一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法技术

本发明专利技术涉及一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，所述方法具体包括以下步骤：(a)取待处理水样进行预处理，并调节pH值为5.0‑9.0，所述待处理水样中含有含碘药物；(b)对调节好pH值的水样进行紫外光照射，发生反应降解含碘药物。与现有技术相比，本发明专利技术通过对反应水体的紫外强度值进行调节，即可快速降低水体中含碘药物的含量，达到高效去除水中左旋甲状腺素钠的目的，去除率可达99％以上，为改进水厂净水工艺提供了技术支持，本发明专利技术适用于医用临床废水、生活污水及水源水的处理。

【技术实现步骤摘要】
一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法
本专利技术属于环保、水处理
，具体涉及一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法。
技术介绍
人们非常关注水生环境中内分泌干扰物的存在，因为这些内分泌干扰物可能会干扰人体系统，从而对人类和野生动植物的神经、免疫、发育和生殖造成不良影响。农药、个人护理产品，尤其是药物和激素等这些不同的污染物已被归类为内分泌干扰物。其中，合成激素左甲状腺素钠是一种在化学性质上与甲状腺素相同的人造甲状腺激素，甲状腺素是由甲状腺自然产生的用以恢复甲状腺激素平衡的激素，是治疗甲状腺功能减退症最有效的药物。与其他药物和激素类似，左甲状腺素钠主要通过患者排泄进入生活污水再进入环境中。典型的左甲状腺素钠有20％-40％的剂量是从尿液和/或粪便中排泄出，然后分散到生活污水中。但是，自来水厂和污水处理厂仅部分消除了这种化合物(普遍采用了活性污泥这一微生物处理手段)，去除率不到3％。左甲状腺素钠已在污水处理厂的进水和流出物中被发现并进行了定量分析，其浓度分别为3.1-55.0mgL-1和7.3-37.6mgL-1，表明污水在处理过程中并未完全去除，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。因此，左甲状腺素钠被认为是需要受到关注的重要环境污染物，并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。有研究表明，即使左旋甲状腺素钠的浓度在环境中低至0.1ngL-1，依然会导致内分泌受到干扰，甚至会影响人类胚胎细胞的增殖，即当左甲状腺素钠作为药物进行使用时，即使在痕量(ngL-1-μgL-1)的环境浓度水平下，也可能会破坏敏感的非目标生物体(包括某些人群，例如儿童和孕妇)中的关键代谢过程，尽管此时左甲状腺素钠的剂量明显低于治疗有效剂量。由于其在低剂量下对生物的敏感作用和高效力，左甲状腺素钠被公认为是环境关注的潜在废水污染物，其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，因此有必要开发有效的水和废水处理技术以去除左甲状腺素钠。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。目前存在的用来降解左旋甲状腺素钠的方法有光化学降解，其中主要是以发射的荧光源的紫外线作为光源进行降解。但对于这方面的研究依然不足，仍存在很多问题等待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的就是提供一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，可快速降低水体中含碘药物的含量，可达到高效去除水中左旋甲状腺素钠的目的，去除率可达99％以上，为改进水厂净水工艺提供了技术支持，本专利技术适用于医用临床废水、生活污水及水源水的处理。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，所述方法具体包括以下步骤：(a)取待处理水样进行预处理，并调节pH值为5.0-9.0，所述待处理水样中含有含碘药物；(b)对调节好pH值的水样进行紫外光照射，发生反应降解含碘药物。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，过滤过程中同时进行搅拌。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，采用浓度为10mM的磷酸二氢钾缓冲溶液、浓度为1M的H2SO4溶液和浓度为1M的NaOH溶液进行pH值调节。磷酸盐缓冲溶液起到对待处理水样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(a)中，所述含碘药物包括左旋甲状腺素钠。步骤(a)中，所述待处理水样中含有Cl-。Cl-的存在会略微促进左旋甲状腺素钠的降解，但Cl-各浓度的促进效果并没有很大差别，所以对Cl-的浓度不做限定，以便本方法可直接应用于实际的水体。步骤(a)中，所述待处理水样中HCO3-的浓度为0。HCO3-的存在会抑制左旋甲状腺素钠的降解，且随着HCO3-浓度的增大抑制作用会略有增强，在处理前，可以先通过其他处理操作降低水样中HCO3-的浓度。步骤(a)中，所述待处理水样选自医用临床废水、生活污水或水源水中的一种或多种。步骤(b)中，光照强度为2.43-9.76mW/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0-300s，但不为0，优选为120-300s。步骤(b)中，反应的同时进行搅拌，搅拌速度为120r/min。紫外光解技术是指有机污染物在UV辐射下自身吸收光子能量发生直接光解或敏化光解等反应的降解技术。紫外线辐射是一种物理处理方法，其具有以下特点：(Ⅰ)市场上低能的紫外灯相对便宜，紫外处理成本低廉；(Ⅱ)紫外对水生病毒的杀灭范围较广。由于紫外光辐照(UV)既可以有效去除水中的病原微生物，又可以降解一部分光学稳定性较低的有机污染物，还兼具操作简单且不宜造成二次污染等优势，因此UV技术目前被广泛应用于各地的给水处理厂和污水处理厂中。本专利技术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24-26℃，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值主要是由水中游离二氧化碳和碳酸盐的平衡系统所决定，自然界中的水pH大多都在6.0-9.0之间，故本工艺在实际运用中可以不需要后期再对水体的pH进行调试，达到了节约成本，节省操作的目的。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采用紫外工艺，通过对反应水体的pH值进行调节，即可快速降低水体中左旋甲状腺素钠的含量，去除效果可到99％以上。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为自然降解和紫外光反应工艺对左旋甲状腺素钠的去除效果对比图；图2为不同紫外强度条件下紫外工艺对左旋甲状腺素钠去除效果对比图；图3为不同pH条件下紫外工艺对左旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：/n(a)取待处理水样进行前处理，并调节pH值为5.0-9.0，所述待处理水样中含有含碘药物；/n(b)对调节好pH值的水样进行紫外光照射，发生反应降解含碘药物。/n

【技术特征摘要】
1.一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
(a)取待处理水样进行前处理，并调节pH值为5.0-9.0，所述待处理水样中含有含碘药物；
(b)对调节好pH值的水样进行紫外光照射，发生反应降解含碘药物。


2.根据权利要求1所述的一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，其特征在于，步骤(a)中，前处理过程具体为：采用0.45μm醋酸纤维膜对待处理水样进行压力过滤，采用99.99％的高纯氮作为载气，将压力设定为0.1MPa，过滤的同时进行搅拌。


3.根据权利要求1所述的一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，其特征在于，步骤(a)中，采用浓度为10mM的磷酸二氢钾缓冲溶液、浓度为1M的H2SO4溶液和浓度为1M的NaOH溶液进行pH值调节。


4.根据权利要求1所述的一种光反应快速高效去除水中含碘药物的方法，其特征在于，步骤(a)中，所述含碘药物包括左旋甲状腺素钠。


5.根据权利要求1所述的一种光反应快速高效去除...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富箱，赖璠，叶文凯，邢海波，马世旭，
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