[发明专利]一种同时转化四环素类有机分子和三价砷的方法

说明书

一种同时转化四环素类有机分子和三价砷的方法，在同时存在四环素和三价砷污染的待处理废水中，加入Fe³⁺和H₂O₂，利用四环素还原Fe³⁺产生的Fe²⁺，分解H₂O₂产生·OH，实现四环素和三价砷的高效协同转化。本发明的方法，解决了传统芬顿反应需要强酸性环境及加入大量Fe²⁺的问题，通过加入少量的Fe³⁺，在较低H₂O₂用量和较宽的pH范围内，同时实现了四环素的去除及三价砷的转化。

技术领域

本发明属于有机物-重金属复合污染水处理领域，具体涉及一种同时转化四环素类有机分子和三价砷的方法。

背景技术

四环素类抗生素是一种广谱抗生素，被广泛应用于畜禽养殖，预防和控制疾病，促进动物生长。进入生物体内的四环素只有部分能被吸收利用，大约有70% ~ 90%会随排泄物进入环境中，对水生和陆生生物造成负面影响。抗生素长期残留导致抗生素抗性基因的产生，具有更高的生态环境风险。

洛克沙胂、阿散酸等有机砷制剂，具有抗菌、抗寄生虫、刺激动物生长的功效，同时能够改善动物皮肤营养，使其皮毛油亮，提高品质，是畜禽养殖业常用的饲料添加剂。有机砷制剂在动物体内难以被吸收降解，大部分随排泄物进入土壤或者水体中，通过生物或者非生物反应，转化为迁移性和毒性更高的无机砷。

畜禽养殖业集约化、规模化生产，使得四环素类抗生素和有机砷制剂等饲料添加剂大量使用，其中少量被动物体吸收，大部分随排泄物排出体外，因此在畜禽粪便及废水中有很高的累积量。例如对上海多家养殖场畜禽粪便的采样调查表明，四环素的浓度高达2.6~ 617.2 mg·kg⁻¹，砷浓度高达4.54 ~ 24.66 mg·kg⁻¹。如何快速高效地去除畜禽废水中四环素-砷复合污染，备受关注。

以·OH (E⁰=2.80eV)为基础的各类高级氧化技术，氧化活性高，且没有选择性，常被用于复杂体系污染物的去除。传统的芬顿反应需要Fe²⁺作为催化剂，反应需要在pH=3左右进行，且Fe²⁺被氧化为Fe³⁺后难以还原，反应被限制。有研究报道，一些有机酸分子如草酸、柠檬酸、原儿茶酸等可以与Fe³⁺组成类芬顿体系，在较宽的pH范围内，原位产生Fe²⁺，分解H₂O₂产生·OH。四环素类分子含有-OH、-NH₂等官能团，对Fe³⁺也有一定的络合与还原能力。若利用二者反应原位产生Fe²⁺，分解H₂O₂产生·OH，自身降解的同时氧化水体中共存的高毒性的三价砷，将是一种简单高效处理水体中四环素-砷复合污染的办法。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供了一种转化四环素类有机分子和三价砷的方法，能够同时转化畜禽废水中四环素类抗生素分子和三价砷。

技术方案：三价铁和双氧水的组合物在处理同时存在四环素类有机分子和三价砷废水中的应用。