[发明专利]一种类电芬顿、流化床耦合膜反应处理抗生素废水的方法

说明书

本发明涉及一种类电芬顿、流化床耦合膜反应处理抗生素废水的方法。该发明将类电芬顿、流化床与膜分离有机的耦合起来，用于处理抗生素废水，促进电子传输，电子利用率高，拓宽了处理抗生素废水的pH，可以在宽泛的pH环境中有效的降解抗生素，减少催化剂的流失，避免了铁泥的产生，解决了铁泥难处理问题，不仅可以提高污染物的去除效率，而且运行成本低，可以长期循环利用，并且操作简单，运行稳定，低能耗，应用前景广阔。

技术领域：

本发明涉及一种类电芬顿、流化床耦合膜反应处理抗生素废水的方法，属于废水处理及资源化领域。

背景技术：

近年来，抗生素使用量不断上升，产生大量的含抗生素废水，排放到环境中，导致抗生素在各种自然环境中频繁检测到，造成严重的环境污染。环境中多种抗生素的存在会对水生生物构成严重的生态风险，抗生素在环境中长期存在，即使是在低浓度的情况下，也会通过食物链逐级积累，最终对人类健康和水生环境构成严重威胁。因此如何高效绿色降解抗生素成为人们日益关注的问题。

由于传统的废水处理厂(Wastewater Treatment Plant，WWTP)不能有效地处理含抗生素废水。近年来，科研人员研究了降解抗生素废水的各种处理技术，如吸附，生物降解，催化还原法。但是这些技术都存在着一定的局限性，例如：生物降解和催化还原法在降解抗生素过程中，会生成有毒中间产物和降解不彻底等现象，引发潜在的生态风险。

相比之下，芬顿技术表现出了高效的处理能力。但是芬顿技术在处理过程中，也存在一些限制因素，如：(1)芬顿技术受限于铁离子对环境pH的敏感性，且只适用于较低的pH条件下；(2)Fe²⁺和Fe³⁺之间转化效率低，后续容易产生大量的铁泥以及催化剂容易流失；(3)需要额外添加性质不稳定，危险性高的化学试剂H₂O₂，使得该技术应用受到很大限制。而类芬顿技术相比芬顿技术存在技术优势，其可以提高·OH利用率，增加对有机物的去除率。其中类电芬顿技术可以原位生成氧化剂(例如：H₂O₂，·OH)，不需要额外添加昂贵和危险的化学药品，是环境友好型的处理技术，且处理能力强，受到越来越多的关注。但是类电芬顿技术也存在需要克服的问题：(1)催化剂在运行中容易流失；(2)电子利用效率不高；(3)在电催化过程中存在的低效率、高能耗的问题。

中国专利文献CN106745529A公开了一种TiO₂电催化活化过氧化氢的类电芬顿工作阴极及其制备方法与应用，该电极包括导电骨架和包裹在导电骨架上的气体扩散层，所述气体扩散层主要包括TiO₂和石墨，TiO₂负载在石墨表面，TiO₂负载量为20～70％；在气体扩散层中有孔隙结构。该方法将TiO₂负载在石墨表面，一定程度上替代了传统电芬顿体系中的Fe²⁺/Fe³⁺催化剂体系，在实现过氧化氢在电极表面原位生成与催化分解，并且依然具有可观的降解四环素效果的前提下，TiO₂材料具有常见、廉价以及化学稳定性高的特点，提升了电极的耐酸耐腐蚀性质，改善了传统电芬顿体系中电极材料耐受性不强以及会产生铁泥等二次污染物的不足。但是该类电芬顿工作阴极制备繁琐，成本高，长期使用气体扩散层容易脱落，循环使用寿命差。

发明内容：

针对现有技术不足，本发明提供一种类电芬顿、流化床耦合膜反应处理抗生素废水的方法。

本发明将类电芬顿、流化床与膜分离有机的耦合起来，用于处理抗生素废水，促进电子传输，电子利用率高，拓宽了处理抗生素废水的pH，可以在宽泛的pH环境中有效的降解抗生素，减少催化剂的流失，避免了铁泥的产生，解决了铁泥难处理问题，不仅可以提高污染物的去除效率，而且运行成本低，可以长期循环利用。

本发明的技术方案如下：

一种类电芬顿、流化床耦合膜反应处理抗生素废水的方法，该工艺利用类电芬顿、流化床耦合膜分离系统进行：