[发明专利]一种提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及畜禽养殖废水治理技术领域，特别是涉及一种提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法。

背景技术

在集约化、规模化畜禽养殖过程中，抗生素和激素等虽有利于减少畜禽疾病，促进畜禽机体的生长，但由于经济利益的驱动、监管措施的不力和科学知识的不足，滥用、超量、不按国家要求使用上述药物的现象普遍存在。随着科技进步，人们逐渐发现抗生素和激素作为饲料添加剂使用，对养殖环境已造成了严重的负面后果。抗生素和激素随饲料进入动物消化道后，短时间内进入动物血液循环，最终绝大多数的药物经肾脏过滤随尿液排出体外，以废水的形式进入环境，污染水源和土壤，甚至可能转化为环境激素或环境激素的前体物，从而直接破坏生态平衡，进而威胁人类的身体健康。

抗生素和激素作为废水中的难降解有机污染物，因本身具有对厌氧微生物和好氧微生物的毒性，传统的生物处理尽管可以通过生物降解去除部分抗生素和激素，但作用有限。

微波作用下的有机反应，改变了反应动力学机制，降低了反应活化能，从而大大的提高了反应速度。微波法因具有快速、高效、安全、易于控制、能显著提高化学反应速率等特点，在环保领域受到越来越多的重视。但迄今为止，尚无有关以微波处理提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法，为畜禽废水中抗生素和激素的最终去除提供一种有效的处理技术。

本发明利用微波进行处理，微波通过改变畜禽养殖废水中抗生素、激素极性分子的有序状态和化学键的结合强度，催化化学反应。微波可提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的两个机制是:一方面反应物分子吸收了微波能量，提高了分子运动速度，导致熵的增加；另一方面微波对极性分子作用，迫使其按照电磁场方式运动，导致熵的减小。

本发明一种提高畜禽养殖废水中抗生素和激素可降解性的方法，依次通过下列步骤实现：

（1）用质量比浓度为1%的HCl溶液调节废水pH值为4；

（2）添加双氧水和硫酸亚铁，使双氧水和亚铁离子终浓度分别为40mg/L和12mg/L；

（3）将废水置于微波装置中，调整微波功率至445W，功率密度为 890W/L，启动微波发生器进行废水微波处理2~5分钟。

取微波处理后水样与未处理废水通过固相萃取-高效液相色谱分析，检测废水中金霉素、四环素、土霉素、喹乙醇浓度，同时检测废水的BOD₅、COD。结果显示，用本发明方法处理含抗生素和激素废水，对废水中金霉素、四环素、土霉素、喹乙醇去除率均在50%以上，同时将废水的BOD₅/COD值提高到0.3以上。

本发明的优点是，本发明将微波在调整好的pH、功率、Fenton试剂条件下，经2~5分钟处理含抗生素和激素废水，提高了该类废水可生化性，快速有效改变抗生素和激素结构、化学性质，降低其生物毒性，提高其生物可降解性；设备简单易得，关键技术容易掌握，设备运行操作方法简单，投资较少、节能。

具体实施方式

实施例：

取含多种抗生素和激素的猪场废水，用质量比浓度为1%的HCl溶液调节废水pH值为4，添加双氧水和硫酸亚铁，双氧水终浓度为40mg/L、亚铁离子终浓度为12mg/L，调节微波功率为中火（445瓦）处理2分钟。检测结果表明，废水中金霉素、四环素、土霉素、喹乙醇去除率分别达到88.4%、93.9%、91.6%、67.2%，且废水可生化性得到明显提高（BOD₅/COD由0.20提高到了0.42）。同时对COD有一定的去除效果，去除率为46.8%。