[发明专利]一种人粪制生物炭活化过氧乙酸去除尿液中药物的方法

说明书

本发明公开了一种人粪制生物炭活化过氧乙酸去除尿液中药物的方法，属于废水处理技术领域。该方法包括以下步骤：首先将风干后的粪便置于坩埚中，在保护气氛围中于300～800℃下热解2～8h，经冷却、洗涤、烘干、研磨后制得生物炭；然后将尿液在0～10℃冷藏24～48h后向尿液中加入过氧乙酸，调节溶液的pH为7，再加入制得的生物炭，于室温下搅拌反应，其中，过氧乙酸的投加量为0.01～0.1g/L，生物炭与过氧乙酸的投加质量之比为(2～20):1。本发明方法从排泄物源头出发，选用人类粪便热解制备所得的生物炭作为活化剂活化过氧乙酸降解去除尿液中的药物，不仅具有较高的药物去除率，还能实现排泄物的闭环利用。

技术领域

本发明涉及一种人粪制生物炭活化过氧乙酸去除尿液中药物的方法，属于废水处理技术领域。

背景技术

随着人口的急剧增长和制药工业的不断发展，全球范围内使用的抗生素数量逐年增加。抗生素的过度使用，使得环境中抗性细菌和抗性基因大量增加，对生态系统造成了极其不利的影响。目前使用的抗生素绝大部分为水溶性的，约有90％的抗生素可随动物尿液排出体外。作为一种难降解有机污染物，抗生素往往难以采用传统的生物处理方法去除。高级氧化技术是一种适用于难降解有机污染物处理的新技术，具有氧化能力强、对污染物降解彻底、反应效率高、易于控制的特点。过氧乙酸是乙酸的过氧化物，具有很高的氧化效率和消毒效率，已被应用于食品、纺织等许多领域，并逐渐成为污水处理领域的热点之一。

过氧乙酸的活化方式包括金属离子或金属氧化物活化、紫外线活化等。其中，紫外活化能耗较高，而金属离子活化虽然对污染物具有较好的降解效果，但容易产生二次污染的问题，且作为一种均相催化剂，金属离子不易回收，使用寿命较短，利用率较低，从而极大提高了其使用成本。与紫外活化和金属化合物相比，碳质材料作为一种新型材料，在催化领域展现出了其独特性能，也被应用于过氧乙酸的活化中，如公开号为CN108423793A的发明专利公开了一种碳纳米管活化过氧乙酸降解废水中污染物的方法，虽然该方法可以实现对废水中污染物的高效降解，但该方法主要针对的是含偶氮染料的污水，且碳纳米管价格昂贵成本高。

我国广大的农村地区往往缺乏完善的排水系统，同时当地农村对人体排泄物有一定的资源化利用需求，若能从排泄物产生源头出发，对尿液中的药物进行高效处理，则对于农村地区排泄物的处理及资源化利用具有重要意义。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种人粪制生物炭活化过氧乙酸去除尿液中药物的方法，该方法从排泄物源头出发，选用人类粪便热解制备所得的生物炭作为活化剂活化过氧乙酸降解去除尿液中的药物，不仅具有较高的药物去除率，还能实现排泄物的闭环利用。

为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：

一种人粪制生物炭活化过氧乙酸去除尿液中药物的方法，包括以下步骤：

(1)生物炭的制备：将风干后的粪便置于坩埚中，在保护气氛围中于300～800℃下热解2～8h，经冷却、洗涤、烘干、研磨后制得生物炭；

(2)尿液中药物的去除：将尿液在0～10℃冷藏24～48h后向尿液中加入过氧乙酸，调节溶液的pH为7，再加入步骤(1)制得的生物炭，于室温下搅拌反应，所述过氧乙酸的投加量为0.01～0.1g/L，所述生物炭与过氧乙酸的投加质量之比为(2～20):1。

优选地，所述粪便通过无水源分离便器的大便口收集，尿液通过源分离便器的小便口或小便斗收集。

优选地，所述粪便的含水率低于85％。

优选地，所述保护气为氮气或氩气。

优选地，所述洗涤具体指用去离子水洗涤至中性。

优选地，所述烘干温度为100～200℃，烘干时间为12～48h。

优选地，所述搅拌速率为500～1000rpm。