[发明专利]去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法

说明书

本发明公开了一种去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，该方法是以纳米零价铁锰材料为活化剂活化亚硫酸盐对磺胺二甲基嘧啶水体进行处理；所述纳米零价铁锰材料中包括零价铁和零价锰，零价铁和零价锰的摩尔比为1～4∶1。本发明去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，通过加入零价金属锰增强了零价铁对亚硫酸盐的催化活化能力，使亚硫酸盐对磺胺二甲基嘧啶的去除效果显著增强，去除率提高了10％～20％，具有工艺简单、反应时间短、去除效果好、适用范围广、环境友好等优点，有着很高的使用价值和很好的应用前景。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法。

背景技术

具有磺酰胺基和对氨基的磺胺二甲嘧啶(Sulfamethazine，SMT)是一种主要的磺酰胺类抗生素，可以控制传染病的传播，促进动物的生长。由于其广泛的抗菌谱，显著的抗菌疗效和低廉的成本，SMT已被广泛用于防治人类、家畜和水产养殖中的各种细菌感染。然而，动物摄入SMT后却不能将其完全吸收，有超过90％的SMT通过动物排泄而残留在环境中。SMT广泛地存在于地表水和地下水环境中，浓度范围在ng/L到ug/L之间。同时，由于SMT具有高稳定性，常规的生物废水处理技术无法有效地将其去除。当磺胺类药物进入人体后，它们将留在人体内并积累、损坏人体造血系统，引发溶血性贫血，甚至有潜在致癌的可能性。因此，环境中过量存在的SMT已经对自然水体、生物体构成了威胁。

以硫酸根自由基为主导的高级氧化过程，作为一种新兴途径在污水处理领域已经成为一大热点。亚硫酸盐由于具有毒性低、价格低廉、制备方便等显著优点，在硫酸根自由基型的高级氧化体系中得到了越来越广泛的关注和应用。纳米零价铁(nZVI)可以作为一种有效的活化剂，进行多相催化，活化亚硫酸盐发生自发氧化过程，因而能够利用nZVI活化亚硫酸盐以实现对水体中有机污染物的去除。然而，在本申请发明人的实际研究过程中发现，由于nZVI具有强还原性，其与亚硫酸盐发生反应的过程中，nZVI会与环境中的氧气持续接触，生成的氧化物或氢氧化物产物会沉积在nZVI表面形成钝化膜，阻碍nZVI进一步与亚硫酸盐接触反应，从而降低了nZVI的催化活化能力。因而，如何有效采取措施防止氧化还原产物在nZVI表面上的沉淀，提高nZVI对亚硫酸盐的催化活化能力，是本领域急需解决的问题。至今为此，尚未见到如何防止氧化还原产物在nZVI表面上的沉淀，并让nZVI能够持续催化活化亚硫酸盐进行高级氧化反应的相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、反应时间短、去除效果好、适用范围广、环境友好的去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，所述方法是以纳米零价铁锰材料为活化剂活化亚硫酸盐对磺胺二甲基嘧啶水体进行处理；所述纳米零价铁锰材料中包括零价铁和零价锰；所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值≤3时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为1～4∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值为3～6时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为1～2∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值≥6时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为2∶1。

上述的去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，进一步改进的，所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值≤3时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为1～2∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值为3～6时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为1∶1；或，所述磺胺二甲基嘧啶水体的pH值为6～8时，采用的纳米零价铁锰材料中零价铁和零价锰的摩尔比为2∶1。

上述的去除水体中磺胺二甲基嘧啶的方法，进一步改进的，所述纳米零价铁锰材料的制备方法包括以下步骤：将NaBH₄溶液逐滴加入到Fe³⁺和Mn²⁺的混合溶液进行反应，得到纳米零价铁锰材料。