一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法技术

本发明专利技术公开了一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，向含有抗生素的废水中投加过硫酸盐，搅拌均匀并调节pH值为3～9，得到混合液；对混合液进行自由基激活，过硫酸盐被激活后产成SO4‑·，其与废水中的盐分基质反应生成不同的二级自由基，从而实现对目标物的联合降解。本发明专利技术加快了过硫酸盐氧化体系对含高浓度盐分基质的抗生素废水中抗生素的降解。本发明专利技术pH适用范围广，对抗生素降解速率快，处理效率高，对高盐废水具有很好的特异性，可操作性强，可应用在高盐医疗废水、制药废水等技术领域。

A method for promoting antibiotic degradation in situ under saline conditions in saline matrix

The invention discloses a method for in-situ utilizing salt matrix to promote antibiotic degradation under high salt conditions, which is characterized in that persulfate is added to the waste water containing antibiotics, stirred evenly and adjusted pH value to 3-9 to obtain mixed liquor, free radical activation of the mixed liquor is carried out, and the persulfate is activated to produce SO4. It reacts with the salt matrix in wastewater to form different second-order free radicals, thus realizing the combined degradation of the target. The invention accelerates the degradation of antibiotics in antibiotic wastewater containing high concentration salt matrix by persulfate oxidation system. The pH value of the invention has wide application range, fast antibiotic degradation rate, high treatment efficiency, good specificity and strong operability for high salt wastewater, and can be used in technical fields such as high salt medical wastewater, pharmaceutical wastewater, etc.

【技术实现步骤摘要】
一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法
本专利技术涉及一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，具体涉及一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，属于水处理

技术介绍
我国是抗生素的使用和生产大国，年产抗生素原料大约21万吨，出口3万吨，其余自用(包括医疗与农业使用)。我国每千人抗生素日使用量是英国的5.7倍，美国的5.5倍。环境中抗生素的来源主要包括生活污水、医疗废水、制药废水以及动物饲料、粪尿和水产养殖废水排放等。据报道，我国一年有超过5万吨抗生素排放进入水土环境中，污染农作物土壤、地表水、地下水甚至饮用水。环境中低浓度的抗生素暴露引起的抗生素耐药菌及抗性基因等问题，严重威胁到生态安全及公众健康。据Science最新报道，到2050年，我国由抗性基因耐药性致死的人数将达一千万，经济损失将达近百万亿美元。高盐医疗废水及制药废水成分复杂、毒性大、抑菌性强、盐分高的有机废水，其中残留不同浓度抗生素。该类废水中的高浓度盐分基质对微生物的生存有强烈的抑制作用与毒性，因此一些专家学者提出的“万能处理工艺——生物处理”对高盐分抗生素废水的有效处理具有很大的局限性，面对大多数高盐分抗生素废水的处理根本无法保证处理后出水的达标排放，而且会产生大量的抗药菌和抗药基因。这些抗药菌、抗药基因以及未降解的抗生素随着处理后的废水进入到水土环境中，严重威胁到生态安全及公众健康。高级氧化技术可以产生活性极强的自由基(HO·和SO4-·)，较传统的以羟基自由基(HO·)为主的高级氧化而言，基于硫酸自由基(SO4-·)的高级氧化技术中，SO4-·有一个孤对电子，其氧化还原电位更高，可以在碱性条件下被激活，对有机污染物进行氧化降解，适用的pH值范围更广。相对双氧水中的H2O2来说，过硫酸盐具有更高的稳定性，使用过程中作用时间更长，理论上可氧化的有机污染物种类多，在废水的处理中具有广阔的前景。但是高级氧化技术在高盐废水中也存在自由基受抑制，处理效果显著降低的问题。因此如何有效地利用高盐废水中的盐分基质，使其转变为可利用的物质来降解污染物，是提升高盐废水治理的技术关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题是：提供一种能促进高盐基质中抗生素降解的方法。为了解决上述问题，本专利技术的技术方案是：一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：向含有抗生素的废水中投加过硫酸盐，搅拌均匀并调节pH值为3～9，得到混合液；步骤2)：对混合液进行自由基激活，过硫酸盐被激活后产成SO4-·，其与废水中的盐分基质反应生成不同的二级自由基，从而实现对目标物的联合降解。优选地，所述步骤1)中的抗生素含有头孢类抗生素、青霉素类抗生素或两者的混合物。更优选地，所述头孢类抗生素为头孢氨苄、头孢羟氨苄和头孢拉定中的任意一种或几种；所述青霉素类抗生素为青霉素V、阿莫西林和氨苄西林中的任意一种或几种。优选地，所述步骤1)中pH值的调节剂为稀硫酸、稀盐酸或氢氧化钠。优选地，所述步骤1)中的过硫酸盐包括过硫酸钾、过硫酸钠或两者的混合物；过硫酸盐与抗生素的质量比为5～100∶1。优选地，所述步骤2)中的激活方法为热激活、紫外激活、过渡金属离子激活或强碱性环境条件激活。更优选地，所述热激活后的混合液的温度为30～80℃。更优选地，所述过渡金属离子采用Mn2+、Fe2+、Cu2+、Co2+和Ag+中的任意一种或几种。更优选地，所述强碱性环境条件激活所采用的激活剂为氢氧化钠、氢氧化钾和氢氧化钙中的任意一种或几种。优选地，所述步骤2)盐分基质包括Cl-及HCO3-，二级自由基对应为Cl·、Cl2-·或CO3-·。本专利技术提供了一种原位利用盐分基质，促进抗生素降解的技术，能应用于高盐医疗废水或制药废水等领域。与现有技术相比，本专利技术包含以下有益效果：(1)本专利技术克服了常规废水处理中盐分基质对生物处理的毒性作用以及对高级氧化的抑制作用，原位利用废水中的盐分基质实现对抗生素的联合降解，可有效提高抗生素的降解速率，从而极大提升了废水的处理效率；(2)本专利技术所用化学药剂仅为过硫酸盐，其余自由基的产生均来源与废水中的盐分基质，所形成的自由基体系中自由基种类繁多，可针对不同的抗生素产生特异性作用，扩大了处理废水的种类，同时原料便宜易得，可有效降低废水处理的成本；(3)可使废水中的抗生素彻底降解，从而实现废水的安全排放。附图说明图1为热激活过硫酸盐体系中头孢抗生素降解速率常数的数据表。具体实施方式为使本专利技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例1一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法：(1)一种含盐分基质Cl-为300mM的制药废水，其中的抗生素浓度为0.13mM，废水排放温度在60℃，在其中加入过硫酸钠，搅拌均匀，控制反应器中过硫酸钠的浓度保持在2mM；反应器进行保温处理，以保持废水温度；(2)向上述混合液中加入稀盐酸，调节反应器中混合液的pH值在5；(3)对废水进行持续搅拌，连续反应4h，废水中的抗生素完全降解，如图1所示。实施例2一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法：(1)一种含盐分基质Cl-约为100mM的制药废水，其中的抗生素浓度为0.18mM，废水排放温度在45℃，在其中加入过硫酸钠，搅拌均匀，控制反应器中过硫酸钠的浓度保持在2mM；反应器进行保温处理，以保持废水温度；(2)向上述混合液中加入稀盐酸，调节反应器中混合液的pH值在4；(3)对废水进行持续搅拌，连续反应6h，废水中的抗生素完全降解。实施例3一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法：(1)一种含盐分基质Cl-为80mM的制药废水，其中的抗生素浓度为0.2mM，在其中加入过硫酸钠，搅拌均匀，控制反应器中过硫酸钠的浓度保持在2mM；(2)向上述混合液中加入稀盐酸，调节反应器中混合液的pH值为5；(3)废水在紫外灯光照下进行处理，利用紫外灯对过硫酸盐进行激活；(4)对废水进行持续搅拌及光照，连续反应1h，废水中的抗生素完全降解。实施例4一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法：(1)一种含盐分基质Cl-为180mM的制药废水，其中的抗生素浓度为0.1mM，在其中加入过硫酸钠，搅拌均匀，控制反应器中过硫酸钠的浓度保持在2mM；(2)向上述混合液中加入1mMFe2+溶液，搅拌均匀；(3)向上述混合液中加入稀盐酸，调节反应器中混合液的pH值为5；(4)对废水进行持续搅拌，连续反应2h，废水中的抗生素完全降解。实施例5一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法：(1)一种含盐分基质Cl-为230mM的制药废水，其中的抗生素浓度为0.17mM，在其中加入过硫酸钠，搅拌均匀，控制反应器中过硫酸钠的浓度保持在2mM；(2)向上述混合液中加入稀氢氧化钠，调节反应器中混合液的pH大于11；(3)对废水进行持续搅拌，连续反应2h，废水中的抗生素完全降解。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：向含有抗生素的废水中投加过硫酸盐，搅拌均匀并调节pH值为3～9，得到混合液；步骤2)：对混合液进行自由基激活，过硫酸盐被激活后产成SO4‑·，其与废水中的盐分基质反应生成不同的二级自由基，从而实现对目标物的联合降解。

【技术特征摘要】
1.一种高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)：向含有抗生素的废水中投加过硫酸盐，搅拌均匀并调节pH值为3～9，得到混合液；步骤2)：对混合液进行自由基激活，过硫酸盐被激活后产成SO4-·，其与废水中的盐分基质反应生成不同的二级自由基，从而实现对目标物的联合降解。2.如权利要求1所述的高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，所述步骤1)中的抗生素含有头孢类抗生素、青霉素类抗生素或两者的混合物。3.如权利要求2所述的高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，所述头孢类抗生素为头孢氨苄、头孢羟氨苄和头孢拉定中的任意一种或几种；所述青霉素类抗生素为青霉素V、阿莫西林和氨苄西林中的任意一种或几种。4.如权利要求1所述的高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，所述步骤1)中pH值的调节剂为稀硫酸、稀盐酸或氢氧化钠。5.如权利要求1所述的高盐条件下原位利用盐分基质促进抗生素降解的方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱雅洁，李珂，薛罡，高品，陈红，李响，刘振鸿，李贤英，李前，王麒，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31