一种降解养殖场废水中抗生素的方法技术

本发明专利技术公开了一种降解养殖场废水中抗生素的方法，主要包括以下步骤：首先在收集的养殖场废水中投入交联絮凝沉淀剂，将沉淀物与上清液分离，沉淀物继续采用高级氧化技术结合紫外照射，继续降解沉淀物中的抗生素，上清液直接采用紫外照射进行光降解抗生素。本发明专利技术所述工艺对养殖场废水中抗生素进行降解，降解速度快、降解效率高，所用材料与试剂成本低，工艺步骤简单，无毒副作用。

A Method for Degrading Antibiotics in Aquaculture Wastewater

The invention discloses a method for degrading antibiotics in aquaculture wastewater, which mainly includes the following steps: firstly, cross-linking flocculant precipitator is put into the collected aquaculture wastewater, and the precipitate is separated from the supernatant; the precipitate continues to degrade antibiotics in the sediment by advanced oxidation technology combined with ultraviolet irradiation, and the supernatant is directly photodegraded by ultraviolet irradiation. Prime. The process has the advantages of fast degradation speed, high degradation efficiency, low cost of materials and reagents, simple process steps and no toxic and side effects.

【技术实现步骤摘要】
一种降解养殖场废水中抗生素的方法
本专利技术属于环境污染修复
，特别涉及一种降解养殖场废水中抗生素的方法。
技术介绍
随着集约化养殖的大力发展，兽用抗生素已成为现代农业与养殖业不可或缺的组成部分。但是抗生素经过动物肠道并不能被完全吸收，大部分的会以原形或代谢产物的形式由粪便和尿液排出体外，从而造成养殖场废水中抗生素大量累积的情况。目前，在畜禽养殖过程中广泛使用的抗生素包括喹诺酮类、多肽类、四环素类、大环内酯类、磺胺类、氨基糖苷类六大类。由于此类抗生素结构复杂、生物降解困难且水溶性较好，很容易在环境中存储和积累。这些抗生素进入环境中会对微生物及植物种群产生严重影响，进而对人类的健康、生存造成危害，因此被视为重要的污染物。中国专利CN201210011270.3公开了一种地果净化畜禽养殖沼液中的应用，在畜禽养殖沼液污染环境中种植地果解决沼液的污染问题，但是净化时间长，植物的种植受到环境气候的影响，在其他地方应用需要进行环境适应；专利CN201410185329.X公开了一种去除发酵类抗生素制药废水中抗生素的预处理方法，该专利技术主要通过调节废水pH值、高温催化水解的方式去除制药废水中的抗生素，但是其处理条件苛刻，处理时需要消耗大量的能源，处理成本高。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种利用降解养殖场废水中抗生素的方法。本专利技术首先在收集的养殖场废水中投入交联絮凝沉淀剂，将沉淀物与上清液分离，沉淀物继续采用高级氧化技术结合紫外照射，继续降解沉淀物中的抗生素，上清液直接采用紫外照射进行光降解抗生素。本专利技术所述工艺对养殖场废水中抗生素进行降解，降解速度快、降解效率高，所用材料与试剂成本低，工艺步骤简单，无毒副作用。本专利技术的技术方案如下：一种降解养殖场废水中抗生素的方法，其包括以下步骤：（1）收集养殖场中冲洗废水进入混凝沉淀池中，使用交联絮凝沉淀剂进行混凝沉淀处理，然后启动搅拌装置，100~200rpm转速进行搅拌20~30min后停止搅拌，静置30~60min，使沉淀完全后，上清液引流进入砂滤池中，交联絮凝沉淀剂及其沉淀物留在混凝沉淀池中；所述交联絮凝沉淀剂为聚乙烯吡咯烷酮-腐殖酸交联粉末，其制作方法为：将聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸按2:1的质量比例溶于2倍体积的去离子水中，200rpm不断搅拌，使聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸充分溶解，然后加入戊二醇，戊二醇加入体积为腐殖酸加入质量的20%，一边搅拌一边升温至70℃，待溶液变得浑浊，搅拌装置显示无法搅拌时，停止加热，将溶液自然冷却至室温后喷雾干燥，得聚乙烯吡咯烷酮-腐殖酸交联粉末；（2）使用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节混凝沉淀池中的pH至6~7，然后加入由亚铁盐、过硫酸盐和Tris-HCl制成的复合降解溶液，启动搅拌装置，搅拌速度为100~250rpm，搅拌90~240min；（3）对上清液进行进一步处理，启动搅拌装置，搅拌速度为100~300rpm，启动紫外照射装置，采用紫外照射上清液60~180min；（4）将经过步骤（2）处理的沉淀物，继续搅拌，并启动紫外照射装置，采用紫外照射沉淀物30~120min。2.根据权利要求1所述一种降解养殖场废水中抗生素的方法，其特征在于：交联絮凝沉淀剂的加入量为500~1200g/m3。作为本专利技术的进一步说明：所述复合降解溶液中亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁中的一种。作为本专利技术的进一步说明：所述复合降解溶液中过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾中的一种。作为本专利技术的进一步说明：所述复合降解溶液中亚铁盐、过硫酸盐、Tris-HCl的添加摩尔浓度（mol/L）比为：0.6:5:20。作为本专利技术的进一步说明：复合降解溶液加入量为300~550mL/m3。作为本专利技术的进一步说明：所述紫外照射条件为200~320nm。本专利技术的技术原理如下：腐殖酸在水溶液中对抗生素具有一定的吸附效果，腐殖酸为大分子聚合物，具有多孔性，但是其在水溶液中具有很好的溶解性能，吸附抗生素和其他一些污染物后，絮凝效果不佳，不能及时沉淀或者继续以水溶性分子存在溶液中，难以通过过滤或者沉淀从水溶液中分离出来。聚乙烯吡咯烷酮为一种合成的高分子化合物，其具有优良的絮凝沉淀作用，其巨大的分子量和网络结构能与多种污染物形成络合物，使浑浊水溶液澄清。腐殖酸在交联剂戊二醇以及高温的作用下，腐殖酸大分子链中的羟基和羧基形成化学交联点，同时聚乙烯吡咯烷酮的结构伸展，与腐殖酸交联点交联，形成半互穿网络结构，合成腐殖酸-聚乙烯吡咯烷酮交联剂，在保留腐殖酸吸附性能的同时交联聚乙烯吡咯烷酮，能增加对抗生素、污染物的吸附络合作用，增加絮凝性能，吸附抗生素和污染物后从水溶液中分离。在抗生素的降解中，抗生素的氧化降解和光降解由于其降解效果佳而被广泛研究。其中基于硫酸根自由基的氧化/光降解是目前效果最佳的降解方式，通过添加硫酸根自由基产生物，光照射/化合激发硫酸根自由基，从而达到氧化/光降解作用。在硫酸根自由基系统中，过硫酸盐（PMS）是一种环境友好的酸式过氧化物氧化剂，因廉价高效在工业上广泛使用，其氧化性能与过二硫酸盐相比更易被激活，同时，它还是一种性质稳定、环保无毒、易于处理和成本低廉的酸式氧化剂。紫外光能量较高，通过紫外照射，可以活化PMS产生硫酸根自由基和羟基自由基，但其需要外加能量如高温加热，所以在紫外照射下过硫酸盐的氧化性能具有一定的局限性。铁离子为金属离子，其能在室温下活化PMS产生硫酸根自由基，但是其在活化PMS的同时，主要起作用的是亚铁离子，在活化过程中亚铁离子不断转换成三价铁离子，无法继续活化PMS，所以到后期，PMS的氧化/光降解能力减弱。Tris-HCl具有还原性，且其在低pH条件下更加稳定，将Tris-HCl添加到PMS体系中，能促进三价铁离子向二价铁离子的转化，从而实现二价铁离子的循环利用，提高了铁的利用率，使铁离子能够催化PMS产生更多的自由基，从而提高抗生素的氧化/光降解效率。本专利技术前期通过絮凝处理，将大部分的污染物和抗生素吸附沉淀下来，将沉淀与上清液分开后，抗生素主要集中在絮凝沉淀中，重点对絮凝沉淀进行处理，可以节约试剂的使用和提高仪器的使用效率。上清液中残留的抗生素少，经过了絮凝处理后，其可见度增加，光的可透性增加，光降解效率增加，直接采用紫外光降解即可完成对上清液中抗生素的降解。本专利技术的有益效果：本分明首先通过交联絮凝沉淀剂将废水中的大部分抗生素吸附至絮凝沉淀剂中形成沉淀，然后将沉淀与上清液分开，采用高级氧化技术结合紫外照射，能同时进行氧化降解和光降解过程，且两种降解过程相互促进，降解效率增加，最后通过紫外照射降解上清液中残留的抗生素。本专利技术工艺过程简单方便，且通过对废水进行固液分离，节约了试剂的使用和提高了仪器的使用效率，降低了处理成本。具体实施方式实施例1：（1）交联絮凝沉淀剂的制作：将聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸按2:1的质量比例溶于2倍体积的去离子水中，200rpm不断搅拌，使聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸充分溶解，然后加入戊二醇，戊二醇加入体积为腐殖酸加入质量的20%，一边搅拌一边升温至70℃，待溶液变得浑浊，搅拌装置显示无法搅拌时，停止加热，将溶液自然冷却至室温后喷雾干燥，得聚乙烯吡咯烷酮-腐殖酸交联粉末。（2）收集养殖场中冲洗废水进入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降解养殖场废水中抗生素的方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）收集养殖场中冲洗废水进入混凝沉淀池中，使用交联絮凝沉淀剂进行混凝沉淀处理，然后启动搅拌装置，100~200rpm转速进行搅拌20~30min后停止搅拌，静置30~60min，使沉淀完全后，上清液引流进入砂滤池中，交联絮凝沉淀剂及其沉淀物留在混凝沉淀池中；所述交联絮凝沉淀剂为聚乙烯吡咯烷酮‑腐殖酸交联粉末，其制作方法为：将聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸按2:1的质量比例溶于2倍体积的去离子水中，200rpm不断搅拌，使聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸充分溶解，然后加入戊二醇，戊二醇加入体积为腐殖酸加入质量的20%，一边搅拌一边升温至70℃，待溶液变得浑浊，搅拌装置显示无法搅拌时，停止加热，将溶液自然冷却至室温后喷雾干燥，得聚乙烯吡咯烷酮‑腐殖酸交联粉末；（2）使用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节混凝沉淀池中的pH至6~7，然后加入由亚铁盐、过硫酸盐和Tris‑HCl制成的复合降解溶液，启动搅拌装置，搅拌速度为100~250rpm，搅拌90~240min；（3）对上清液进行进一步处理，启动搅拌装置，搅拌速度为100~300rpm，启动紫外照射装置，采用紫外照射上清液60~180min；（4）将经过步骤（2）处理的沉淀物，继续搅拌，并启动紫外照射装置，采用紫外照射沉淀物30~120min。...

【技术特征摘要】
1.一种降解养殖场废水中抗生素的方法，其特征在于，其包括以下步骤：（1）收集养殖场中冲洗废水进入混凝沉淀池中，使用交联絮凝沉淀剂进行混凝沉淀处理，然后启动搅拌装置，100~200rpm转速进行搅拌20~30min后停止搅拌，静置30~60min，使沉淀完全后，上清液引流进入砂滤池中，交联絮凝沉淀剂及其沉淀物留在混凝沉淀池中；所述交联絮凝沉淀剂为聚乙烯吡咯烷酮-腐殖酸交联粉末，其制作方法为：将聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸按2:1的质量比例溶于2倍体积的去离子水中，200rpm不断搅拌，使聚乙烯吡咯烷酮与腐殖酸充分溶解，然后加入戊二醇，戊二醇加入体积为腐殖酸加入质量的20%，一边搅拌一边升温至70℃，待溶液变得浑浊，搅拌装置显示无法搅拌时，停止加热，将溶液自然冷却至室温后喷雾干燥，得聚乙烯吡咯烷酮-腐殖酸交联粉末；（2）使用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节混凝沉淀池中的pH至6~7，然后加入由亚铁盐、过硫酸盐和Tris-HCl制成的复合降解溶液，启动搅拌装置，搅拌速度为100~250rpm，搅拌90~240min；（3）对上清液进行进一步处理，启动搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈先锐，
申请(专利权)人：陈先锐，
类型：发明
国别省市：广西,45