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与流程

本发明涉及废水处理，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。

背景技术：

1、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。

2、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，fe2+活化过硫酸盐无需能量，但其活化效率不高，且存在fe2+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

1、本发明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。

2、为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

3、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：

4、向待处理废水中加入过硫酸盐和磁性石墨烯基fen+粒子(简称go@fen+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fe2+，并在磁性石墨烯基fen+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fe3+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；

5、所述电絮凝反应装置的阳极为铁极板或含铁类极板。

6、作为本发明的优选实施方案，所述过硫酸盐包括过一硫酸盐、过二硫酸盐中的至少一种。

7、作为本发明的优选实施方案，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。

8、作为本发明的优选实施方案，所述磁性石墨烯基fen+粒子投加质量浓度为0.001～0.05g/l。

9、作为本发明的优选实施方案，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。

10、作为本发明的优选实施方案，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。

11、作为本发明的优选实施方案，所述电絮凝反应装置的电流强度为0.01～2a。

12、作为本发明的优选实施方案，所述待处理废水的初始ph值为4～9。

13、作为本发明的优选实施方案，所述待处理废水的初始电导率大于500μs/cm。

14、作为本发明的优选实施方案，所述电絮凝活化在搅拌下进行。

15、作为本发明的优选实施方案，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。

16、本发明的有益效果在于：本发明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@fen+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，本发明可在较宽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。

技术特征：

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：

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，所述磁性石墨烯基fen+粒子投加质量浓度为0.001～0.05g/l。

5.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。

6.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，所述电絮凝反应装置的阳电极极板设置方式为单级或复极。

7.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，所述电絮凝反应装置的电流强度为0.01～2a。

8.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，所述待处理废水的初始ph值为4～9。

9.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，所述待处理废水的初始电导率大于500μs/cm。

10.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，所述电催化絮凝活化在搅拌下进行；

技术总结
本发明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<supgt;n+</supgt;粒子，通过电絮凝反应装置对待处理废水进行非均相电催化氧化及絮凝处理，即在电流作用下阳极析出Fe<supgt;2+</supgt;，并在磁性石墨烯基Fe<supgt;n+</supgt;微电极协同作用下快速活化过硫酸盐产生SO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;·，污染物被SO<subgt;4</subgt;<supgt;‑</supgt;·和·OH氧化，完成有机物降解，未完全降解有机物则通过Fe<supgt;3+</supgt;与OH<supgt;‑</supgt;形成的高活性絮凝基团吸附共沉而去除；所述电絮凝反应装置的阳极为铁极板或含铁类极板。本发明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，微电极可重复利用。

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
受保护的技术使用者：广东省工程技术研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13