[发明专利]一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法

说明书

本发明涉及一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法。包括以下步骤：将四环素溶液置于水力空化装置，通过循环系统对四环素溶液进行水力空化处理，所述水力空化装置包括有：水箱、循环管、水泵、压力表、流量计、文丘里管等。四环素溶液进行水力空化降解的工艺条件是：进口压力0.1～0.5MPa，初始浓度为5～20mg/L，处理温度控制在35～45℃，处理时间为30～150min。本发明是利用水力空化技术降解水中四环素，该方法处理成本低，操作简单，无二次污染，降解率可达80％以上。

技术领域

本发明涉及水力空化领域，特别涉及一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法。

背景技术

四环素类抗生素因其低廉的价格和广谱的杀菌性能而被广泛地应用于治疗和预防人畜疾病，是全世界生产和使用的第二个最常见的抗生素类药物。因此，它不断通过地表径流、渗透等方式进入水体或土壤中。虽然四环素在水体中浓度较低，但是残留的四环素仍会对生态系统和人类健康构成潜在威胁，例如：产生耐药细菌、影响环境中微生物、破坏生态平衡、威胁人类健康等。此外，由于苯环稳定的骨架结构和高亲水性，所以四环素类药物具有生物难降解性，在水环境中难以被破坏，易于富集。已经有很多传统方法去除四环素，但是由于各种原因，效率不高。因此，开发快速高效降解四环素类药物的有效技术具有重要意义。

水力空化是一种很有前途的技术。空化是气泡在液体介质中形成、生长、溃灭的现象。空化过程中气泡破裂产生局部的高温高压瞬变热点，还可以产生高速微射流和强烈的冲击波，引起水和挥发性污染物分子的裂解，产生·OH、·H、·HO₂和H₂O₂等自由基，极性难挥发溶质可在该区域内发生氧化从而达到降解有机污染物的目的。根据伯努利原理，速度的增加会导致静压的减小。只有当局部压力下降到低于液体饱和蒸汽压的某一点时才会发生空化现象，这可以通过调整收缩的几何参数来实现。在液体介质中，可以通过在流体中引入收缩装置使液体受到速度变化的影响来诱导空化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种利用水力空化技术降解四环素类抗生素废水的方法，该方法处理成本低，操作简单，无二次污染，降解率可达80％以上。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法，包括以下步骤：将四环素溶液置于水力空化装置中，通过循环对四环素类溶液进行水力空化处理降解四环素，调节进口压力0.1～0.5MPa，控制处理温度控制为35～45℃，处理时间为30～150min；所述的水力空化装置的结构如下：水箱连接有进水管，进水管的另一端与水泵连接，水泵的另一端通过连通管依次与流量计、入口压力表、文丘里管、出口压力表、出口阀门、水箱顶部连接。

上述的一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法，水泵出口处与水箱之间设有副线连接管，副线连接管上设有阀门。

上述的一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法，所述文丘里管由收缩段、喉部、扩散段组成，入射半角α为20～24°，收缩段为20mm，喉部长度为0～4mm，发散半角β为4～8°，扩散段为70mm，喉部形状为圆形。

上述的一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法，所用的四环素类抗生素为盐酸四环素。

上述的一种水力空化降解四环素类抗生素废水的方法，所述的盐酸四环素的浓度为5-20mg/L。

本发明的有益效果在于：

1.本发明所述的水力空化装置是以机械能的方式提供反应所需能量，具有反应条件温和、操作简单、工艺流程短、节能减排、绿色环保、过程易控制、易实现工业化等优点；

2.本发明通过水力空化装置降解四环素，降解效果显著，相比化学氧化法降解四环素，不需投加其他氧化剂，不会产生二次污染，且成本低廉。

附图说明