基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，所述方法具体包括以下步骤：(a)取待处理水样进行预处理，所述待处理水样中含有氟喹诺酮类抗生素；(b)调节步骤(a)中预处理后的水样的pH值，后加入ClO

【技术实现步骤摘要】
基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法
本专利技术属于水处理
，具体涉及一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法。
技术介绍
新兴污染物(ECs)已被公认为影响水质的重要水生污染物。抗生素类药物作为环境水体中重要的一类ECs，因细菌耐药性的发展、其对人类和野生动物的不良反应风险以及其对植物材料生物降解能力的降低而引起人们的关注。flumequine是一种典型的氟喹诺酮类抗生素，被广泛用于医院、家庭、兽医和水产养殖业的疾病预防中。flumequine具有生物稳定性，在水生环境中的残留及其不完全代谢可能对水生生物产生毒性作用，一般采用浓度为2.5-50ng/L范围的flumequine溶液进行使用，此外，荷兰观赏鱼养殖场废水的flumequine报告浓度高达64μg/L，且有报道，从鳗鱼和虾养殖场的池塘中提取的水和沉积物中基本没有发现flumequine的生物降解。flumequine表现出对物理吸收、氧化剂氧化和其他常规污水处理方法的抵抗性，传统的水处理工艺无法完全去除这些持久性微污染物，如何处理这些污染物已成为水处理的一个长期挑战。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，所述方法具体包括以下步骤：(a)取待处理水样进行预处理，所述待处理水样中含有氟喹诺酮类抗生素和Cl-；(b)调节步骤(a)中预处理后的水样的pH值，后加入ClO2溶液，再经紫外光照射进行光催化氧化反应。步骤(a)中，所述待处理水样选自医用临床废水、畜牧养殖、水产养殖排放污水、生活污水或水源水中的一种或多种。步骤(a)中，预处理过程具体为：采用压力过滤对待处理水样进行过滤，滤膜采用厚度为0.45μm醋酸纤维膜，载气为99.99％的高纯氮，压力为0.1MPa，过滤过程中同时搅拌。由于待处理水样基本上会含有很多悬浮物，会影响处理效果，过滤可去除水中的悬浮物，提高紫外对水样的照射效果。若污染水体中没有悬浮物，也可省略步骤(a)。步骤(a)中，所述氟喹诺酮类抗生素包括flumequine。步骤(a)中，所述待处理水样中HCO3-的浓度为0。HCO3-对flumequine的抑制作用随着HCO3-浓度的升高而轻微增强，在处理前，可先通过其他处理方法降低水样中HCO3-的浓度。步骤(a)中，所述待处理水样中腐殖酸(简称为HA)的浓度为0。HA对flumequine的抑制作用较明显，在处理前，可先通过其他处理方法降低水样中HA的浓度。步骤(a)中，所述待处理水样中黄腐酸(简称为FA)的浓度为0。FA对flumequine的抑制作用没有HA明显，但还是存在一定的抑制作用，在处理前，可先通过其他处理方法降低水样中FA的浓度。步骤(a)中，所述待处理水样中还含有NH4+，Cl-和NH4+的存在不影响氟喹诺酮类抗生素的降解，所以这两种离子的浓度不加限定，且实际水样中一般含有这两种离子，这样便于本方法直接应用。步骤(b)中，ClO2在预处理后的水样中的初始浓度为100-1000μM。ClO2为水处理用药剂或分析纯试剂。步骤(b)中，光照强度为2.43-9.72mW/cm2。步骤(b)中，紫外光通过至少一个低压紫外汞灯产生，低压紫外汞灯的灯管平行于预处理后的水样表面设置，出射的紫外光垂直照射预处理后的水样。紫外强度通过控制紫外灯的数量来调节。步骤(b)中，反应温度为24-26℃，优选为25℃，反应时间为60-1200s，优选为420-1200s。步骤(b)中，调节pH值至5-9，优选为5-7。步骤(b)中，在预处理后的水样中加入磷酸盐缓冲溶液并使磷酸盐在预处理后的水样中的浓度达到10mM，然后用酸液和碱液调节预处理后的水样的pH值，使反应进行时水体的pH值不会发生明显的变化，其中，酸液为浓硫酸，碱液为氢氧化钠。磷酸盐缓冲溶液起到待处理水样pH值稳定的作用，真正对pH值进行调节的是酸液和碱液，可根据实际情况进行选择搭配。步骤(b)中，反应的同时进行搅拌，搅拌速度为120r/min。紫外/二氧化氯组合(即UV/ClO2)体系中不仅有紫外辐照作用，还有ClO2经紫外照射产生的氧自由基(·O)、羟基自由基(·OH)和氯系自由基(Cl2-·)的氧化作用，三者的协同作用使体系中对flumequine的反应活性物质增多，促进了flumequine的去除，加快了反应的进行，所以UV/ClO2工艺具有协同强化作用，可以更好地直接或间接去除本污染物。UV/ClO2工艺不仅可以抑制实际水体中有机物的降解而且降解效果较好，体系中大量自由基通过攻击目标物质的官能团和不饱和键，大大加速了这一工艺对有机污染物的降解过程，并且在后续的消毒过程中，还可以大大降低生成DBPs的风险，在实际应用中可以很好对水体环境和人类健康的风险进行把控。本专利技术催化反应过程中对温度的设定主要是考虑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。本专利技术中对反应温度要求不高，在室温下24-26℃进行。本专利技术仅通过调节反应水体的pH值，即可快速降低水体中flumequine的含量，去除效果可达96％以上，降解较为彻底，而且在快速有效降低饮用水中存在的持久性有机污染物flumequine的同时，还可大大降低后续消毒过程中其生成高毒性消毒副产物的潜在风险，并且操作简单，所使用的化学试剂和材料均为水处理常用产品，未引入其它有毒有害物质，其安全性尤为突出，反应条件容易实现，而且pH设定参数符合天然水体的pH范围，因此本方法能在实际水体中处理flumequine而不需要过多的后续调节pH，可以极大地降低在实际应用中的成本，节省操作时间。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术所述方法结合了UV/ClO2组合工艺，通过对待处理水样的pH值进行调节，即可快速降低水体中flumequine的含量，去除效果可达到96％以上，降解彻底，可以快速有效降低饮用水中存在的flumequine生成消毒副产物的潜在风险。2、本专利技术所述方法操作简单、反应条件容易控制，容易实现工程应用，另外所使用的化学试剂和材料均为水处理用常规产品，未引入其它有毒有害物质，其安全性尤为突出。3、本专利技术中反应环境容易实现，室温条件下便可处理，有效提高该专利技术的可行性和可操作性。附图说明图1为本专利技术所用ClO2溶液的制备装置示意图；图2为不同处理工艺对flumequine的去除效果对比图；图3为不同ClO2浓度下组合工艺对flumequine去除效果对比图；图4为不同紫外强度下组合工艺对flumequine去除效果对比图；图5为不同pH条件下组合工艺对flumequine去除效果对比图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：/n(a)取待处理水样进行预处理，所述待处理水样中含有氟喹诺酮类抗生素和Cl

【技术特征摘要】
1.一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
(a)取待处理水样进行预处理，所述待处理水样中含有氟喹诺酮类抗生素和Cl-；
(b)调节步骤(a)中预处理后的水样的pH值，后加入ClO2溶液，再经紫外光照射进行光催化氧化反应。


2.根据权利要求1所述的一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，步骤(a)中，预处理过程具体为：采用压力过滤对待处理水样进行过滤，滤膜采用厚度为0.45μm醋酸纤维膜，载气为99.99％的高纯氮，压力为0.1MPa，过滤过程中同时搅拌。


3.根据权利要求1所述的一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述氟喹诺酮类抗生素包括flumequine。


4.根据权利要求1所述的一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述待处理水样中HCO3-的浓度为0，腐殖酸的浓度为0，黄腐酸的浓度为0，所述待处理水样中含有NH4+。


5.根据权利要求1所述的一种基于紫外/二氧化氯去除水中氟喹诺酮类抗生素的方法，其特征在于，步骤(b)中，ClO2在预...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富箱，叶文凯，陈晨，赖璠，邢海波，汪波，
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