申请日2018.12.14
公开(公告)日2019.03.08
IPC分类号C02F11/12; C02F11/10; C02F1/72; C02F101/38; C02F101/34
摘要
污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的方法属于水处理技术领域。将取回的曝气池回流污泥离心进行脱水，脱水后的污泥含水率在86%‑93%之间;取上述脱水泥放入反应釜中，盖上反应釜盖，向反应釜中通氮气，使釜体中形成无氧环境，经反应釜在180‑230℃下反应2.5‑5小时生成污泥基生物质水热炭，离心并用水清洗数次，干燥，得到污泥基水热炭;将污泥基水热炭加入到初始浓度为60mg/L的四环素溶液中，并加入一定量的过硫酸盐，使过硫酸盐浓度为1‑10mmol/L，在10‑30℃条件下震荡降解120‑360min，污泥基水热炭的投加量为0.1‑0.5g/L。本发对水中四环素有较高去除率，操作简单，重复利用率高，具有产业化前景。
权利要求书
1.污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)污泥基水热炭的制备：将取回的曝气池回流污泥离心进行脱水，脱水后的污泥含水率在86%-93%之间;取上述脱水泥放入反应釜中，盖上反应釜盖，向反应釜中通氮气，使釜体中形成无氧环境，经反应釜在180-230℃下反应2.5-5小时生成污泥基生物质水热炭，离心并用水清洗数次，干燥，得到污泥基水热炭;
(2)将污泥基水热炭加入到初始浓度为60mg/L的四环素溶液中，并加入一定量的过硫酸盐，使过硫酸盐浓度为1-10mmol/L，在10-30℃条件下震荡降解120-360min，污泥基水热炭的投加量为0.1-0.5g/L。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(1)中的温度为180℃，时间为3h。
3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤(2)中污泥基水热炭的投加量为0.2g/L，过硫酸盐浓度为5mmol/L，反应温度为25℃。
说明书
污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体是涉及一种利用污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的方法。
背景技术
自1929年Fleming发现青霉素并由Florey和Chain用于临床以来，已有百余种抗生素被开发利用，它们对治疗感染性疾病发挥了巨大作用,有效地保障了人类的生命和健康，同时也作为食物添加剂和兽药以亚治疗剂量的方式添加到动物饲料中预防疾病和促进动物生长，促进牧业发展方面起到了重要作用。抗生素被机体吸收后，少部分经过羟基化、裂解和葡萄糖苷酸化等代谢反应生成无活性的产物，而超过90%的抗生素以原形通过粪便和尿液排到体外。水体中的抗生素达到一定浓度后将影响细菌种群的动态平衡、促使抗生素耐药性的传播，而致病菌获得多重耐药性后将引发慢性中毒及“三致”作用，对水生生物及人类造成潜在威胁。作为2000年以来受到科学界和公众广泛关注俺的一类“新兴污染物”，抗生素正在持续不断地进入环境介质中，并成为继典型环境污染物质。
目前污水处理工艺仅针对废水中耗氧有机物和营养元素N、P 的去除，其对抗生素类污染物几乎没有去除作用，例如四环素作为世界第二大类广泛应用的抗生素，在水环境中极低浓度的四环素便可抑制硝化细菌的活性。因此寻找一种绿色高效的去除或降解此类污染物的方法是必要的，而高级氧化技术高效、快速，且能够去除可溶性和不可溶性的污染物，因此被广泛应用于水处理中。传统高级氧化技术常常是基于过氧化氢或臭氧进行的，近年来，由于过硫酸盐较高的稳定性和优异的氧化性，因此备受关注。虽然过硫酸盐具有较高的氧化还原电位，但其自身很难降解有机物，需通过各种方式对其进行活化，利用碳材料对过硫酸盐进行活化的方法具有简单易行的优点，因此本专利采用污泥基水热炭来活化过硫酸盐。
在本专利中，提供了利用污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的有效方法，可以将污泥变废为宝，去除水中的四环素，以废治废，实现污泥的资源化利用和水环境保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效环保的利用污泥基水热炭活化过硫酸盐降解去除水中四环素的方法。
一种污泥基水热炭的制备方法包括以下步骤：
污泥基水热炭的制备：将取回的曝气池回流污泥离心进行脱水，脱水后的污泥含水率在86%-93%之间。取上述脱水泥放入反应釜中，盖上反应釜盖，向反应釜中通氮气，使釜体中形成无氧环境，经反应釜在180-230℃下反应2.5-5小时生成污泥基生物质水热炭，离心并用水清洗数次，干燥，即得到污泥基水热炭
上述污泥基水热炭活化过硫酸盐用于去除水中的四环素。
制备条件中的温度优选180℃、时间优选3h。
将水热炭加入到初始浓度为60mg/L的四环素溶液中，并加入一定量的过硫酸盐，使过硫酸盐浓度为1-10mmol/L，用0.01mol/L的 HCl和NaOH溶液调节pH值在2-6之间，在10-30℃的条件下震荡降解120-360min，在0、10、20、40、60、90、120、180、240、300、 360min时取出1mL溶液过0.22μm的滤膜，并加入50μL的乙醇作为自由基淬灭剂来终止降解反应，保存在1.5mL的棕色玻璃瓶中用于浓度的测定。其中，污泥基水热炭的投加量为0.1-0.5g/L。反应结束后，将废液收集到废液桶，统一处理。
上述污泥基水热炭用于活化过硫酸盐去除水中四环素时，水热炭投加量优选0.2g/L，过硫酸盐浓度优选5mmol/L，反应温度优选 25℃。
本发明的有益效果体现在：
(1)本发明的污泥基水热炭对过硫酸盐具有较好的活化性能,对水中四环素有较高的去除率，25℃时可去除水中90.6%的四环素。
(2)与化学沉淀、膜分离、氧化还原、生物降解等方法相比，本发明利用污泥基水热炭用于活化过硫酸盐去除水中四环素的方法，操作简单，重复利用率高，具有产业化前景。
(3)本发明制备的污泥基水热炭，不仅减轻了环境负荷，同时为城市污泥的利用提供了新途径，实现了污泥的资源化利用和水环境保护。
