其降解速率为0.0349min-1。
对比例2：
首先将500mL与实施例1相同的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入25mmol硫酸钠和2.5mmol的氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，反应器选择掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料，阴阳电极间距设置为4cm，在直流电流密度分别为5、10、20、30、50mA/cm2下检测反应60min后体系中细菌和卡马西平的浓度，并计算各自的大肠杆菌对数去除率和卡马西平的降解速率，如表1所示。
表1在不同直流电流密度下大肠杆菌对数去除率和卡马西平的降解速率
Figure BDA0002312254210000031
对比例3：
首先将500mL与实施例1相同的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入25mmol硫酸钠和2.5mmol的氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，反应器选择掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料，直流电流密度为40mA/cm2，在阴阳电极间距分别为1、2、6、8、10cm下检测反应60min后体系中细菌和卡马西平的浓度，并计算各自的大肠杆菌对数去除率和卡马西平的降解速率，如表2所示。
表2在不同阴阳电极间距下大肠杆菌对数去除率和卡马西平的降解率
Figure BDA0002312254210000041
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电化学活化水对医院废水灭活同步去除PPCPs的方法，其特征在于，步骤为：首先将含有大肠杆菌细菌和PPCPs的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入硫酸钠和氯化钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电化学处理，其中，每1L医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠和5mmol氯化钠，反应器中阴极和阳极的间距为4cm，直流电流密度为40mA/cm2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述处理时间为60min。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应器采用掺硼金刚石作为阳极材料、石墨毡阴极作阴极材料。
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