CN112158909A - 一种利用uv激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理领域，具体涉及一种以紫外光(UV)为光源激活过硫酸钠(SPS)和过碳酸钠(SPC)组成的双氧化剂系统处理水中四环素的方法。本发明通过以下步骤来实现：一、将含SPS和SPC的溶液和含四环素的水溶液混合，二、将混合液置于配备有75W低压汞灯的反应器中，反应一定时间，即可完成UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法。使用本发明的UV激活SPS和SPC系统可以实现水中四环素的高效去除，四环素的去除率5min超过90％。所使用的两种氧化剂价格低廉、绿色环保，工艺操作简单方便，适用于水中难降解有机物(尤其是富含电子的有机物)的处理。
Description
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种以紫外光(UV)为光源激活过硫酸钠(SPS)和过碳酸钠(SPC)组成的双氧化剂系统处理水中四环素的方法。
背景技术
医药及个人护理用品(PPCPs)已成为一种新兴的环境污染物，由于其在水源和饮用水中广泛存在，已经对人类健康和生态系统构成了潜在的威胁。而抗生素作为PPCPs中一种典型的污染物，在水源中的检出频率和浓度均较高。在中国，抗生素类药物占生产总产量的70％，约为33000t。与持久性有机污染物(POPs)相比，抗生素类药物在环境中存在的时间较短，然而由于人类疾病治疗、畜禽养殖和水产养殖中不断使用，抗生素类药物不断进入环境，造成了“持续存在”状态，因此抗生素类药物被称为“假”持久性污染物，并因能够引起周围环境菌群的抗药性而受到广泛关注。作为一种广谱抗生素，四环素是生产和使用第二高的抗生素，因此在水生环境中经常被发现。有研究表明，四环素不能被传统的水处理工艺有效去除，这可能对人类饮水安全造成严重危害。因此，亟需寻找有效方法解决水环境中四环素的污染问题。
近年来，基于紫外光(UV)的高级氧化技术(AOPs)在水中有机物的去除方面得到了广泛的应用。UV可以光解一些强氧化剂产生强氧化性自由基，从而能够高效降解水中的PPCPs。与常用的液态H2O2相比，作为H2O2固体载体的过碳酸钠(Na2CO3·1.5H2O2,SPC)近年来更加受到青睐。SPC中保留的H2O2保持与液态H2O2相同的化学性质，一旦溶解于水中，便可以完全转化为Na2CO3和H2O2。由于SPC晶体被保护在颗粒壳内部，因此SPC的稳定性、储存时间和防爆性明显优于液态H2O2。作为一种固体氧化剂，SPC在运输、存储、安全考虑和购买化学品方面的成本远低于液态H2O2。此外，其分解产物(例如二氧化碳、水和碳酸钠)无毒，并且对地下水中的微生物更加环保。UV激活H2O2可以产生羟基自由基(·OH)来去除水中的污染物。当水溶液中存在Na2CO3时，·OH会与CO3 2-反应产生碳酸根自由基(CO3·-)。比起·OH(E0＝+1.8-2.7V)，CO3·-(E0＝1.78V)是一种更弱的自由基。然而，目前已经注意到CO3·-与富含电子部分的有机化合物具有非常高的反应性，特别是对于那些含有N、S和酚结构的底物和芳香族化合物。众所周知，有机污染物的去除效率除了与自由基氧化能力相关外，还与自由基的稳态浓度相关。据报道，在阳光照射下的地表水中，CO3·-的稳态浓度比·OH高约两个数量级。Gao等人在用UV/SPC系统降解双酚A中同样观察到CO3·-的稳态浓度比·OH高两个数量级。Liu等人观察到CO3·-对UV-AOPs中土霉素降解起积极作用。另外，我们之前的研究发现，在HCO3 -/CO3 2-存在下，在UV/一氯胺工艺中四环素的去除率也获得了极大的提高。因此，CO3·-可能在水环境中在具有富电子部分的有机污染物的降解和转化中起重要作用。此外，过硫酸钠(Na2S2O8,SPS)具有比H2O2更高的量子产率和摩尔吸光系数，UV活化后可产生更多的硫酸根自由基(SO4 -·)，同时SO4 -·又可以转化生成·OH。而在HCO3 -/CO3 2-存在下，UV/SPS系统中的SO4 -·和·OH又可以转化为CO3·-。基于这个事实，若在UV/SPC系统中引入SPS，则不仅SPC和SPS都能被UV有效激活产生更多的活性自由基，而且能转化产生更多的CO3·-。同时四环素的结构中又含有酚结构和二甲胺部分，这两个部分很容易被CO3·-攻击。基于此，本发明尝试用UV激活SPC和SPS双氧化剂系统同时产生·OH、CO3·-和SO4 -·，以实现水中四环素的高效去除。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术问题的不足，提供一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，所述方法所使用的两种氧化剂价格低廉、绿色环保，具备良好的市场应用前景。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，包括以下步骤：
(1)将含过硫酸钠SPS和过碳酸钠SPC的溶液与四环素水溶液充分混合，得到最终混合液；
(2)将步骤(1)中混合液于UV装置中进行搅拌反应一定时间，可实现水中四环素的高效去除。
优选的，所述步骤(1)中混合液中过硫酸钠SPS浓度为0.1～1.0mol/L。
优选的，所述步骤(1)中混合液中过碳酸钠SPC浓度为0.1～1.0mol/L。
优选的，所述步骤(1)中混合液中四环素的浓度为1～20mg/L。
优选的，所述步骤(2)中的混合液体积为100～200mL。
优选的，所述步骤(2)中的UV装置为配备75W低压汞灯的反应器。
优选的，所述步骤(2)中UV装置的UV强度为0.25～0.60mW/cm2，发射波长为253.7nm。
优选的，所述步骤(2)中UV装置预热30min，确保稳定的UV输出。
优选的，所述步骤(2)中反应时间为5～10min。
本发明所述的一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其反应机理是利用UV激活SPC和SPS产生强氧化活性的·OH，CO3·-和SO4 -·，从而协同高效去除水中的四环素。
本发明与现有技术相比，其有益效果主要体现在：
(1)UV照射能够有效活化SPC和SPS，产生的·OH、CO3·-和SO4 -·能够氧化水中的四环素，在更短的时间内提高水中四环素的去除效率，降低运行成本。
(2)本发明操作简单方便，SPC和SPS价格低廉、绿色环保，适用于水中难降解有机物(尤其是富含电子的有机物)的处理。
附图说明
图1不同条件下四环素浓度随时间的变化曲线；
图2不同条件下四环素的降解动力学。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图对本发明的技术方案作进一步的具体说明，本发明技术方案不局限于以下例举具体实施方法，还包括各具体实施方式间的任意组合。
实施例1
一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，按以下步骤进行：
(1)将配置好的含SPS和SPC的溶液与含四环素水溶液充分混合，得到的最终混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPS浓度为0.5mmol/L，SPC浓度为0.5mmol/L；
步骤(1)中所述的混合液中四环素的浓度为5mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为100mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.420mW/cm2，发射波长为253.7nm)，然后将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV装置下的磁力搅拌器上，反应5～10min，可实现水中四环素的高效去除，去除结果见附图1，在5min内去除率超过90％，在10min时去除率至少为98％。
本发明的反应机理是利用UV激活SPC和SPS产生强氧化活性的·OH、CO3·-和SO4 -·，从而高效去除水中的四环素。
实施例2
一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，按以下步骤进行：
(1)将配置好的含SPS和SPC的溶液与含四环素水溶液充分混合，得到的最终混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPS浓度为1mmol/L，SPC浓度为1mmol/L；
步骤(1)中所述的混合液中四环素的浓度为20mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为200mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.480mW/cm2，发射波长为253.7nm)，将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV装置下的磁力搅拌器上，反应5min，水中四环素去除率为96％。
实施例3
一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，按以下步骤进行：
(1)将配置好的含SPS和SPC的溶液与含四环素水溶液充分混合，得到的最终混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPS浓度为0.1mmol/L，SPC浓度为0.1mmol/L；
步骤(1)中所述的混合液中四环素的浓度为1mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为100mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.580mW/cm2，发射波长为253.7nm)，将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV装置下的磁力搅拌器上，反应10min，水中四环素去除率为98％。
实施例4
一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，按以下步骤进行：
(1)将配置好的含SPS和SPC的溶液与含四环素水溶液充分混合，得到的最终混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPS浓度为0.5mmol/L，SPC浓度为0.1mmol/L；
步骤(1)中所述的混合液中四环素的浓度为10mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为100mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.320mW/cm2，发射波长为253.7nm)，将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV装置下的磁力搅拌器上，反应10min，水中四环素去除率为94％。
为了验证本发明的有益效果，选择四环素的去除率和降解速率为评价指标进行以下实验：
试验例1：四环素的去除率
对比例1：利用SPC对含四环素水溶液的降解实验，按以下方法进行：
将配制好的SPC溶液加到含四环素的水溶液中，避光条件下混合反应10min。SPC在含四环素的水溶液中浓度为0.5mmol/L，混合后水溶液中四环素的浓度为5mg/L。
对比例2：利用SPS对含四环素水溶液的降解实验，按以下方法进行：
将配制好的SPS溶液加到含四环素的水溶液中，避光条件下混合反应10min。SPS在含四环素的水溶液中浓度为0.5mmol/L，混合后水溶液中四环素的浓度为5mg/L。
对比例3：利用UV对含四环素水溶液的降解实验，按以下方法进行：
先将100mL含四环素水溶液转移至反应皿中，然后将反应皿置于UV装置中的磁力搅拌器上，用预热30min后的UV光解溶液中的四环素，充分反应10min。UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.420mW/cm2，发射波长为253.7nm，水溶液中四环素的浓度为5mg/L。
对比例4：利用SPS和SPC双氧化剂对含四环素水溶液的降解实验，按以下方法进行：
将配制好的SPS和SPC溶液加到含四环素的水溶液中，避光条件下混合反应10min。SPC和SPS在混合后的水溶液中浓度都为0.5mmol/L，混合后水溶液中四环素的浓度为5mg/L。
对比例5：利用UV激活SPC对含四环素水溶液的降解实验，按以下步骤进行：
(1)将配置好的SPC溶液与含四环素水溶液充分混合，混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPC浓度为0.5mmol/L；
步骤(1)中混合液中四环素的浓度为5mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为100mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.420mW/cm2，发射波长为253.7nm)，然后将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV下的磁力搅拌器上，反应10min。
对比例6：利用UV激活SPS对含四环素水溶液的降解实验，按以下步骤进行：
(1)将配置好的SPS溶液与含四环素水溶液充分混合，混合液转移至反应皿中。
步骤(1)中混合液中SPS浓度为0.5mmol/L；
步骤(1)中混合液中四环素的浓度为5mg/L；
步骤(1)中所述的转移至反应皿中混合液体积为100mL。
(2)将UV装置打开预热30min，确保稳定的UV输出(UV装置为配备75W低压汞灯的反应器，UV强度为0.420mW/cm2，发射波长为253.7nm)，然后将步骤(1)中含混合液的反应皿置于UV装置下的磁力搅拌器上，反应10min。
对比例7：同实施例1。
图1为上述不同反应条件下四环素浓度随时间变化曲线。从图中可以看出，在UV激活SPC和SPS双氧化剂系统下(对比例7)，四环素的浓度随着时间增长出现了明显的降低，5min内去除率就超过了90％，在10min时去除率至少为98％。而在UV/SPS和UV/SPC系统中(对比例5-6)，10min内四环素的去除率才分别达到80％和38％。在单独的UV光照、SPC、SPS或者SPS/SPC系统中(对比例1-4)，四环素仅被去除了不到10％。
试验例2：四环素的降解速率
为了更加直观地体现UV/SPS/SPC工艺的优势，我们对试验例1中不同条件下四环素的降解动力学进行了线性拟合，发现所有工艺都符合拟一级降解动力学(图2)。如图2所示，单独UV光照，SPC、SPS或者SPS/SPC系统的拟一级降解速率常数值很小，可以忽略不计。而UV/SPS/SPC拥有极高的降解速率，它的拟一级降解速率常数值为0.4366min-1分别是UV/SPS工艺(0.1709min-1)的2.6倍和UV/SPC工艺(0.045min-1)的9.7倍。由此可见，UV激活SPS和SPC双氧化剂系统可以明显提高四环素的去除率和降解速率，具有良好的应用前景。
图1为不同条件下四环素浓度随时间的变化曲线，其中
表示UV激活SPS和SPC双氧化剂下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示UV激活SPS条件下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示UV激活SPC条件下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示SPS和SPC双氧化剂下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示单独SPS条件下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示单独SPC条件下四环素浓度随时间的变化曲线；
表示单独UV辐照条件下四环素浓度随时间的变化曲线。
图2为不同条件下四环素的降解动力学，其中■表示UV激活SPS和SPC双氧化剂下四环素的降解动力学；●表示UV激活SPS条件下四环素的降解动力学；▲表示UV激活SPC条件下四环素的降解动力学；
表示SPS和SPC双氧化剂下四环素的降解动力学；◆表示单独SPS条件下四环素的降解动力学；
表示单独SPC条件下四环素的降解动力学；
表示单独UV辐照条件下四环素的降解动力学。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
以上所述的实施例只是本发明的较佳方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (8)
1.一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将含过硫酸钠和过碳酸钠的溶液与四环素水溶液充分混合，得到最终混合液；
(2)将步骤(1)中混合液于UV装置中进行搅拌反应一定时间。
2.根据权利要求1所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合液中过硫酸钠浓度为0.1～1.0mol/L。
3.根据权利要求2所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合液中过碳酸钠浓度为0.1～1.0mol/L。
4.根据权利要求3所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(1)中混合液中四环素的浓度为1～20mg/L。
5.根据权利要求1所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的UV装置为配备75W低压汞灯的反应器。
6.根据权利要求5所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(2)中UV装置的UV强度为0.25～0.60mW/cm2，发射波长为253.7nm。
7.根据权利要求6所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(2)中UV装置预热30min。
8.根据权利要求7所述一种利用UV激活双氧化剂系统处理水中四环素的方法，其特征在于，所述步骤(2)中反应时间为5～10min。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2610221A1 (en) * | 2012-01-02 | 2013-07-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for a water treatment |
| CN105502776A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-20 | 中华人民共和国济南出入境检验检疫局 | 一种利用uv/h2o2联合去除水中抗生素的方法 |
| CN109179814A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-11 | 南京紫江工程科技有限公司 | 一种组合高级氧化处理污水的方法 |
| CN110803755A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-18 | 济南大学 | 一种基于过碳酸钠的复合水处理氧化剂的制备及其降解畜禽养殖废水中抗生素的方法 |
-
2020
- 2020-08-28 CN CN202010887888.0A patent/CN112158909A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2610221A1 (en) * | 2012-01-02 | 2013-07-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Method and arrangement for a water treatment |
| CN105502776A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-20 | 中华人民共和国济南出入境检验检疫局 | 一种利用uv/h2o2联合去除水中抗生素的方法 |
| CN109179814A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-01-11 | 南京紫江工程科技有限公司 | 一种组合高级氧化处理污水的方法 |
| CN110803755A (zh) * | 2019-11-19 | 2020-02-18 | 济南大学 | 一种基于过碳酸钠的复合水处理氧化剂的制备及其降解畜禽养殖废水中抗生素的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 刘华英等: ""光助过碳酸钠体系降解2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮"", 《环境化学》 * |
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