一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法技术

本发明专利技术涉及一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，所述方法包含：S1：对含有左旋甲状腺素钠的污染水体进行前处理；S2：之后采用缓冲溶液、酸液和碱液对污染水体进行pH值的调节；S3：然后向污染水体添加氯胺的同时并将污染水体置于紫外光照射环境中进行光诱导氧化反应，使左旋甲状腺素钠发生降解。与现有技术相比，本发明专利技术高效去除左旋甲状腺素钠，该方法简单实用，容易实现工程应用。

【技术实现步骤摘要】
一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法
本专利技术属于环保、水处理
，具体涉及一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法。
技术介绍
药品和个人护理产品(Pharmaceuticalsandpersonalcareproducts，PPCPs)是被广泛引入自然环境中并对环境健康具有潜在风险的污染物之一。从20世纪80年代开始到现在，常规污水处理工艺对医药、畜牧业和水产养殖领域所排放的PPCPs去除效果有限，导致PPCPs有进入外部水系的可能。据报道，PPCPs在水基质中的环境残留范围为ngL-1-μgL-1，对人类和生态系统具有潜在危害，已经引起了科学界和公众的广泛关注。左旋甲状腺素钠(Levothyroxinesodium，LTX)作为PPCPs的典型特效药代表，用于治疗各种甲状腺激素缺乏症，比如亚临床甲状腺功能减退症和甲状腺肿大等疾病，也可以直接应用于预防甲状腺癌的复发。左旋甲状腺素钠已成为世界上5.3％的人口中使用最广泛的处方药之一。由于甲状腺相关疾病的流行，因此作为生产和治疗的最便宜的常用医疗药物之一，左旋甲状腺素钠经常在水环境中被检测到。尽管它在水中的浓度通常相当低(ngL-1)，但是由于其高度的生物活性，这种广谱抗生素已被确定为一种潜在的影响人类和水生生物的废水污染物。左甲状腺素钠在高温和光照等环境中不稳定，在正常日光下和在辐射下均会发生光化学分解，但在酸性介质中更稳定，它对光和湿气敏感，氧化机理取决于底物的性质和系统的pH。作为一种广泛应用的药物，它又具有极高的水溶解性，使用后会不可避免地进入地表水、地下水等水体环境中，有研究表明左甲状腺素钠的半衰期可以为少于10天到80天不等。此外，由于左旋甲状腺素钠具有抗菌和难降解的特性，很难用常规的处理方法(如混凝、沉淀、过滤和消毒)将其去除。城市污水的处理中普遍采用了活性污泥这一微生物处理手段，但对废水处理厂的进水和出水进行了定量分析，这表明污水在处理过程中并未完全去除，仅部分消除了这种化合物，去除率不到3％。据相关报道，左甲状腺素钠已在污水处理厂进水和流出物被发现，其浓度分别为3.1-55.0mgL-1和7.3-37.6mgL-1。即在常规水处理中，左旋甲状腺素钠的降解效果并不好，传统处理工艺无法有效的去除掉水中的左旋甲状腺素钠，难以满足排放要求，且由于其在低剂量下对生物的敏感作用，左甲状腺素钠对环境的污染尤其是对水体的污染，越来越受到人们的高度重视。这就需要改进现有的去除降解技术，开发出快速、高效的降解方法，来根除自然水系中残留的左甲状腺素钠。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，为水处理提供新的应用技术，本专利技术通过投加一定量的氯胺并结合紫外照射使其同时作用，从而高效去除左旋甲状腺素钠，该方法简单实用，容易实现工程应用。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，所述方法包含：S1：对含有左旋甲状腺素钠的污染水体进行前处理；S2：之后采用缓冲溶液、酸液和碱液对污染水体进行pH值的调节；S3：然后向污染水体添加氯胺的同时并将污染水体置于紫外光照射环境中进行光诱导氧化反应，使左旋甲状腺素钠发生降解。步骤S1中，前处理具体为：利用0.45μm的醋酸纤维膜作为滤膜，采用99.99％的高纯氮作为载气进行压力过滤，压力控制为0.1MPa，边过滤边搅拌。以去除水体中悬浮物，提高本方法对污染水体的修复效果。若污染水体中没有悬浮物，也可省略步骤S1。步骤S1中，所述污染水体中含有Cl-和/或HCO3-。Cl-和/或HCO3-的存在不会显著降低左旋甲状腺素钠的降解速率，Cl-的存在会稍稍增强降解效果，而HCO3-的存在会稍稍抑制降解效果，所以对这两种离子的浓度不做要求，这样也符合实际的水体，除非当HCO3-的浓度远远大于10mM，此时需事前对水体进行HCO3-去除处理。步骤S2中，所述缓冲溶液为浓度为10mM的磷酸二氢钾缓冲溶液，所述酸液为浓度为1M的H2SO4溶液，所述碱液为浓度为1M的NaOH溶液。步骤S2中，将pH值调节至5.0到9.0之间，优选为5.0到7.0，根据实际水体的情况，可调节至6.0到7.0。步骤S3中，污染水体中氯胺的初始浓度为0-500μM，但不为0。步骤S3中，采用至少一个紫外消毒灯制造紫外光照射环境，所述紫外消毒灯的灯管平行于污染水体的表面设置。所述紫外消毒灯为低压汞蒸汽放电灯。步骤S3中，所述紫外光照射环境中的光照强度为2.43-9.79mWcm-2。步骤S3中，光诱导氧化反应的温度为20-30℃，优选为25℃，反应时间为0-5min，但不为0。本方法可用于去除医用临床废水、生活污水及水源水中的左旋甲状腺素钠。氯胺是目前水厂常规处理中常用的消毒剂，稳定性高且持续时间长，但当水中氢胺浓度低于0.45mgL-1时，微生物可能会产生适应性，输送输配系统中的生物膜也可以保护微生物以抵抗消毒剂的影响。紫外线消毒可以有效灭活对氯/氯胺有抵抗力的水生病原体，如隐孢子虫，而且此外水中病原体可以在短时间内被有效灭活，但因UV不具持久消毒能力，经常需要与其他消毒方式联合使用。经UV处理后补加氯/氯胺的联合处理工艺既能有效灭活水中微生物，降低氯化消毒剂投加量，还能高效去除微量有机物质。使用氯胺代替氯气可减少消毒副产物(DBP)的形成，例如三卤甲烷和卤代乙酸。氯胺具有高稳定性和低反应性(E°＝0.74V)，在供水系统中提供持久的残留消毒，使氯胺成为氯(1.4V)的理想替代品。然而，其高稳定性和低反应性限制了其在处理有机微量污染物中的有效性。通过将紫外辐射与氯胺结合使用，紫外/氯胺组合工艺可以使用氯胺去除微量污染物，而无需添加额外的氧化剂，例如过氧化氢。在此过程中，氯胺经历紫外光解后生成酰胺自由基(NH2·)(E°＝0.6V)和氯自由基(Cl·)(E°＝2.47V)。通过与OH-反应，Cl·可以进一步转化生成高反应性的羟基自由基(·OH)(E°＝2.7V)；ClOH·-的随后解离可能产生其它反应活性氯物质(RCS)，例如Cl2·-(E°＝2.0V)通过与氯反应。·OH非选择性地降解有机微量污染物，而RCS通过氢吸收和单电子氧化选择性地攻击富电子部分。紫外/氯胺组合工艺是利用紫外线照射氯胺产生·OH，·Cl，Cl2·－，NH2·和NHCl·等反应活性物质的高级氧化技术。·OH、·Cl对有机污染物具有很强的分解能力。左旋甲状腺素钠是一种常见的个人护理产品，其化学结构式中的苯环上有三个碘取代基，容易脱落，所以紫外光与氯胺组合能够有效去除左旋甲状腺素钠。本方法对温度限定主要是因为这个条件比较符合水厂处理实际水体时的温度，符合工厂中的实际应用，还有一个原因是温度越高反应进行的速率越快，对于实验来说不能够很好的观察操作，导致实验误差会很大。本专利技术中反应温度为20-30℃，即在室温中就可以进行，符合实际应用中的条件。同时本工艺的pH工况参数符合天然水体的pH范围，水体中的pH值本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，其特征在于，所述方法包含：/nS1：对含有左旋甲状腺素钠的污染水体进行前处理；/nS2：之后采用缓冲溶液、酸液和碱液对污染水体进行pH值的调节；/nS3：然后向污染水体添加氯胺的同时并将污染水体置于紫外光照射环境中进行光诱导氧化反应，使左旋甲状腺素钠发生降解。/n

【技术特征摘要】
1.一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，其特征在于，所述方法包含：
S1：对含有左旋甲状腺素钠的污染水体进行前处理；
S2：之后采用缓冲溶液、酸液和碱液对污染水体进行pH值的调节；
S3：然后向污染水体添加氯胺的同时并将污染水体置于紫外光照射环境中进行光诱导氧化反应，使左旋甲状腺素钠发生降解。


2.根据权利要求1所述的一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，其特征在于，步骤S1中，前处理具体为：利用0.45μm的醋酸纤维膜作为滤膜，采用99.99％的高纯氮作为载气进行压力过滤，压力控制为0.1MPa，边过滤边搅拌。


3.根据权利要求1所述的一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，其特征在于，步骤S1中，所述污染水体中含有Cl-和/或HCO3-。


4.根据权利要求1所述的一种快速降解水中左旋甲状腺素钠的方法，其特征在于，步骤S2中，所述缓冲溶液为磷酸二氢钾缓冲溶液，所述酸液为H2SO4溶液，所述碱液为NaOH溶液。


5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富箱，赖璠，邢海波，马世旭，叶文凯，
申请(专利权)人：上海应用技术大学，
类型：发明
国别省市：上海;31