[发明专利]一种同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的方法

说明书

本发明公开了一种同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的方法。本发明采用高铁酸盐预氧化的方法，经过特定的条件调控，使得高铁酸盐预氧化过程中产生新生态铁氧化物(Fe_xO_x)，以其为媒介提高预氧化过程中水中微塑料的去除率，并同步吸附和去除水中的喹诺酮类抗生素。在pH＝6、高铁酸钾投加浓度为5mg/L的条件下，水中的PVC微塑料下沉率超过80％，环丙沙星去除率超过90％。本发明技术经济成本较低，高铁酸盐在水体中反应迅速，且无残留毒性，不会对水体造成二次污染或引起其他潜在的环境风险，能有效的提高原水处理，甚至是污水处理过程中，对微塑料和喹诺酮类抗生素的去除效率，适用范围广。

技术领域

本发明属于给水排水工程/环境工程领域，主要涉及一种同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的方法。

背景技术

微塑料(MPs)是一种新兴环境污染物，它被定义为小于5mm的塑料碎片，具有颗粒状、片状、丝状等不同形状。微塑料的来源复杂，有来自个人护理用品和工业生产过程所产生的初级微塑料，以及普通微塑料在环境中老化降解所产生的次级微塑料。微塑料对化学和生物降解具有较强的稳定性，被释放后会在环境中累积并持久存在，并且由于其微小的体积以及稳定的特性，这些废弃的聚合物颗粒会在水生或陆地生态系统中不断迁移、转化。此外，微塑料能吸附各种各样的有机污染物、重金属、病原菌、甚至抗性基因，因此，其可成为各种环境污染物的富集载体，从而对食物链顶端的人类构成潜在威胁。由于给水处理厂直接从淡水生态系统中获取原水，淡水环境中的微塑料将进入人类日常用水循环中。

在给水厂常规处理工艺之前，常常采用预氧化技术作为辅助方法，一般包括氯处理、臭氧氧化、高锰酸钾氧化等，其目的是提高对原水中有机物和微生物的去除率。目前大部分预氧化技术主要针对的是水体中的有机污染物，或是提升后续工艺中混凝沉淀的处理效果，尚未有针对性去除原水中微塑料的技术。如能开发合适的预氧化技术，在提高原水中有机物的去除率的同时还能去除微塑料，则能在给水厂前端有效拦截微塑料，降低其对饮用水安全的潜在风险。因此，开发一种能同步去除水中微塑料和有机污染物的预氧化技术具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的方法。本发明采用高铁酸盐预氧化的方法，经过特定的条件调控，使得高铁酸盐预氧化过程中产生新生态铁氧化物(Fe_xO_x)，以其为媒介提高预氧化过程水中微塑料的去除率；高铁酸盐的强氧化性还可以降解去除水中的喹诺酮类抗生素，且微塑料颗粒表面生成的新生态铁氧化合物具有较大的比表面积，对水体中的喹诺酮类抗生素具有吸附作用，可以作为吸附剂协同提高喹诺酮类抗生素的去除率，达到同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的效果。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种同步去除水中微塑料和喹诺酮类抗生素的方法，包括以下步骤：

(1)向含有微塑料和喹诺酮类抗生素的水体中投加高铁酸盐后进行振荡反应；

(2)将步骤(1)振荡反应后的混合液静置，即可同步去除微塑料和喹诺酮类抗生素。

优选的，步骤(1)所述水体的pH为3～11。

更优选的，步骤(1)所述水体的pH＝6。

优选的，步骤(1)所述微塑料为尺寸在1～500μm的聚苯乙烯(PS)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚氯乙烯(PVC)中的一种或两种以上。

优选的，步骤(1)所述水体中微塑料的浓度为5～250mg/L，喹诺酮类抗生素的浓度为0.5～10mg/L。

优选的，步骤(1)所述喹诺酮类抗生素为环丙沙星(CPFX)。