專利名稱：γ輻照降解水中磺胺嘧啶的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高級(jí)氧化技術(shù)處理難降解的有毒有機(jī)廢水的方法，特別涉及了一種Y 輻照降解水中磺胺嘧啶的方法。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，抗生素被大量用于人體臨床和畜牧養(yǎng)殖，這些藥物會(huì)通過(guò)各種途徑進(jìn)入到水體與土壤中，對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。目前，我國(guó)對(duì)抗生素藥物在水生和陸生環(huán)境中的蓄積、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化及對(duì)各種生物的影響，還缺乏系統(tǒng)研究，因此，開(kāi)展抗生素環(huán)境行為研究及應(yīng)對(duì)措施的制訂工作非常重要。磺胺類藥物是應(yīng)用最早的一類人工合成抗生素藥物，其在環(huán)境中的殘留期較長(zhǎng)，是一種新型污染物?；前奉愃幬锏臑E用會(huì)導(dǎo)致其在動(dòng)物體內(nèi)的蓄積和殘留，可引起人的過(guò)敏反應(yīng)及菌群失調(diào)，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致人體內(nèi)的病原菌耐藥菌株不斷增多等。廢水中的殘留抗生素和高濃度有機(jī)物使傳統(tǒng)生物處理法很難達(dá)到預(yù)期的處理效果，因殘留抗生素對(duì)微生物的強(qiáng)烈抑制作用使好氧菌中毒，造成好氧處理困難；而厭氧處理高濃度的有機(jī)物又難以滿足出水達(dá)標(biāo)，還需進(jìn)一步處理。針對(duì)這些問(wèn)題，人們開(kāi)發(fā)了許多高效深度處理工藝，具有代表性的有吸附技術(shù)、高效生物處理技術(shù)、深度化學(xué)氧化技術(shù)等。其中活性炭吸附、大孔樹(shù)脂吸附、臭氧氧化已得到部分推廣，但成本較高，普及化存在一定難度；光催化氧化也取得了階段性進(jìn)展，但由于成本較高和處理效果等方面的原因，較難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。因此有必要開(kāi)發(fā)高效價(jià)廉的新型深度處理工藝。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，該方法不產(chǎn)生二次污染，安全可靠，降解效率高，著良好的發(fā)展前景。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 一種Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，所選Y輻照放射源為6°Co，輻照劑量為0. 1Γ6. OlkGy，輻照時(shí)間為廣2h，輻照距離為10l40cm，水中磺胺嘧啶的濃度為^ig/ L 50mg/Lo所述Y輻照與H2A組合降解水中磺胺嘧啶，其中H2A在水中的濃度為IOmg/廣20 mg/L。γ輻照與H2O2組合中，水中磺胺嘧啶的濃度為20mg/L。所述Y輻照與i^enton試劑組合降解水中磺胺嘧啶，其中H2O2在水中的濃度為 10mg/L 20 mg/L ； !^2+在水中的濃度為lmg/L ang/L。所述、輻照與i^enton試劑組合中， 磺胺嘧啶的濃度為20mg/L。本發(fā)明的有益效果
Y輻照技術(shù)與其它水處理技術(shù)相比，輻照技術(shù)具有廣泛的適應(yīng)性，可處理眾多難降解污染物；可不添加任何化學(xué)試劑，使水體中的大分子難降解有機(jī)物降解成低毒或無(wú)毒的小分子易降解物質(zhì)，甚至徹底礦化為(X)2和H2O,不產(chǎn)生二次污染，安全可靠；具有反應(yīng)速率快、 降解效率高、污染物降解徹底等優(yōu)點(diǎn)，有著良好的發(fā)展前景。
1)本發(fā)明采用Y輻照降解水中磺胺嘧啶，介質(zhì)水在Y輻照下會(huì)產(chǎn)生一系列的活性物質(zhì)，其中，e_aq與H·是極具還原性的自由基，· OH是極具氧化性的自由基。注意到磺胺嘧啶中同時(shí)存在氧化性基團(tuán)(-SO2-)與還原性基團(tuán)(-NH2, -NH-)，因此，磺胺嘧啶既可被 e_a(1、H·還原，也可被·0Η氧化。通過(guò)研究磺胺嘧啶的Y輻照降解產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)Y輻照降解水中磺胺嘧啶主要是以· OH氧化為主。2)本發(fā)明去除水中磺胺嘧啶的方法，二次污染風(fēng)險(xiǎn)小?！?OH可直接與水中磺胺嘧啶反應(yīng)生成二氧化碳、水和礦物鹽，使水中的磺胺嘧啶氧化減少，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。3、本發(fā)明涉及的采用單獨(dú)γ輻照、γ輻照- 組合、γ輻照-Fenton試劑組合三種方法處理過(guò)程易于控制，可操作性強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式
以下通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1
配制濃度為ang/L的磺胺嘧啶溶液樣品(以水配制)，6°Co作為放射源，Y輻照劑量分別設(shè)為 0. 11,0. 18,0. 28,0. 49,0. 71,0. 88kGy,即輻照距離分別為 240、180、140、100、80、 70cm，輻照時(shí)間為池，用高效液相色譜測(cè)定輻照后磺胺嘧啶的濃度，確定降解效果，得到的去除率分別為 56. 43%,81. 51%、100%、100%、100%、100%。實(shí)施例2:
與實(shí)施例1基本相同，將ang/L的磺胺嘧啶溶液樣品改為5mg/L的磺胺嘧啶溶液?；前粪奏さ娜コ史謩e為 47. 09%,71. 64%,77. 22%,85. 60%,93. 77%,95. 14%。實(shí)施例3:
與實(shí)施例1基本相同，將ang/L的磺胺嘧啶溶液樣品改為10mg/L的磺胺嘧啶溶液， 同時(shí)將輻照劑量分別改為0. 11,0. 28,0. 49,0.71,0. 88,1. IlkGy,即輻照距離分別改為 240、140、100、80、70、60cm，輻照時(shí)間仍為2h。磺胺嘧啶的去除率分別為30. 96%,59. 26%、 71. 41%、83· 25%,87. 70%,95. 71%。實(shí)施例4:
與實(shí)施例1基本相同，將ang/L的磺胺嘧啶溶液樣品改為20mg/L的磺胺嘧啶溶液，同時(shí)將輻照劑量分別改為0. 18,0. 35,0. 56,0. 72,0. 97、1. 35kGy,即輻照距離分別改為120、 80、60、50、40、30cm，輻照時(shí)間改為Ih0磺胺嘧啶的去除率分別為27. 63%,43. 75%,56. 65%、 69、08%、84. 39%、94. 56%。實(shí)施例5:
與實(shí)施例1基本相同，將ang/L的磺胺嘧啶溶液改為50mg/L的磺胺嘧啶溶液，同時(shí)將輻照劑量改為0. 18,0. 49,0. 88、1. 94,4. 16,6. OlkGy，即輻照距離分別改為180、100、70、 40、20、10cm，輻照時(shí)間為2h。磺胺嘧啶的去除率分別為17. 82%,25. 88%,37. 75%,78. 58%、 93. 02%、97. 96%ο由實(shí)施例1、2、3、4、5可以看出，磺胺嘧啶初始濃度越低，在同一劑量條件下的降解率越高，但磺胺嘧啶去除的絕對(duì)量則較?。辉谕怀跏紳舛认?，輻照劑量越大，磺胺嘧啶的降解率越大，但降解速率逐漸降低。因此，6tlCo源γ輻照可有效降解水中磺胺嘧啶，且低濃度磺胺嘧啶溶液更有利于其Y輻照降解，這為水中微量磺胺嘧啶的去除提供思路。實(shí)施例6與實(shí)施例4基本相同，向20mg/L的磺胺嘧啶溶液樣品中加入H2O2，使H2A的濃度為 10mg/L。輻照劑量分別為0. 18,0. 35,0. 56,0. 72,0. 97,1. 35kGy,即輻照距離分別為120、 80、60、50、40、30cm，輻照時(shí)間為Ih?；前粪奏さ娜コ史謩e為31. 39%、50. 72%,65. 75%、 78. 05%,90. 17%,97. 14%。實(shí)施例7
與實(shí)施例4基本相同，向20mg/L的磺胺嘧啶溶液樣品中加入H2O2，使H2A的濃度為 20mg/L。輻照劑量分別為0. 18,0. 35,0. 56,0. 72,0. 97,1. 35kGy,即輻照距離分別為120、 80、60、50、40、30cm，輻照時(shí)間為Ih?；前粪奏さ娜コ史謩e為36. 07%、55. 62%,69. 63%、 82. 93%、92. 92%、97. 71%。實(shí)施例8:
與實(shí)施例7基本相同，向20mg/L的磺胺嘧啶、10mg/LH2A溶液樣品中加入狗2+，使Fe2+ 的濃度為lmg/L。輻照劑量分別為0. 18,0. 35,0. 56,0. 72,0. 97,1. 35kGy，即輻照距離分別為120、80、60、50、40、30cm，輻照時(shí)間為Ih0磺胺嘧啶的去除率分別為81. 49%、85. 37%、 87. 48%, 92. 34%, 97. 41%, 98. 79%。實(shí)施例9
與實(shí)施例7基本相同，向20mg/L的磺胺嘧啶、10mg/LH2A溶液中加入i^e2+，使!^e2+的濃度為2mg/L。輻照劑量分別為0. 18,0. 35,0. 56,0. 72,0. 97、1. 35kGy,即輻照距離分別為120、80、60、50、40、30cm，輻照時(shí)間為Ih?；前粪奏さ娜コ史謩e為88. 99%、93. 09%、 95. 74%、97. 25%、98. 67%、98. 84%。由實(shí)施例4、6、7、8、9可以看出, 的加入在一定程度上促進(jìn)磺胺嘧啶的Y輻照降解，且隨著H2O2濃度增加，對(duì)磺胺嘧啶降解促進(jìn)的程度增大；狗2+加入后明顯促進(jìn)磺胺嘧啶的輻照去除。當(dāng)H2A濃度恒定，F(xiàn)e2+濃度升高時(shí)，磺胺嘧啶去除率相應(yīng)地提高。比較γ輻照- 組合工藝與Y輻照-Fenton組合工藝，可以發(fā)現(xiàn)，Y輻照-Fenton組合工藝對(duì)磺胺嘧啶的處理效果明顯好于、輻照-H2O2組合工藝，這主要是因?yàn)镠2A在!^2+催化作用下生成更多的· 0H，從而更有利于磺胺嘧啶的降解。
權(quán)利要求
1.一種Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，選Y輻照放射源為6°Co，輻照劑量為0. 1Γ6. OlkGy，輻照時(shí)間為廣2h，輻照距離為10140cm，水中磺胺嘧啶的濃度為 2mg/L 50mg/Lo
2.如權(quán)利要求1所述的Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，所述Y輻照與 H2O2組合降解水中磺胺嘧啶，其中H2O2在水中的濃度為IOmg/廣20 mg/L。
3.如權(quán)利要求2所述的γ輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，Y輻照與H2A 組合中，水中磺胺嘧啶的濃度為20mg/L。
4.如權(quán)利要求1所述的Y輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，所述Y輻照與 i^enton試劑組合降解水中磺胺嘧啶，其中H2O2在水中的濃度為IOmg/廣20 mg/L ； Fe2+在水中的濃度為lmg/L ang/L。
5.如權(quán)利要求4所述所述的γ輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，其特征在于，所述Y輻照與i^enton試劑組合中，磺胺嘧啶的濃度為20mg/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于水體中抗生素及其衍生物等微污染物的降解處理領(lǐng)域，公開(kāi)一種γ輻照降解水中磺胺嘧啶的方法，該方法包括以下步驟選γ輻照放射源為60Co，輻照劑量為0.11~6.01kGy，輻照時(shí)間為1~2h，輻照距離為10~240cm，水中磺胺嘧啶的濃度為2mg/L~50mg/L。輻照一定的時(shí)間后，用高效液相色譜測(cè)定輻照后磺胺嘧啶的濃度，確定降解效果。該方法不產(chǎn)生二次污染，安全可靠，降解效率高，著良好的發(fā)展前景。
文檔編號(hào)C02F1/30GK102249365SQ20111016045
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月15日
發(fā)明者包春曉, 周飛, 林明月, 秦開(kāi)桂, 郭照冰 申請(qǐng)人:南京信息工程大學(xué)