申请日2015.06.05
公开(公告)日2015.08.12
IPC分类号C02F1/30; C02F1/66; C02F1/70
摘要
本发明公开了一种光催化还原处理含硝基咪唑抗生素废水的方法，包含以下操作：在含有硝基咪唑抗生素的废水中加入TiO2作为催化剂，并加入有机酸作为还原剂，调节废水pH值为2～4，控制体系为无氧条件，采用紫外光照射对废水中的硝基咪唑抗生素进行降解。本发明方法能快速地将硝基咪唑类抗生素中的氮杂环开环分解，从而能更有效地降解废水中的硝基咪唑类抗生素。本发明方法的降解效率高，受外界干扰因素小，同时能充分地利用废水中含有羧酸官能团的小分子有机酸。
摘要附图
权利要求书
1.一种光催化还原处理含硝基咪唑抗生素废水的方法，其特征在于，包 含以下操作：在含有硝基咪唑抗生素的废水中加入二氧化钛(TiO2)作为催化 剂，并加入有机酸，调节废水pH值为2～4，控制体系为无氧条件，采用紫外 光照射对废水中的硝基咪唑抗生素进行降解。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述加入的有机酸用量为 10～20mmol/L。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的有机酸为草酸、甲酸、 柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的一种。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述二氧化钛(TiO2)投入 量为每升(L)含硝基咪唑抗生素的废水中添加0.5～2g二氧化钛(TiO2)。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述二氧化钛(TiO2)投入 量为每升(L)含硝基咪唑抗生素废水添加1g二氧化钛(TiO2)。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的硝基咪唑抗生素为迪 美唑或罗硝唑。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的所述紫外光为波长小 于400nm的光。
8.根据权利要求1所述方法，其特征在于：所述的无氧条件为向反应体 系中通入惰性气体，保证体系中为无氧条件。
说明书
一种光催化还原处理含硝基咪唑抗生素废水的方法
技术领域
本发明属于化工环境保护技术领域，涉及一种光催化还原处理含硝基咪 唑抗生素废水的方法。
背景技术
近年来药用抗生素引起的环境污染和对人体的潜在危害引起人们的极大 关注。全球每年抗生素生产总量为10-20万吨，中国是世界最大的抗生素生产 和消费国，每年消耗抗生素高达25000吨。硝基咪唑抗生素是一类广泛应用 于治疗由厌氧细菌和原声动物感染引发的传染病的药物，在人体、禽畜和鱼 类当中均大量使用。这类药物具有基因毒性、致癌和致突变的副作用，且难 以被生物体分解，可在动物体内大量累积，随着食物链放大最终危害人体健 康。硝基咪唑抗生素近年来在自然水体和饮用水厂中均有检出，浓度高达0.1 –90.2μg/L。基于生物处理法的传统污水处理工艺很难将其去除，导致这类 抗生素未经任何处理排入自然水体，最终破坏环境和危害人体健康。因此， 迫切需要发展处理该类污染物的技术和方法。
目前处理硝基咪唑抗生素的方法主要为活性炭吸附，但这只是将其与环 境分离，并未进行降解。TiO2光催化是一种极具潜力的高级氧化技术，其条 件温和，方法简单，无二次污染，在难降解有机物方面具有极大的应用潜力。 但根据本课题组的研究，基于羟基自由基(·OH)的传统光催化氧化方法对硝 基咪唑抗生素并没有取得令人满意的效果。原因是硝基咪唑抗生素中C-N键 中电子云偏向N，C成为正电荷中心。但电子云密度高的N难以被·OH进攻 发生亲电取代反应。因此C-N键难以与·OH发生反应，氮杂环难以被开环分 解。因此传统TiO2光催化氧化法并不适合于含氮杂环的硝基咪唑类抗生素的 降解。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明总体背景的理解， 而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员 所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种光催化还原处理含硝基咪唑抗生素废水的 方法，从而克服对废水中含有的硝基咪唑抗生素降解效果不佳的缺点，提 供一种能高效降解废水中的硝基咪唑抗生素的方法。
为实现上述目的，本发明技术方案如下：
一种光催化还原处理含硝基咪唑抗生素废水的方法，包含以下操作：在 含有硝基咪唑抗生素的废水中加二氧化钛(TiO2)作为催化剂，并加入有机酸 作为还原剂，调节废水pH值为2～4，控制体系为无氧条件，采用紫外光照射 对废水中的硝基咪唑抗生素进行降解。
优选的是，所述加入的有机酸用量为10～20mmol/L。
优选的是，所述的有机酸为草酸、甲酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸中的 一种。
优选的是，所述二氧化钛(TiO2)投入量为每升(L)含硝基咪唑抗生素 废水添加0.5～2g二氧化钛(TiO2)。
优选的是，所述二氧化钛(TiO2)投入量为每升(L)含硝基咪唑抗生素 废水添加1g二氧化钛(TiO2)。
优选的是，所述的硝基咪唑抗生素为迪美唑或罗硝唑。
优选的是，所述的所述紫外光为波长小于400nm的光。
优选的是，所述的无氧条件为向反应体系中通入惰性气体，保证体系中 为无氧条件。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明方法通过在无氧条件下，向反应体系中加入甲酸或草酸等小分子 有机酸作为还原剂，通过紫外光作用，产生还原性自由基CO2·-，该自由基具 有很强的还原电势(-1.85V)，能快速将硝基咪唑类抗生素中的氮杂环开环分 解，从而能更有效地降解废水中的硝基咪唑类抗生素。本发明方法的降解效 率高，受外界干扰因素小，并且能充分地利用废水中含有羧酸官能团的小分 子有机酸。