一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法，首先向沼液中加入雷氏普罗威登斯菌菌液进行初步降解抗生素，然后再通过加入过硫酸盐和硫酸亚铁形成高级氧化体系后启动紫外光照射，进行氧化/光降解继续降解沼液中的抗生素，最后再通过加入二硫苏糖醇溶液使高级氧化体系得到循环，进行二次氧化/光降解进行抗生素降解。本发明专利技术所述工艺对沼液中的抗生素进行降解，降解速度快、降解效率高，且降解效果好，能将抗生素降解成小分子物质，降解过程中所用材料成本低，来源广，能够有效降解沼液中的抗生素。

A Method of Degrading Antibiotics in Biogas Liquor by Ultraviolet Irradiation

The invention discloses a method for degrading antibiotics in biogas liquor by ultraviolet irradiation. Firstly, the antibiotics are degraded preliminarily by adding Providencia Reynolds bacterium liquor to the biogas liquor, then ultraviolet irradiation is initiated by adding persulfate and ferrous sulfate to form an advanced oxidation system, and the antibiotics in the biogas liquor are further degraded by oxidation/photodegradation, and finally by adding disulfide. The threosol solution recycles the advanced oxidation system and carries out secondary oxidation/photodegradation for antibiotic degradation. The process has the advantages of fast degradation speed, high degradation efficiency and good degradation effect, and can degrade antibiotics into small molecular substances. The material used in the process of degradation is low cost, wide source and can effectively degrade antibiotics in the biogas liquid.

【技术实现步骤摘要】
一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法
本专利技术属于环境污染修复
，特别涉及一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法。
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，从而造成养殖场沼液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紫外照射法降解沼液中抗生素的方法。本专利技术首先采用雷氏普罗威登斯菌进行初步降解抗生素，再使用高级氧化技术结合紫外照射技术进行氧化/光降解继续降解沼液中的抗生素，最后再通过加入二硫苏糖醇溶液使高级氧化体系得到循环，进行二次氧化/光降解进行抗生素降解。本专利技术所述工艺对沼液中的抗生素进行降解，降解速度快、降解效率高，且降解效果好，能将抗生素降解成小分子物质，降解过程中所用材料成本低，来源广，能够有效降解沼液中的抗生素。本专利技术的技术方案如下：一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法，包括以下步骤：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入雷氏普罗威登斯菌菌液作为抗生素初步降解菌，不断搅拌1~2天，进行沼液中抗生素的初步降解；所述雷氏普罗威登斯菌菌液添加量为200~500mL/m3；（2）初步降解结束后，测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往沼液中加入过硫酸盐和硫酸亚铁，形成Fe2+/PMS高级氧化体系，再利用100~320nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，紫外照射时间为60~120min，同时进行沼液中抗生素的第一次氧化降解和光降解；其中，每立方沼液中过硫酸盐添加量为14.2~20.0g，硫酸亚铁添加量为20g；（4）第一次氧化降解和光降解结束后，往沼液中加入二硫苏糖醇溶液，然后再利用320~400nm紫外光进行紫外光照射，继续搅拌，紫外照射时间为30~120min，即完成对沼液中抗生素的降解；所述二硫苏糖醇溶液浓度为5mol/L，添加量为100~400mL/m3。作为本专利技术的进一步说明：所述雷氏普罗威登斯菌菌液中雷氏普罗威登斯菌菌数在10个/mL，所用培养基为TSB液体培养基，37℃、100r/min下培养3~5天。作为本专利技术的进一步说明：所述过硫酸盐为过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或两种。作为本专利技术的进一步说明：所述搅拌速度为100~400r/min。本专利技术的技术原理如下：雷氏普罗威登斯菌（Providenciarettgeri），可见于尿、痰、血、粪、伤口分泌物等标本中，为兼性厌氧菌，其对抗生素具有一定的抗性，产生的丰富的β-内酰胺酶，能有效降解大部分的β-内酰胺类抗生素，如头孢、庆大霉素、环丙沙星等，将其接种至沼液中，通过1~2天的发酵，能分泌大量的β-内酰胺酶，从而将沼液中的β-内酰胺类抗生素降解。在后期可通过紫外照射将其杀灭。在第一次紫外照射中，加入硫酸亚铁和过硫酸盐（PMS），形成了Fe2+/PMS体系，该体系在紫外的照射下，能产生大量的硫酸根自由基和羟基自由基，具有强氧化性，同时在紫外条件下，紫外照射为过硫酸盐提供大量的电子能量，能同时强化光降解-氧化降解抗生素过程，增强抗生素的降解效果。Fe2+催化PMS生成硫酸根自由基后自身被氧化成Fe3+的形式存在沼液中，而Fe3+向Fe2+的转化较慢，Fe2+的减少会导致硫酸根自由基浓度的降低，抗生素的氧化降解率随之下降，如果采用不断加入Fe2+的方法来保持高效的降解，则会增加成本，同时Fe3+的增加会生成更多的氧化铁污泥，干扰抗生素的降解。二硫苏糖醇（DTT）为强还原剂，在pH为中性时，其还原性质稳定，且其分子中不含金属元素。在Fe2+/PMS中，能将Fe3+转化为Fe2+，加强体系中自由基的生成。在第一次紫外照射结束后，沼液中铁离子主要为Fe3+，此时沼液中抗生素降解能力下降，加入DTT后，将Fe3+转化为Fe2+，增加沼液中硫酸根自由基的浓度，同时提高紫外线照射的强度，使抗生素降解能力增高，提高了铁的利用率，且由于DTT分子中不含金属元素，不会造成沼液中金属离子的增多，从而不会干扰抗生素的降解。本专利技术的有益效果：（1）降解速度快，只需要2~3天即可完成对沼液中抗生素的降解处理。（2）降解成本低，所用的试剂来源广，不需要耗费太大的能源。（3）降解工艺简单易行。具体实施方式实施例1：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入已培养3天的雷氏普罗威登斯菌菌液200mL/m3，然后启动搅拌装置，以100r/min不断搅拌2天；（2）测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往每立方沼液中加入14.2g过硫酸钠和20g硫酸亚铁，利用100nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，搅拌速度为100r/min，紫外照射时间为120min；（4）往沼液中加入5mol/L二硫苏糖醇溶液，添加量为100mL/m3，继续利用320nm紫外光进行紫外照射，继续搅拌，搅拌速度为400r/min，紫外照射时间为120min。实施例2：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入已培养5天的雷氏普罗威登斯菌菌液500mL/m3，然后启动搅拌装置，以400r/min不断搅拌1天；（2）测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往每立方沼液中加入20.0g过硫酸钾和20g硫酸亚铁，利用320nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，搅拌速度为400r/min，紫外照射时间为60min；（4）往沼液中加入5mol/L二硫苏糖醇溶液，添加量为400mL/m3，继续利用400nm紫外光进行紫外照射，继续搅拌，搅拌速度为100r/min，紫外照射时间为30min。实施例3：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入已培养4天的雷氏普罗威登斯菌菌液300mL/m3，然后启动搅拌装置，以200r/min不断搅拌2天；（2）测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往每立方沼液中加入15g过硫酸铵和20g硫酸亚铁，利用300nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，搅拌速度为300r/min，紫外照射时间为90min；（4）往沼液中加入5mol/L二硫苏本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入雷氏普罗威登斯菌菌液作为抗生素初步降解菌，不断搅拌1~2天，进行沼液中抗生素的初步降解；所述雷氏普罗威登斯菌菌液添加量为200~500mL/m3；（2）初步降解结束后，测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往沼液中加入过硫酸盐和硫酸亚铁，形成Fe2+/PMS高级氧化体系，再利用100~320nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，紫外照射时间为60~120min，同时进行沼液中抗生素的第一次氧化降解和光降解；其中，每立方沼液中过硫酸盐添加量为14.2~20.0g，硫酸亚铁添加量为20g；（4）第一次氧化降解和光降解结束后，往沼液中加入二硫苏糖醇溶液，然后再利用320~400nm紫外光进行紫外光照射，继续搅拌，紫外照射时间为30~120min，即完成对沼液中抗生素的降解；所述二硫苏糖醇溶液浓度为5mol/L，添加量为100~400mL/m3。

【技术特征摘要】
1.一种利用紫外照射法降解沼液中抗生素的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将沼液引流至室内蓄水池中，向蓄水池中加入雷氏普罗威登斯菌菌液作为抗生素初步降解菌，不断搅拌1~2天，进行沼液中抗生素的初步降解；所述雷氏普罗威登斯菌菌液添加量为200~500mL/m3；（2）初步降解结束后，测定沼液pH值，采用10%氢氧化钠溶液和/或10%稀硫酸溶液调节沼液pH值至7.0~7.6；（3）往沼液中加入过硫酸盐和硫酸亚铁，形成Fe2+/PMS高级氧化体系，再利用100~320nm的紫外光照射水体，并不断搅拌，紫外照射时间为60~120min，同时进行沼液中抗生素的第一次氧化降解和光降解；其中，每立方沼液中过硫酸盐添加量为14.2~20.0g，硫酸亚铁添加量为20g；（4）第一次氧化降解和光降...

【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