申請日2013.09.17
公開(公告)日2014.01.15
IPC分類號C02F101/38; C02F1/30
摘要
本發(fā)明涉及一種利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水使之直接達到飲用水標準的方法，主要是將含氧氟沙星污染物的水體，用電子束加速器輻照技術(shù)進行輻照處理，使水體中的氧氟沙星分解，電子束加速器輻照劑量低于15kGy。在對含氧氟沙星水體進行輻照處理之前，可以向水體中加入絮凝劑，并進行沉淀、過濾;在對水體進行輻照處理之后，還可以將處理后的水體引入終端處理系統(tǒng)，進行沉淀、過濾，然后進行排放。本方法建立了電子加速器輻照技術(shù)用于飲用水體中氧氟沙星污染物的處理方法，該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解水體中的氧氟沙星，6kGy的低輻照劑量就能使水體中的低濃度氧氟沙星降解完全，達到飲用水標準，易于操作，無附加毒性，無殘留危害。
權(quán)利要求書
1.一種利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其具體步驟包括：將含氧氟沙 星污染物的水體，用電子束加速器輻照技術(shù)進行輻照處理，使水體中的氧氟沙星分解，達到 飲用水標準，電子束加速器輻照劑量低于15kGy。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其特征在于， 輻照后溶液用超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜分析，檢測氧氟沙星的輻照分解情況。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其特征在于， 在用電子束加速器輻照技術(shù)對含氧氟沙星污染物的水體進行輻照處理之前，可以向水體中加 入絮凝劑，并進行沉淀、過濾。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其特征在于， 在用電子束加速器輻照技術(shù)對含氧氟沙星污染物的水體進行輻照處理之后，還將處理后的水 體引入終端處理系統(tǒng)，進行沉淀、過濾，然后進行排放。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其特征在于， 含氧氟沙星污染物的廢水溶液中氧氟沙星濃度為1ppm～20ppm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法，其特征在于， 電子束加速器輻照劑量為6kGy，在6kGy的低輻照劑量就能使水體中的低濃度氧氟沙星完 全降解，達到飲用水標準，節(jié)省能量，效率高。
說明書
一種利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種廢水處理方法，更具體地說本發(fā)明涉及一種利用電子束輻照技術(shù)處理含氧氟沙星廢水的方法。
背景技術(shù)
氧氟沙星(OFLO)分子式為C18H20FN3O4，其化學名稱為(±)-9-氟-2，3-二氫-3-甲基-10-(4-甲基-1-哌嗪基)-7-氧代-7H-吡啶并[1，2，3-de]-[1，4]苯并惡嗪-6-羧酸，屬于喹諾酮類藥物。喹諾酮類藥物是一大類具有1，4-二氫-4-氧代喹啉-3-羧酸結(jié)構(gòu)的人工合成抗菌藥物，對革蘭氏陰性菌和陽性菌均有抑制作用，能直接作用于細菌核部位、抑制細菌的DNA旋轉(zhuǎn)酶，使酶不能在DNA雙鏈上引入切口，破壞細菌的代謝和繁殖，迅速殺滅細菌。氧氟沙星藥物因其抗菌譜廣、吸收好、半衰期長、血液濃度高、體內(nèi)分布廣、抑菌和殺菌作用迅速、與其它抗菌藥物無交叉耐藥性、能制成各種劑型、價格低廉等特點，廣泛應用于臨床和畜牧業(yè)中多種感染性疾病的預防和治療，成為十分重要、用途廣泛的抗生素。氧氟沙星藥物攝入后除少部分殘留在體內(nèi)，70%以上以原藥和代謝產(chǎn)物的形式經(jīng)由病人與動物的糞尿排出體外，通過污水處理廠等途徑進入生態(tài)環(huán)境，長期及不科學用藥導致環(huán)境中藥物殘留超標等問題出現(xiàn)。殘留在環(huán)境中的氧氟沙星，雖然只有痕量水平，但是長期暴露在此環(huán)境中的動植物、微生物、人類等都會受到影響。例如水體中長期含較低濃度的氧氟沙星藥物，不但容易誘導細菌產(chǎn)生耐藥性，導致耐藥性的傳遞，影響該類藥物的臨床療效，更為嚴重的是，殘留藥物對人類的健康安全和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定發(fā)展都存在潛在的、累積性的威脅，不但可能引起二重感染、過敏變態(tài)反應，而且具有潛在“三致”危害。目前，聯(lián)合國糧農(nóng)組織、世界衛(wèi)生組織食品添加劑專家聯(lián)席委員會、歐盟等國都對氧氟沙星的最大殘留限量進行了規(guī)定，因此，對氧氟沙星等抗生素的殘留去除研究已成為了廢水處理工作的熱點。
目前，污水處理廠在處理醫(yī)院廢水和生活污水時，一般都是采用的常規(guī)處理技術(shù)和工藝， 無法徹底清除水體中的氧氟沙星等抗生素，通過間接可飲用水的回用、城市污水處理廠的排放，氧氟沙星可能暴露于環(huán)境并最終存在于飲用水中，對人類飲用造成極大的潛在威脅。而國內(nèi)外處理含氧氟沙星等抗生素水體的方法主要有物化法、生化法等。研究表明，上述處理方法均存在一定的局限性。物化法處理過程受到pH值、氧化劑投加量、反應溫度、反應時間等因素的影響;生化法還要受到微生物生長狀況的限制。這兩種方法過程復雜繁瑣、所需時間長、易引起二次污染、而且處理效果差。因此，提供一種處理時間短、去除率高、易于操作、無二次污染的新的處理水體中氧氟沙星方法，是亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種利用電子束輻照降解水體中抗生素類藥物氧氟沙星的方法，該方法能快速有效地降解水體中的氧氟沙星，易于操作，無附加毒性，無殘留危害，經(jīng)電子束輻照處理后的水體可直接達到飲用水體標準。
本發(fā)明的方法就是利用電子輻照技術(shù)來處理水體中的氧氟沙星污染物，電子束輻照殘留有氧氟沙星的水體，水經(jīng)過輻照產(chǎn)生化學反應，生成氧化性極強的·OH、·H等自由基，可以與氧氟沙星發(fā)生反應，使氧氟沙星降解，達到飲用水標準。輻射技術(shù)是一種新的凈化手段，不需要加入化學試劑，不會產(chǎn)生二次污染，具有處理時間短、處理效率高、操作簡便、污染物降解徹底等優(yōu)點，因此水體中氧氟沙星可采用輻照降解工藝進行處理。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：將含氧氟沙星污染物的水體，用電子束加速器輻照技術(shù)進行輻照處理，使水體中的氧氟沙星分解，電子束加速器輻照劑量低于15kGy。輻照后水體用UPLC-MS/MS(超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜)分析，檢測氧氟沙星的輻照分解情況，可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過輻照氧氟沙星被完全分解，水體中的氧氟沙星通常含量較低，僅6kGy的低輻照劑量就能使水體達到飲用水標準，所需輻照能量少，效率高。氧氟沙星的分解率是指輻照去除的氧氟沙星量與初始水體中氧氟沙星含量之比。在用電子束加速器輻照技術(shù)對含氧氟沙星污染物的水體進行輻照處理之前，可以向廢水中加入絮凝劑，并進行沉淀、過濾;在用電子束加速 器輻照技術(shù)對含氧氟沙星污染物的水體進行輻照處理之后，還可以將處理后的水體引入終端處理系統(tǒng)，進行沉淀、過濾，然后進行排放，如附圖1所示。
水體中氧氟沙星的含量通常不高，因此通過低劑量輻照可以使水體中氧氟沙星濃度達到安全標準，即電子束加速器輻照劑量在6kGy時就可以使廢水中氧氟沙星濃度達到飲用水標準�？紤]工藝可行性，電子束加速器輻照劑量優(yōu)選從3kGy～15kGy，取3kGy、6kGy、9kGy、15kGy四個梯度，輻照劑量過低則降解效果不明顯，輻照劑量過高會導致輻照成本增加。
配制模擬含氧氟沙星濃度分別為1ppm、5ppm、10ppm、20ppm的水體，每個實施例進行2個平行樣實驗。發(fā)現(xiàn)在低濃度氧氟沙星廢水中，氧氟沙星被完全降解。證明電子加速器輻照技術(shù)可以有效的處理含氧氟沙星水體，且6kGy的輻照劑量就可使低濃度的氧氟沙星水體達到飲用水標準。同一濃度氧氟沙星廢水中，隨著輻照劑量的增大，分解率增大;同一輻照劑量中，廢水中氧氟沙星濃度越小，分解率越大。
本發(fā)明的有益效果是：建立了電子加速器輻照技術(shù)用于水體中氧氟沙星污染物的處理方法，該方法通過低劑量輻照能快速有效地降解水體中的氧氟沙星，使各種水體中氧氟沙星濃度達到飲用水標準，易于操作，無附加毒性，無殘留危害。
