[发明专利]一种紫外过硫酸盐去除污水中非甾体抗炎药的高级氧化方法

说明书

技术领域

本发明涉及残留非甾体抗炎药处理技术领域，具体是一种紫外过硫酸盐去除污水中非甾体抗炎药的高级氧化方法。

背景技术

非甾体抗炎药是一类临床中广泛应用的消炎药物，在我国每年的用量仅次于抗感染药。按化学结构非甾体抗炎药可分为以下种类：甲酸类，如阿司匹林；乙酸类，如双氯芬酸、吲哚美辛；丙酸类，如布洛芬、萘普生；昔康类，如吡罗昔康、美洛昔康；昔布类，如塞来昔布、罗非昔布；吡唑酮类，如保泰松、氨基比林；其他，如尼美舒利。这些药物经人服用后不能全部被人体吸收，剩余部分会随尿液、粪便排出体外进入环境。而污水处理厂是其主要集聚地。作为一类新型污染物，现有毒性研究表明非甾体抗炎药会对青鳉鱼、斑马鱼、大型蚤、浮萍等水生生物产生生态毒性。药物的大量使用及滥用，使得该类物质及其活性组分被持续不断地输入到水体环境中，药物的特性(旋光性、半挥发性、极性及高毒性等点)和水体环境自身存在的演变规律决定了这些物质将在水体环境中进行持续不断地长距离迁移扩散，并形成普遍性累积，其归趋的不确定性给人类健康形成了不可预测的潜在风险。因此，如何在污水处理系统中有效去除非甾体抗炎药日益受到人们的关注。

研究表明，污水处理厂现有处理技术不能有效去除非甾体抗炎药，导致这些药物随污水厂尾水源源不断输入环境水体中并形成普遍性累积，能够长期作用于水生态系统，对水环境产生潜在威胁，进而直接或间接影响饮用水质量，危害人体健康。

污水的深度处理工艺作为保障污水安全排放的重要环节，研究不同的深度处理工艺对非甾体抗炎药去除的效果具有重要意义。目前的一些深度处理工艺中，活性炭吸附、混凝沉淀、氯化消毒对非甾体抗炎药去除效果不理想。过氧化氢对非甾体抗炎药没有去除效果，臭氧高级氧化工艺在实际污水处理厂的投加剂量和接触时间下，也只能部分去除非甾体抗炎药。使用UV高级氧化工艺去除实际污水中的非甾体抗炎药尚无系统的研究。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种紫外过硫酸盐去除污水中非甾体抗炎药的高级氧化方法，该方法对于双氯芬酸、布洛芬、萘普生均有更优的去除效果，能有效去除污水中的非甾体抗炎药。

本发明的技术方案是：一种紫外过硫酸盐去除污水中非甾体抗炎药的高级氧化方法，主要包括以下步骤：

步骤一：污水重力自流至二沉池，通过二沉池进行沉淀分离，然后取分离后的上清液，利用高效液相色谱串联质谱法对上清液中残留的非甾体抗炎药浓度进行检测，并记录检测数据；

步骤二：取二沉池分离后的上清液，在上清液中加入质量浓度为50-70％的NaS2O8溶液，使得NaS2O8与非甾体抗炎药的摩尔浓度比为(1-100):1，得到反应液，然后将反应液放入光反应器中反应，使用UV光照5-10min，通过电磁搅拌保持反应液中的各成分浓度均匀，光照功率为22W。

步骤三：将步骤二中反应结束后的溶液进行处理结果分析，使用高效液相色谱串联质谱法进行非甾体抗炎药浓度检测，计算去除率并进行动力学模拟，然后送入接触消毒池与ClO₂反应消毒杀死病原微生物，最后将接触消毒池的出水排放。

进一步的，所述的二沉池为竖流式沉淀池，池体截面为圆形，污水自上而下流动，流速为15-25mm/s，底部设置螺旋形挡板使污水在池中均匀分布，过水断面上升速度为0.6-0.8mm/s，沉淀时间采用1.5-2.5h，悬浮物沉降进入池底锥形沉泥斗中，澄清水从池四周沿周边溢流堰流出，堰前设挡板及浮渣槽以截留浮渣保证出水水质，靠池壁设有排泥管，排泥管管径为300-400mm，靠静水压将泥定期排出。

进一步的，所述的非甾体抗炎药浓度的检测方法为：

(1)提取样品：取500mL水样用0.22μm混合纤维膜过滤，过滤后存于4℃冰箱中以待后续的固相萃取操作以及随之的非甾体抗炎药浓度测定，每个实验重复三次，取平均值±标准偏差进行分析；

(2)样品纯化：选用的固相萃取柱为CNW HLB(60mg，3mL)水相——有机平衡小柱，具体步骤如下：

a.用3mL甲醇平衡CNW HLB小柱；

b.用3mL纯水洗涤CNW HLB小柱；

c.将50mL水样以5mL/min的速度通过CNW HLB小柱；

d.用3mL5％甲醇再次洗涤CNW HLB小柱；

e.用6mL甲醇溶液洗脱，洗脱液氮吹定容至1mL，存于4℃冰箱，以待后续的上机检测；