[发明专利]一种利用过硫酸氢钾降解水中喹诺酮类抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种利用过硫酸氢钾降解水中喹诺酮类抗生素的方法，该方法是通过向含有喹诺酮类抗生素和碳酸氢根的水中加入过硫酸氢钾实现喹诺酮类抗生素的快速降解。本发明首次提出了在没有加入外部催化剂情况下，将过硫酸氢钾直接加入到含碳酸氢根的水中实现喹诺酮类抗生素的高效快速去除，该方法大大降低了工业成本，提高喹诺酮类抗生素的去除率，且操作工艺简单、处理时间短，完全规避了催化剂可能带来的二次污染。

技术领域

本发明涉及一种利用过硫酸氢钾降解水中喹诺酮类抗生素的方法，属于水处理领域。

背景技术

喹诺酮类抗生素作为常用的合成抗生素抗生素，近些年在日常生活以及医疗中得到广泛应用，从而也导致了其在各种水体中的检出量很高，地表水中，喹诺酮类药物检出量为35000–450000ng/L。目前喹诺酮类抗生素中氧氟沙星在城市污水处理厂中的检测浓度为53–1800ng/L，医疗废水中为25000–35000ng/L，地表水中为10–535ng/L。而且，喹诺酮类抗生素的性质稳定，可以长时间存在于环境中，严重威胁到人类健康。此外，传统的污水处理厂技术无法有效地去除喹诺酮类抗生素。因此探寻可快速将污染水体中的喹诺酮类抗生素去除的技术与方法迫在眉睫。

目前，水体中喹诺酮类抗生素的常见去除方法包括吸附、光催化、臭氧催化、芬顿/类芬顿催化以及高级氧化技术。其中，高级氧化技术由于快速、高效、成本低廉以及操作简单等优点被认为是具有巨大潜力的水处理技术。而对于喹诺酮类抗生素的降解，目前所报道的高级氧化技术通常需要向反应体系中同时添加氧化剂(如过硫酸氢钾、过硫酸盐、双氧水等)和催化剂(如热量、均相催化剂、非均相催化剂等)。这些催化剂的添加往往会提高工业成本，而且可能会带来二次污染。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种利用过硫酸氢钾快速降解水中喹诺酮类抗生素的方法。

技术方案：本发明所述一种利用过硫酸氢钾降解水中喹诺酮类抗生素的方法，所述方法为向含碳酸氢根和喹诺酮类抗生素的水中直接加入过硫酸氢钾进行降解反应即可。

进一步地，所述含碳酸氢根和喹诺酮类抗生素的水包括实验产生的废水、自来水、井水、江水或城市污水处理厂二沉池出水中的一种或几种。

进一步地，所述的喹诺酮类抗生素为氧氟沙星、左氧氟沙星、环丙沙星或诺氟沙星中的一种或几种。

通过采用本发明所述的方法在碳酸氢根和过硫酸氢钾共存的水体中，上述水中四种喹诺酮类抗生素可以被有效降解，说明该发明对喹诺酮类抗生素降解具有普适性。

进一步地，所述含碳酸氢根和喹诺酮类抗生素的水还包括氯离子、磷酸根离子、硫酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸离子、氟离子、腐殖酸中的一种或几种。

本发明在含有碳酸氢根、氧氟沙星和常见阴离子(氯离子、磷酸根离子、硫酸根离子、硝酸根离子、亚硝酸离子、氟离子)的水或以含有碳酸氢根、氧氟沙星和不同浓度的腐殖酸的水中，添加过硫酸氢钾降解水中的氧氟沙星，发现上述常见阴离子和腐殖酸不会抑制氧氟沙星的降解，该方法对氧氟沙星的降解具有选择性。

进一步地，所述含碳酸氢根和喹诺酮类抗生素的水中碳酸氢根的浓度为0.5-5mmol/L。

本发明在含有不同浓度碳酸氢根、氧氟沙星的水中，添加过硫酸氢钾降解水中的氧氟沙星，发现加入过硫酸氢钾后，碳酸氢根浓度越高，氧氟沙星的降解效果越好。

进一步地，所述过硫酸氢钾在水中的初始浓度为10-200mg/L。

本发明在含有碳酸氢根、氧氟沙星水中，添加不同浓度过硫酸氢钾降解水中的氧氟沙星，发现加入的过硫酸氢钾的浓度越高，氧氟沙星的降解效果越好。碳酸氢根可以活化过硫酸氢钾生成活性物质，从而降解氧氟沙星。

进一步地，所述含碳酸氢根和喹诺酮类抗生素的水中加入过硫酸氢钾后水中喹诺酮类抗生素、过硫酸氢钾和碳酸氢根的质量比为1:1-20:3.05-30.5。