一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法技術

本發明專利技術公開了一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，將污水依次通過沉沙池、二沉池，進行大顆粒的分離；將分離大顆粒的污水通入光反應器中加入質量分數為30％的H

【技術實現步驟摘要】
一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法
本專利技術涉及非甾體抗炎藥處理
，具體是涉及一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法。
技術介紹
非甾體抗炎藥是一類臨床中廣泛應用的消炎藥物，我國每年的用量僅次于抗感染藥。按化學結構非甾體抗炎藥可分為以下種類：甲酸類，如阿司匹林；乙酸類，如雙氯芬酸、吲哚美辛；丙酸類，如布洛芬、萘普生；昔康類，如吡羅昔康、美洛昔康；昔布類，如塞來昔布、羅非昔布；吡唑酮類，如保泰松、氨基比林；其他，如尼美舒利。這些藥物經人服用后不能全部被人體吸收，剩余部分會隨尿液、糞便排出體外進入環境。而污水處理廠是其主要集聚地。作為一類新型污染物，現有毒性研究表明非甾體抗炎藥會對青鳉魚、斑馬魚、大型蚤、浮萍等水生生物產生生態毒性。因此，如何在污水處理系統中有效去除非甾體抗炎藥日益受到人們的關注。污水的深度處理工藝作為保障污水安全排放的重要環節，研究不同的深度處理工藝對非甾體抗炎藥去除的效果具有重要意義。目前的一些深度處理工藝中，活性炭吸附、混凝沉淀、氯化消毒對非甾體抗炎藥去除效果不理想。過氧化氫對非甾體抗炎藥沒有去除效果，臭氧高級氧化工藝在實際污水處理廠的投加劑量和接觸時間下，也只能部分去除非甾體抗炎藥。使用UV高級氧化工藝去除實際污水中的非甾體抗炎藥尚無系統的研究。
技術實現思路
本專利技術解決的技術問題是提供一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，該方法對于雙氯芬酸、布洛芬、萘普生均有更優的去除效果，能有效去除污水中的非甾體抗炎藥。本專利技術的技術方案是：一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，包括以下步驟：(1)隨機取污水上清液3-5次，對上清液中非甾體抗炎藥濃度檢測，并記錄檢測數據；(2)將污水通入沉沙池，在沉沙池內加入絮凝劑，與污水的質容比為10-100g：1L，沉沙池有變速攪拌器，先以150-250r/min的轉速快速攪拌5-15min混凝，然后以60-80r/min的轉速慢速攪拌5-15min絮凝，隨后污水在重力左右下自流至二沉池，加入pH調節劑，使污水的pH值小于8.0，通過二沉池濾除2μm以上顆粒；(3)二沉池分離后的上清液通過水泵排入光反應器中，向上清液中加入質量濃度為30％的H2O2溶液，使得H2O2與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為(1-100):1，隨后使用紫外燈進行光照處理，光照時間為5-10min，通過電磁攪拌保持均勻；最后加入的摩爾濃度為0.1mM的Na2SO3；(4)將步驟(3)所得污水排入消毒池，向消毒池中通入ClO2氣體，使污水中有效氯含量為5-20ppm；隨機取消毒池的水樣進行非甾體抗炎藥的檢測，將檢測結果記錄，與步驟一記錄的檢測結果相比較分析，最后將接觸消毒池的出水排放。進一步的，步驟(1)所述的絮凝劑是有機絮凝劑和無機絮凝劑以質量比1：1-1.5的比例混合所得，所述有機絮凝劑為聚丙酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯吡啶銨中的一種或兩種混合，所述的無機絮凝劑為聚合雙酸鋁鐵、聚氯化鋁、硫酸亞鐵中的一種或多種混合，能夠生成較大的絮凝體而沉淀，有效的去除污水多種的懸浮物和大分子物質。進一步的，步驟(1)所述的pH調節劑為濃度0.05mol/L的H2SO4，通過調節使污水呈酸性或弱堿性，避免腐蝕光反應器。進一步的，步驟(2)所述的光反應器主要采用石英玻璃材料，中間豎直放置石英管套，石英管內放置紫外燈，石英玻璃對紫外光的透射率高，促進H2O2分解產生·OH。進一步的，所述的紫外燈為22W低壓汞燈，發光波長為254nm，石英管壁外壁紫外光強度為1.35mW/cm2。進一步的，步驟(1)、步驟(4)所述的污水中非甾體抗炎藥的檢測方法為高效液相色譜-串聯質譜法，具體步驟如下：(A)三種非甾體抗炎藥濃縮純化：(a)用3mL甲醇平衡CNWHLB小柱；(b)用3mL純水洗滌CNWHLB小柱；(c)將50mL水樣以1mL/min的速度通過CNWHLB小柱；(d)用3mL5％甲醇再次洗滌CNWHLB小柱；(e)用6mL甲醇溶液洗脫，洗脫液氮吹定容至1mL，存于4℃冰箱，以待后續的上機檢測；(B)液質聯用檢測非甾體抗炎藥濃度。進一步的，非甾體抗炎藥的去除率＝(1-Ct/C0)×100％，C0為初始濃度，Ct為反應時間t時的非甾體抗炎藥濃度。動力學模擬時，縱坐標為Ln(C0/Ct),其中C0為初始濃度，Ct為反應時間t時的非甾體抗炎藥濃度，測定的非甾體抗炎藥包括雙氯芬酸、布洛芬、萘普生。本專利技術的有益效果為：1、本專利技術使用UV高級氧化工藝，通過催化分解一些氧化劑等，產生氧化性極強的羥基自由基(·OH)從而使水中多種污染物分解或礦化，可有效去除污水中的非甾體抗炎藥，使污水排放達到要求，避免了對環境的污染；2、本專利技術的方法處理效果好，也更為經濟，具有設備簡單、操作簡便、費用便宜等優點，且無污染、穩定性高；3、本專利技術彌補了目前污凈化工藝的不足，改進現有技術對非甾體抗炎藥效果差、運行不穩定的缺點，填補了國內外有關水源中非甾體抗炎藥去除技術的空白。附圖說明圖1是本專利技術的操作流程圖；圖2是光照時間對非甾體抗炎藥降解的影響關系圖；圖3是氧化劑濃度對非甾體抗炎藥去除效果的影響關系圖。具體實施方式為使本專利技術實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本專利技術的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍?，F結合具體實施例對本專利技術進一步具體說明。該實施例是以南京某市政污水處理廠的二級生物出水為對象進行的。實施例1：一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，包括以下步驟：(1)隨機取污水上清液3次，對上清液中非甾體抗炎藥濃度檢測，并記錄檢測數據，并取平均值；(2)將污水通入沉沙池，在沉沙池內加入絮凝劑，與污水的質容比為20g：1L，沉沙池有變速攪拌器，先以150r/min的轉速快速攪拌5min混凝，然后以60r/min的轉速慢速攪拌5min絮凝，隨后污水在重力左右下自流至二沉池，加入pH調節劑，使污水的pH值為5.0，通過二沉池濾除2μm以上顆粒；絮凝劑是有機絮凝劑和無機絮凝劑以質量比1：1的比例混合所得，有機絮凝劑為聚丙酰胺、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚乙烯吡啶銨兩種混合，無機絮凝劑為雙酸聚合鋁鐵、聚氯化鋁、硫酸亞鐵中的混合；pH調節劑為濃度0.05mol/L的H2SO4；(3)二沉池分離后的上清液通過水泵排入光反應器中，向上清液中加入質量濃度為30％的H2O2溶液，使得H2O2與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為30:1，隨后使用紫外燈進行光照處理，光照時間為5min，通過電磁攪拌保持均勻；最后加入的摩爾濃度為0.1mM的Na2SO3；光反應器主要采用石英玻璃材料，中間豎直放置石英管套，石英管內放置紫外燈，通過紫外燈發出紫外光；紫外燈為22W低壓汞燈，發光波長為254nm，石英管壁外壁紫外光強度為1.35mW/cm2；(4)將步驟(3)所得污水排入消毒池，向消毒池中通入ClO2氣體，使污水中有效氯含量為5ppm；隨機取消毒池的水樣進行非甾體抗炎藥的檢測，將檢測結果記本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)隨機取污水上清液3?5次，對上清液中非甾體抗炎藥濃度檢測，并記錄檢測數據；(2)將污水通入沉沙池，在沉沙池內加入絮凝劑，與污水的質容比為10?100g：1L，沉沙池有變速攪拌器，先以150?250r/min的轉速快速攪拌5?15min混凝，然后以60?80r/min的轉速慢速攪拌5?15min絮凝，隨后污水在重力左右下自流至二沉池，加入pH調節劑，使污水的pH值小于8.0，通過二沉池濾除2μm以上顆粒；(3)二沉池分離后的上清液通過水泵排入光反應器中，向上清液中加入質量濃度為30％的H2O2溶液，使得H2O2與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為(1?100):1，隨后使用紫外燈進行光照處理，光照時間為5?10min，通過電磁攪拌保持均勻；最后加入的摩爾濃度為0.1mM的Na2SO3；(4)將步驟(3)所得污水排入消毒池，向消毒池中通入ClO2氣體，使污水中有效氯含量為5?20ppm；隨機取消毒池的水樣進行非甾體抗炎藥的檢測，將檢測結果記錄，與步驟一記錄的檢測結果相比較分析，最后將接觸消毒池的出水排放。

【技術特征摘要】
1.一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)隨機取污水上清液3-5次，對上清液中非甾體抗炎藥濃度檢測，并記錄檢測數據；(2)將污水通入沉沙池，在沉沙池內加入絮凝劑，與污水的質容比為10-100g：1L，沉沙池有變速攪拌器，先以150-250r/min的轉速快速攪拌5-15min混凝，然后以60-80r/min的轉速慢速攪拌5-15min絮凝，隨后污水在重力左右下自流至二沉池，加入pH調節劑，使污水的pH值小于8.0，通過二沉池濾除2μm以上顆粒；(3)二沉池分離后的上清液通過水泵排入光反應器中，向上清液中加入質量濃度為30％的H2O2溶液，使得H2O2與非甾體抗炎藥的摩爾濃度比為(1-100):1，隨后使用紫外燈進行光照處理，光照時間為5-10min，通過電磁攪拌保持均勻；最后加入的摩爾濃度為0.1mM的Na2SO3；(4)將步驟(3)所得污水排入消毒池，向消毒池中通入ClO2氣體，使污水中有效氯含量為5-20ppm；隨機取消毒池的水樣進行非甾體抗炎藥的檢測，將檢測結果記錄，與步驟一記錄的檢測結果相比較分析，最后將接觸消毒池的出水排放。2.如權利要求1所述的一種紫外過氧化氫去除污水中非甾體抗炎藥的高級氧化方法，其特征在于，步驟(2)所述的絮凝劑是有機絮凝劑和無機絮凝劑以質量比1：(1-1.5)的比例混合所得，所述有機絮凝劑為聚丙...

【專利技術屬性】
技術研發人員：耿金菊，高興勝，任洪強，許柯，張宴，黃輝，
申請(專利權)人：南京大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32