申请日2015.04.22
公开(公告)日2015.07.22
IPC分类号C02F1/30; C02F101/36; C02F1/58
摘要
本发明属于水处理技术领域，公开了一种含有诺氟沙星的废水的处理方法，具体涉及一种γ辐照降解水中诺氟沙星的方法。该方法使用60Co为γ辐照源，辐照剂量为100Gy~8000Gy，水中诺氟沙星的浓度为0.04mg·L-1~100mg·L-1，可以高效降解水中的诺氟沙星，不产生二次污染，安全可靠，有良好的发展前景。该方法可以与工业酸性废水联合治理，在不人为引入新物质的基础上显著增强诺氟沙星的降解效率，为不同来源废水的综合治理提供了思路。
权利要求书
1.一种γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，其特征在于：所述γ辐照源为60Co 源，辐照剂量为100Gy～8000Gy，水中诺氟沙星的浓度为0.04mg·L-1～100mg·L-1。
2.根据权利要求1所述的γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，其特征在于：辐 照剂量为100Gy～6000Gy。
3.根据权利要求1或2所述的γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，其特征在于： 将所述水的pH值调至3～7。
4.根据权利要求3所述的γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，其特征在于：用 工业酸性废水将所述水的pH值调至3～7。
说明书
一种含有诺氟沙星的废水的处理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种γ辐照降解水中诺氟沙星的方法。
背景技术
随着抗生素的种类和用量不断增加，加之药物滥用问题严重，环境中残留的抗生素越来 越多。诺氟沙星是第三代喹诺酮类抗生素，化学名为1-乙基-6-氟-1,4-二氢-4-氧代-7-(1-哌嗪 基)-3-喹啉羧酸，是目前应用最广泛的广谱抗菌药之一。喹诺酮类是一类较新的抗生素，临床 广泛应用于泌尿道、肠道、呼吸道等各种感染，人畜共用。近年来，诺氟沙星在自然水体、 污水处理厂、土壤、动物粪便、蔬菜、水产品中都有很高检出率和检出量。环境中残留的抗 生素使细菌产生耐药性，对微生物产生一定影响，而且不易被污水处理厂的常规水处理工艺 有效去除，对人类和生态系统造成潜在危害。
目前，国内外对水体中的诺氟沙星的降解方法主要有Fe3O4/H2O2、UV/Feton、O3、真菌 分泌的胞外酶、C-TiO2、光解等。但是这些方法大多需要另外添加试剂，容易产生二次污染， 且反应时间长。
近年来，60Co源γ辐照技术等高级氧化技术(AOPs)处理难降解的有毒有机废水开始引起 了人们的注意。γ辐照技术在AOPs独具一格，它在环境领域的应用已被国际原子能机构 (IAEA)列为21世纪原子能和平利用的一个重要领域。与其它水处理技术相比，辐照技术 具有广泛的适应性，可处理众多难降解污染物，使水体中的大分子难降解有机物降解成低毒 或无毒的小分子易降解物质，甚至彻底矿化为CO2和H2O，不产生二次污染，安全可靠;具 有反应速率快、降解效率高、污染物降解彻底等优点，有着良好的发展前景。γ辐照降解诺氟 沙星的研究尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，该方法不产生二次污染，安 全可靠，降解效率高，发展前景良好。
上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种γ辐照降解水中诺氟沙星的方法，γ辐照源为60Co源，辐照剂量为100Gy～8000Gy， 水中诺氟沙星的浓度为0.04mg·L-1至100mg·L-1。
进一步地，辐照剂量为100Gy～6000Gy。
进一步地，为了使用低剂量的γ辐照强度就可以大量降解水中诺氟沙星，提高γ辐照对诺氟 沙星的降解效率，将所述水的pH值调至3～7。
进一步地，为了不添加试剂制造新的污染物，用工业酸性废水将所述水的pH值调至3～7。
本发明的有益效果：
1、诺氟沙星在γ辐照下，一方面通过开环或断键降解，另一方面与水分解形成的羟基自 由基(OH·)反应而降解，不产生额外污染，效率高，安全可靠，有广泛的适用性。
2、含诺氟沙星的废水经γ辐照处理后，不仅诺氟沙星的浓度显著降低，其他有机污染物 也减少，总氮浓度和化学需氧量均明显降低。本发明方法在不额外添加试剂的前提下提高γ 辐照对诺氟沙星的降解率。
3、含诺氟沙星的废水在酸性条件下经γ辐照处理后，诺氟沙星的降解率显著提高。实际 操作中发现，含诺氟沙星的废水的pH值对降解效果有较大影响，pH值在3～7范围内时，降 解效率较高。通过将含诺氟沙星的废水与机械厂等产生的酸性废水混合调节pH值，从而达 到综合治理，联合降解增效的目的。
具体实施方式：
以下通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：人工配制不同浓度的诺氟沙星水溶液，研究诺氟沙星浓度与γ辐照剂量的关系
①0.04mg·L-1的诺氟沙星水溶液：γ辐照源为60Co源，分别用剂量为100、400、1000Gy 的γ辐照处理后，用高效液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。经计算，上述不同 剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解率分别为52.95%、98.26%、100%。
②50mg·L-1的诺氟沙星水溶液：γ辐照源同①，分别用剂量为100、400、1000、2000Gy 的γ辐照处理后，用高效液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。经计算，上述不同 剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解率分别为6.42%、45.42%、78.06%、97.51%。
③100mg·L-1的诺氟沙星水溶液：γ辐照源同①，分别用剂量为1000、2000、4000、6000Gy 的γ辐照处理后，用高效液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。经计算，上述不同 剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解率分别为50.73%、78.62%、91.38%、97.10%。
实施例1表明：γ辐照源为60Co源时，当水中诺氟沙星的浓度为0.04mg·L-1～100mg·L-1时， 使用100～6000Gy剂量的γ辐照可以降解水中的诺氟沙星。随着水溶液中诺氟沙星浓度的提高， 完全降解诺氟沙星所需要的γ辐照剂量亦相应增大。
实施例2：人工配制相同浓度的诺氟沙星水溶液(均为50mg·L-1)，调节成不同的pH值， 研究水溶液pH值与γ辐照剂量的关系
①用盐酸调节pH值至2：γ辐照源为60Co源，分别用剂量为100、200、600、1000、1500Gy 的γ辐照处理后，用高效液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。经计算，上述不同 剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解率分别为7.39%、24.34%、56.91%、69.52%、83.36%。
②用盐酸调节pH值至3：其他同①。经计算，不同剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解 率分别为17.35%、34.62%、76.93%、90.54%、99.98%。
③用盐酸调节pH值至5：其他同①。经计算，不同剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解 率分别为12.37%、30.55%、70.94%、87.55%、98.85%。
④用盐酸调节pH值至7：其他同①。经计算，不同剂量γ辐照处理后，诺氟沙星的降解 率分别为8.05%、25.59%、64.28%、72.96%、91.98%。
⑤用盐酸调节pH值至11：其他同①。经计算，不同剂量γ辐照处理后，诺氟沙星降解率 分别为8.33%、27.01%、65.12%、75.24%、86.39%。
实施例2表明：水溶液的pH值对γ辐照降解诺氟沙星的降解率有影响，尤其是当pH值在 3～7范围内时，相同剂量的γ辐照能有效地降解诺氟沙星。
实施例3：实际河水水样γ辐照降解试验，同时测定对总氮浓度及COD浓度影响
取某处河水水样，经测得诺氟沙星浓度约为0.04mg·L-1，总氮浓度为1.65mg·L-1，COD浓 度为41mg·L-1。以60Co为γ辐照源，分别用不同剂量γ辐照照射，用高效液相色谱测定γ辐照后 的水溶液中诺氟沙星浓度。γ辐照剂量为100Gy时，诺氟沙星的降解率为47.01%。γ辐照剂量 在400Gy时，诺氟沙星的降解率为95.96%。总氮浓度降为1.30mg·L-1。COD的浓度降为 29mg·L-1。
实施例4：实际制药厂废水γ辐照降解试验，同时测定对总氮浓度及COD浓度影响
取某制药厂排污口废水水样，经测得诺氟沙星浓度为53mg·L-1，总氮浓度为256mg·L-1， COD浓度为4201mg·L-1。以60Co为γ辐照源，分别用不同剂量γ辐照照射，用高效液相色谱测 定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。γ辐照剂量为1000Gy时，诺氟沙星的降解率为30.28%。 γ辐照剂量在6000Gy时，诺氟沙星的降解率为96.38%。总氮浓度降为213mg·L-1。COD的浓 度降为129mg·L-1。
实施例3和4表明：γ辐照降解水中诺氟沙星的方法不仅能降解诺氟沙星浓度，还能够降 低水中的其它有机物的浓度，使得总氮浓度及COD浓度均显著下降。
实施例5：实际制药厂废水γ辐照降解试验(用工厂酸性废水调节pH值)
①酸性废水调节pH值：取某制药厂排污口废水水样，pH值为6.6。另取某处机械厂排 污口废水(强酸性，经检测不含诺氟沙星)，加入制药厂废水中，调节混合废水的pH值至3。 高效液相色谱测得混合后废水中诺氟沙星浓度为26mg·L-1。以60Co为γ辐照源，分别用不同 剂量γ辐照照射，用高效液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。γ辐照剂量为1000Gy 时，诺氟沙星降解率为92.14%。γ辐照剂量在1500Gy时，诺氟沙星降解率为99.24%。
②对比试验：基本同①，区别在于使用纯净水代替机械厂酸性废水，将制药厂废水稀释 至浓度为26mg·L-1(pH值为6.9)。以60Co为γ辐照源，分别用不同剂量γ辐照照射，用高效 液相色谱测定γ辐照后的水溶液中诺氟沙星浓度。γ辐照剂量为1000Gy时，诺氟沙星降解率为 75.22%。γ辐照剂量在1500Gy时，诺氟沙星降解率为85.36%。
实施例5表明，酸性条件能提高γ辐照对废水中诺氟沙星的降解率，提示可以将含诺氟沙 星的废水与强酸性废水综合治理。