一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法技术

本发明专利技术公开了一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，属于废水处理技术领域，包括以下步骤：向待处理废水中加入过硫酸盐和磁性石墨烯基Fe

【技术实现步骤摘要】
一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法


[0001]本专利技术涉及废水处理
，具体涉及一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法。

技术介绍

[0002]制药废水，如抗生素类废水，这些废水成分复杂，稳定性高，有毒有害污染物多，难生物降解，且不易氧化降解。残留在水体中污染物可能导致水生态系统的破坏，对动物和人类健康亦具有一定危害性，传统的水处理方法难以彻底处理或处理费用高。因此，废水中难降解抗生素类污染物高效低耗的去除，已成为环境修复领域的研究热点。
[0003]过硫酸盐活化技术常用于降解水环境中的有机污染物，其产生的具有强氧化能力的自由基(SO4‑
·
)，能够将难降解有机污染物氧化为无机物或小分子物质，甚至直接矿化成CO2和H2O。目前，存在碱、加热、紫外线、碳基材料和过渡金属等多种方式激活过硫酸盐。然而，碱、热、紫外线活化，需要消耗大量的能量，限制了产业化应用，Fe
2+
活化过硫酸盐无需能量，但其活化效率不高，且存在Fe
2+
使用效率低等缺陷。因此，如何高效、低成本地实现过硫酸盐活化并推进产业化应用，是当前行业面临的巨大挑战和艰巨任务。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，可在较宽pH范围内(pH＝4～9)完成水中抗生素类污染物的降解，处理时间短，成本低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，包括以下步骤：
[0007]向待处理废水中加入过硫酸盐和磁性石墨烯基Fe
n+
粒子(简称GO@Fe
n+
粒子)，通过电絮凝反应装置对待处理废水进行电催化氧化及絮凝处理，即在电流作用下阳极析出Fe
2+
，并在磁性石墨烯基Fe
n+
微电极协同作用下快速活化过硫酸盐产生SO4‑
·
，污染物被SO4‑
·
和
·
OH氧化，完成有机物降解，未完全降解有机物则通过Fe
3+
与OH
‑
形成的高活性絮凝基团吸附共沉而去除，反应结束后静置，磁分离回收粒子微电极材料；
[0008]所述电絮凝反应装置的阳极为铁极板或含铁类极板。
[0009]作为本专利技术的优选实施方案，所述过硫酸盐包括过一硫酸盐、过二硫酸盐中的至少一种。
[0010]作为本专利技术的优选实施方案，所述过硫酸盐投加质量浓度与废水初始COD比值为0.1～2.0:1。
[0011]作为本专利技术的优选实施方案，所述磁性石墨烯基Fe
n+
粒子投加质量浓度为0.001～0.05g/L。
[0012]作为本专利技术的优选实施方案，所述电絮凝反应装置形态为柱形或方形，电源为直流电源或脉冲电源。
[0013]作为本专利技术的优选实施方案，所述电絮凝反应装置的阳电极极板设置方式为单级或复极。
[0014]作为本专利技术的优选实施方案，所述电絮凝反应装置的电流强度为0.01～2A。
[0015]作为本专利技术的优选实施方案，所述待处理废水的初始pH值为4～9。
[0016]作为本专利技术的优选实施方案，所述待处理废水的初始电导率大于500μs/cm。
[0017]作为本专利技术的优选实施方案，所述电絮凝活化在搅拌下进行。
[0018]作为本专利技术的优选实施方案，所述搅拌通过搅拌装置实现，所述搅拌装置包括磁力搅拌、气动搅拌或循环搅拌。
[0019]本专利技术的有益效果在于：本专利技术的方法中采用非均相电催化絮凝活化过硫酸盐，可高效快速降解废水中抗生素类污染物，其中过硫酸盐化学性质稳定，方便运输及储存；GO@Fe
n+
微电极可重复使用。本方法设备操作简单，易于实施，且具有占地面积小、无二次污染等特点，此外，本专利技术可在较宽pH范围内(pH＝4～9)完成水中抗生素类污染物的降解，处理时间短，实现运行成本的降低，为该方法在含抗生素类废水处理领域提供了广阔的应用前景。
附图说明
[0020]图1本专利技术所述的方法的示意图；
[0021]图2为不同体系降解含盐酸四环素废水降解速率图；
[0022]图3为本专利技术所述的方法处理含盐酸四环素废水前后的TOC含量图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方法和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方法进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]为了更好地理解本专利技术，下面结合具体实例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的内容不仅仅局限于下面的实施例，并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。
[0025]本专利技术涉及到的磁性石墨烯基Fe
n+
粒子材料的制备方法由本申请人在先申请的专利201711289053.X(一种磁性石墨烯基Fe
n+
非均相催化剂的制备方法及其应用)实施例1所述的方法制备。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，本实施例公开了一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，包括以下步骤：
[0028]将待处理废水加入反应槽中，向待处理废水中加入过硫酸盐和GO@Fe
n+
粒子，并将
废水引入电絮凝反应装置，开启电源及循环搅拌装置，电流作用下，阳极析出Fe
2+
，并在GO@Fe
n+
微电极协同作用下快速活化活化过硫酸盐产生SO4‑
·
，污染物被SO4‑
·
和
·
OH氧化，完成抗生素类污染物降解，未完全降解有机物通过Fe
3+
与OH
‑
形成的高活性絮凝基团吸附共沉而去除；
[0029]其中，电絮凝反应装置的阳极为铁极板或含铁类极板。
[0030]其中，过硫酸盐包括过一硫酸盐、过二硫酸盐中的至少一种。
[0031]其中，过硫酸盐投加质量浓度与废水初始COD比值为0.1～2.0:1。
[0032]其中，GO@Fe
n+
投加质量浓度为0.001～0.05g/L。
[0033]其中，电絮凝反应装置的电流强度为0.01～2A。
[0034]其中，待处理废水的初始pH值为4～9。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：向待处理废水中加入过硫酸盐和磁性石墨烯基Fe
n+
粒子，通过电絮凝反应装置对待处理废水进行电催化氧化及絮凝处理，即在电流作用下阳极析出Fe
2+
，并在磁性石墨烯基Fe
n+
微电极协同作用下快速活化过硫酸盐产生SO4‑
·
，污染物被SO4‑
·
和
·
OH氧化，完成有机物降解，未完全降解有机物则通过Fe
3+
与OH
‑
形成的高活性絮凝基团吸附共沉而去除，反应结束后静置，磁分离回收粒子微电极材料；所述电絮凝反应装置的阳极为铁极板或含铁类极板。2.根据权利要求1所述的非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，其特征在于，所述过硫酸盐包括过一硫酸盐、过二硫酸盐中的至少一种。3.根据权利要求1所述的非均相电催化絮凝活化过硫酸盐降解废水中抗生素类污染物的方法，其特征在于，所述过硫酸盐投加质量浓度与废水初始COD比值为0.1～2.0:1。4.根据权利要求1所述的非均相电催化絮凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚创，刘建新，陈威宇，吴文滔，伦见强，陈宇丹，邓运泉，
申请(专利权)人：广东省工程技术研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：