一种处理磷酸氯喹医药废水的方法技术

本发明专利技术属于高级氧化降解污染物、环境保护领域，公开一种处理磷酸氯喹医药废水的高级氧化方法及其应用。该方法基本操作如下：配制含5.0μM CQP和3.0mM过PMS的反应溶液，使用磷酸缓冲液调节pH至6.9，然后置于紫外光下进行反应，反应过程中溶液温度保持在20

【技术实现步骤摘要】
一种处理磷酸氯喹医药废水的方法


[0001]本专利技术涉及一种处理磷酸氯喹医药废水的方法，属于高级氧化降解污染物、环境保护


技术介绍

[0002]近些年来，随着医疗行业的快速发展，药物频繁使用或滥用的现象越来越多，而这些药物(如合成激素、抗生素、抗抑郁药等)能够通过多种途径进入环境中，其中医药废水为水环境中药物污染的重要来源。此外，很多药物难以降解而且具有毒性，会破坏水生态系统，甚至会严重威胁到人类和其他生物的生命安全。新型冠状病毒肺炎爆发后，世界各国研究了多种治疗方案，包括使用抗病毒药、糖皮质激素、抗菌药、干扰素
‑
α等，而磷酸氯喹(CQP)、羟氯喹也被当作潜在治疗药物使用，其中CQP是中国卫生健康委员会推荐使用的药物之一。虽然CQP本身具有较大的应用潜力和价值，其新功能也在不断被开发，但是CQP通过制药工厂、医院废水等途径进入水体后，将会产生严重的环境影响。目前，关于降解去除环境中CQP的研究较少，其中多数采用直接光降解，但降解效率相对较低，而关于采用高级氧化工艺降解该药物的研究鲜见报道。
[0003]近些年来，高级氧化工艺(AOPs)被广泛研究用于水环境中有害化学物质的降解和去除，具有非常好的应用前景。过一硫酸盐(PMS)因其自身不对称的结构特征而极易被紫外光(248～351nm)活化产生大量具有强氧化性的SO4‑
·
和HO
·
，其中SO4‑
·
能够有效降解有机污染物并降低其毒性，而HO
·
在氧化降解有机物方面也起到重要作用。因此，UV/PMS方法在处理含CQP医药废水方面具有实际的应用价值。
[0004]为了研究UV/PMS方法对废水中CQP的有效降解和去除，采用含CQP的模拟水样进行实验，分析体系中CQP的降解效果，同时通过优化该方法的技术参数条件来提高水体中CQP的降解效率。因此，该方法能够在处理含CQP的医院废水提供帮助。

技术实现思路

[0005]技术问题：本专利技术的目的是针对含CQP的医药废水，提供一种能够有效降解CQP的处理方法及其应用。
[0006]技术方案：本专利技术采用的技术方案为UV/PMS高级氧化方法，具体包括以下基本步骤：
[0007](1)PMS溶液使用过一硫酸氢钾复合盐进行配制，现用现配。
[0008](2)缓冲溶液均采用磷酸缓冲盐(PBS)配制。分别称取1.094g Na2HPO4和1.500gNaH2PO4，溶于1L经过0.22μm膜过滤的蒸馏水中，配制成20mM储备液。
[0009](3)使用步骤(2)所述的PBS母液，将其稀释至2mM，并置于低温恒温水循环反应器槽中，使得溶液恒温至20。℃
[0010](4)向步骤(3)所述的溶液中添加PMS和CQP形成反应液，其中PMS的浓度为3.0mM，CQP的浓度为5μM。同时，调节反应液pH为6.9。
[0011](5)将步骤(4)所述的反应液置于紫外灯(8W低压汞灯，波长为254nm)照射下以进行CQP的降解反应，过程中保持反应液温度为20
±
0.2。℃
[0012]对上述技术方案的参数条件进行调节以优化反应条件，从而提高UV/PMS体系中CQP的降解效率，具体如下所述：
[0013](6)调节PMS浓度(0～4.0mM)。
[0014](7)调节pH值(4.8～10.8)。
[0015](8)调节HCO3‑
浓度(0～2.0mM)。
[0016](9)调节Cl
‑
浓度(0～1.0mM)。
[0017]本方法降解CQP的反应是在避光条件下进行的，以排除外界自然光等因素的影响。甲醇、叔丁醇、异丙醇等淬灭剂的存在会抑制CQP的降解效率。
[0018]步骤(6)所述的PMS浓度增加能显著提高CQP的降解效率，当PMS浓度为4.0mM时，CQP降解效率达到98％。
[0019]步骤(7)所述的pH升高能够提高CQP的降解效率，特别是pH为8.8和10.8时，2min左右时CQP的降解效率分别高达97％和98.8％。
[0020]步骤(8)所述的HCO3‑
对CQP的降解无显著影响。
[0021]步骤(9)所述的Cl
‑
浓度对CQP的降解有轻微的抑制作用。
[0022]有益效果：相对于现有技术，本专利技术提供的技术方案的优点如下：
[0023]1、与太阳光、UV、PMS单独作用的体系相比，在UV/PMS体系中，UV和PMS表现出良好的协同性，产生大量SO4‑
·
和HO
·
，显著提高了CQP的降解效率，10min内降解效率达到90％以上(图1)。
[0024]2、在UV/PMS体系中，PMS表现出较大的应用潜力，可持续降解CQP和生成的中间产物，环保高效。此外，CQP在UV/PMS体系中被逐步降解为小分子有机物，进而转变为小分子无机物，毒性降低。
[0025]3、Cl
‑
和HCO3‑
是水环境中常见的无机阴离子，在UV/PMS体系中，Cl
‑
对CQP的降解仅表现出轻微的抑制作用，而HCO3‑
未表现出明显影响。
附图说明
[0026]图1：CQP在太阳光、UV、PMS和UV/PMS体系中的降解。
[0027]图2：醇对CQP在UV/PMS体系中降解速率的影响。
[0028]图3：PMS浓度对UV/PMS体系中CQP降解的影响。
[0029]图4：pH对UV/PMS体系中CQP降解的影响。
[0030]图5：Cl
‑
对UV/PMS体系降解CQP的影响。
[0031]图6：HCO3‑
对UV/PMS体系降解CQP的影响。
具体实施方式
[0032]为了更清晰的阐述本专利技术的目的、技术方案及优点，下面将结合具体实施方式，对本专利技术做进一步的详细说明，但不构成对本专利技术的任何限制，任何人在本专利技术权利要求保护范围之内所做的有限次的修改，仍在本专利技术的权利要求保护范围之内。
[0033]以下实施例中除特例说明外，均为本领域内的常规实验方法和操作步骤。
[0034]实施例1
[0035]配制含5.0μM CQP和3.0mM PMS的溶液，然后置于紫外光(8W，254nm)下进行反应。另外设置3组对比实验：第一组为含5.0μM CQP的溶液，置于太阳光下进行反应；第二组为含5.0μM CQP的溶液，置于紫外光(8W，254nm)下进行反应；第三组为含5.0μM CQP和3.0mM PMS的溶液，置于黑暗条件下进行反应。上述所有溶液均使用磷酸缓冲液调节pH至6.9，反应过程中溶液温度保持在20
±
3，℃并打开磁力搅拌器。分别在0、1、3、5、7、10、15min进行取样，采用超高效液相色谱仪测定CQP的浓度，结果如图1所示。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种处理磷酸氯喹医药废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：配制含5.0μM CQP和3.0mM PMS的反应溶液，使用磷酸缓冲液调节pH至6.9，然后置于紫外灯下进行反应，反应过程中溶液温度保持在20
±
0.2℃，并打开磁力搅拌器。2.根据权利要求1所述的一种处理磷酸氯喹医药废水的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)PMS溶液使用过一硫酸氢钾复合盐进行配制，现用现配；(2)磷酸缓冲液采用PBS配制；分别称取1.094g Na2HPO4和1.500g NaH2PO4，溶于1L经过0.22μm膜过滤的蒸馏水中，配制成20mM的PBS母液；(3)使用步骤(2)的PBS母液，将其稀释至2mM，并置于低温恒温水循环反应器槽中，使得溶液恒温至20℃；(4)向步骤(3)稀释过的溶液中添加PMS和CQP形成反应液，其中PMS的浓度为3.0mM，CQP的浓度为5μM；同时，调节反应液pH为6.9；(5)将步骤(4)所述的反应液置于紫外灯照射下以进行CQP的降解反应，过程中保持反应液温度为20
±
0.2℃。3.根据权利要求2所述的一种处理磷酸氯喹医药废水的方法，其特征在于，所述紫外灯为8W低压汞灯，波长为254nm。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓琳，王涛，李阳，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：