一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统
文献发布时间:2023-06-19 11:47:31
技术领域
本发明涉及水处理系统领域,特别是涉及一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统。
背景技术
抗生素作为一种典型的PPCPs污染物是颇受关注的一类污染类型,我国许多江河湖海的地表水都曾检测出过,如华南的珠江、华中的长江以及华北的黄河等。据统计,我国每年约生产21万吨抗生素,其中42%被用于医疗,48%被用于畜牧业。在生态水环境中,更多种类的抗生素被检测出。生态水环境中的抗生素通常经由饮用水进入人体,从而引发人体的抗药性,长期危害较大。抗生素在进入水环境后,在水体、悬浮颗粒物、沉积物以及水生生物等介质中发生迁移转化过程,这些迁移转化过程主要包括吸附、生物降解与光降解等。抗生素经由一系列迁移转化过程,或完全矿化为CO
目前,水厂的常规工艺包括混凝-沉淀-砂滤-活性炭过滤,虽然这种工艺一般可有效去除水中的有机物,但这种工艺难以去除饮用水中的抗生素,满足人们的饮水需求,专利文件(CN201910966483.3)公开了一种利用UV/H
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术之缺陷,本发明之目的在于提供一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统,高效、快速的降解饮用水中的多种抗生素。
其解决的技术方案是,
一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统包括依次串联连接的混凝池、沉积池、砂滤池、降解装置和活性炭过滤装置,且活性炭过滤装置底部连接水出管;所述混凝池出口连接沉积池入口,沉积池出口连接砂滤池入口,砂滤池出口连接降解装置入口,降解装置出口连接活性炭过滤装置入口,且活性炭过滤装置出口连接水出管;所述降解凝胶带通过剥离的FeZnBi-NO
进一步的,所述的降解装置包括四个法兰、两段水管、降解管,降解管位于两段水管之间,降解管位于水管之间用法兰连接,两水管的端口均连接有法兰,水管上有流量阀,降解管内部有变色光带,降解管上有电源线,电源线与变色光带连接,变色光带上缠绕有降解凝胶带,水管和降解管下方有支撑架,支撑架与水管和降解管接触。
进一步的,所述的变色光带为红橙黄绿青蓝紫七彩变色光带,其照射强度为600-700mJ/cm
进一步的,所述的降解管为透明玻璃材质,降解管的外表面附着有一层银镜,银镜外部有保护层。
进一步的,所述的流量阀控制水的流量为4-5m
进一步的,所述的降解凝胶带由以下步骤制备:
(1)将Bi(NO
(2)Ar保护下,将FeZnBi-NO
(3)N
(4)Ar保护下,将剥离的LDHs胶体溶液逐滴加入到配制溶液中并搅拌均匀,随后在-80--60℃下,采用60Co-γ射线为辐照源,照射配制溶液,辐射剂量为18-20kGy,照射1-2h后,洗涤,干燥后,得固体水凝胶;
(5)取固体水凝胶加入到TiCl
(6)将吸附固体水凝胶置于Na
进一步的,所述的降解凝胶带制备步骤(1)中Bi(NO
进一步的,所述的降解凝胶带制备步骤(2)和(3)中的FeZnBi-NO
进一步的,所述的TiCl
进一步的,所述的Na
进一步的,所述降解装置所去除的抗生素包括但不限于罗红霉素、甲砜霉素、氟甲砜霉素、氯霉素、磺胺二甲嘧啶、磺胺嘧啶、甲氧苄啶、诺氟沙星、氧氟沙星。
由于以上技术方案的采用,本发明与现有技术相比具有如下优点;
本发明的一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统能够快速、高效的处理水厂饮用水中的多种抗生素,抗生素除去率达78%-97%。降解装置中降解凝胶带由N-甲基顺丁烯二酸单酰胺单体与2-(羟甲基)丙烯酸甲酯以及LDHs形成层叠网状结构并掺杂多种光催化的金属离子制备而成,不仅能够大量吸附水中的抗生素,还有着较大的光吸收带隙,能够吸收不同波长的光,在降解装置中安装的变色光带照射和降解管上的银镜反射作用下,能够快速、强烈响应,迅速降解多种类的抗生素。此外,该降解装置简便,降解凝胶带可重复使用,同时还具有消毒功能。
附图说明
图1为本发明一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统;
图2为降解装置;
图3为抗生素的含量检测的表格。
具体实施方式
有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效,在以下配合参考附图1-2对实施例的详细说明中,将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容,均是以说明书附图为参考。
在以下实施例中,上述混凝池a连接原水池,原水通过混凝池a、沉积池b、砂滤池c,去除其他污染物物质,例如大颗粒物、COD、氨氮、总磷等,由于混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)、活性炭过滤装置(e)的工艺均为现有技术,在此不予赘述,降解装置(d)连接在砂滤池(c)与活性炭过滤装置(e)之间。
实施例1
1.降解凝胶带的制备
(1)将Bi(NO
(2)Ar保护下,将FeZnBi-NO
(3)N
(4)Ar保护下,将剥离的LDHs胶体溶液逐滴加入到配制溶液中并搅拌均匀,随后在-80℃下,采用60Co-γ射线为辐照源,照射配制溶液,辐射剂量为18kGy,照射1h后,洗涤,干燥后,得固体水凝胶;
(5)取固体水凝胶加入到15mL 40mmol/L的TiCl
(6)将吸附固体水凝胶置于50mL 40mmol/L的Na
2.降解装置
降解装置(d)包括四个法兰和两个水管,四个法兰分别为进口法兰1、第一法兰2,第二法兰3、出口法兰4,两个水管分别为进水管5、出水管6,进水管5上安装有流量阀10,进口法兰1与进水管5一端连接,进水管5另一端上有降解管7,进水管5和降解管7通过第一法兰2连通,降解管7另一端与出水管6通过第二法兰3连通,出水管6另一端上有出口法兰4,两个水管和降解管7下方有支撑架11,支撑架11与两个水管和降解管7接触,降解管7透明玻璃材质,降解管7的外侧附着有一层银镜,银镜外部有保护层12,降解管7上有变色光带9,变色光带9为七彩变色光带,照射强度为600mJ/cm
3.一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统
一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统包括依次串联连接的混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)、降解装置(d)和活性炭过滤装置(e);所述混凝池出口a2连接沉积池入口b1,沉积池出口b2连接砂滤池入口c1,砂滤池出口c2连接降解装置进口法兰1,降解装置出口法兰4连接活性炭过滤装置入口e1,且活性炭过滤装置出口e2连接水出管(f)。
使用时,饮用原水依次经过混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)后由进水法兰1、进水管5、第一法兰2进入降解管7,接通电源线13,变色光带9变色发光,调节流量阀10,控制水的流速为4m
实施例2
1.降解凝胶带的制备
(1)将Bi(NO
(2)Ar保护下,将FeZnBi-NO
(3)N
(4)Ar保护下,将剥离的LDHs胶体溶液逐滴加入到配制溶液中并搅拌均匀,随后在-70℃下,采用60Co-γ射线为辐照源,照射配制溶液,辐射剂量为19kGy,照射1.5h后,洗涤,干燥后,得固体水凝胶;
(5)取固体水凝胶加入到18mL 40mmol/L的TiCl
(6)将吸附固体水凝胶置于55mL 40mmol/L的Na
2.降解装置
降解装置(d)包括四个法兰和两个水管,四个法兰分别为进口法兰1、第一法兰2,第二法兰3、出口法兰4,两个水管分别为进水管5、出水管6,进水管5上安装有流量阀10,进口法兰1与进水管5一端连接,进水管5另一端上有降解管7,进水管5和降解管7通过第一法兰2连通,降解管7另一端与出水管6通过第二法兰3连通,出水管6另一端上有出口法兰4,两个水管和降解管7下方有支撑架11,支撑架11与两个水管和降解管7接触,降解管7透明玻璃材质,降解管7的外侧附着有一层银镜,银镜外部有保护层12,降解管7上有变色光带9,变色光带9位于降解管7的轴线上,降解管7上有电源线13,电源线13与变色光带9连接,变色光带9为七彩变色光带照射强度为650mJ/cm
3.一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统
一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统包括依次串联连接的混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)、降解装置(d)和活性炭过滤装置(e);所述混凝池出口a2连接沉积池入口b1,沉积池出口b2连接砂滤池入口c1,砂滤池出口c2连接降解装置进口法兰1,降解装置出口法兰4连接活性炭过滤装置入口e1,且活性炭过滤装置出口e2连接水出管(f)。
使用时,饮用原水依次经过混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)后由进水法兰1、进水管5、第一法兰2进入降解管7,接通电源线13,变色光带9变色发光,调节流量阀10,控制水的流速为4.5m
实施例3
1.降解凝胶带的制备
(1)将Bi(NO
(2)Ar保护下,将FeZnBi-NO
(3)N
(4)Ar保护下,将剥离的LDHs胶体溶液逐滴加入到配制溶液中并搅拌均匀,随后在-60℃下,采用60Co-γ射线为辐照源,照射配制溶液,辐射剂量为20kGy,照射2h后,洗涤,干燥后,得固体水凝胶;
(5)取固体水凝胶加入到20mL 40mmol/L的TiCl
(6)将吸附固体水凝胶置于60mL 40mmol/L的Na
2.降解装置
如图2,降解装置(d)包括四个法兰和两个水管,四个法兰分别为进口法兰1、第一法兰2,第二法兰3、出口法兰4,两个水管分别为进水管5、出水管6,进水管5上安装有流量阀10,进口法兰1与进水管5一端连接,进水管5另一端上有降解管7,进水管5和降解管7通过第一法兰2连通,降解管7另一端与出水管6通过第二法兰3连通,出水管6另一端上有出口法兰4,两个水管和降解管7下方有支撑架11,支撑架11与两个水管和降解管7接触,降解管7透明玻璃材质,降解管7的外侧附着有一层银镜,银镜外部有保护层12,降解管7上有变色光带9,变色光带9为七彩变色光带,照射强度为700mJ/cm
3.一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统
如图1,一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统包括依次串联连接的混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)、降解装置(d)和活性炭过滤装置(e);所述混凝池出口a2连接沉积池入口b1,沉积池出口b2连接砂滤池入口c1,砂滤池出口c2连接降解装置进口法兰1,降解装置出口法兰4连接活性炭过滤装置入口e1,且活性炭过滤装置出口e2连接水出管(f)。
使用时,饮用原水依次经过混凝池(a)、沉积池(b)、砂滤池(c)后由进水法兰1、进水管5、第一法兰2进入降解管7,接通电源线13,变色光带9变色发光,调节流量阀10,控制水的流速为5m
试验例1
将抗菌药加入到去离子水模拟待处理水源,将罗红霉素、甲砜霉素、氯霉素、磺胺二甲嘧啶、诺氟沙星加入到去离子水中混合均匀作为对照组1,将罗红霉素、氟甲砜霉素、氯霉素、甲氧苄啶、氧氟沙星加入到去离子水中混合均匀作为对照组2,将罗红霉素、氟甲砜霉素、氯霉素、甲氧苄啶、诺氟沙星加入到去离子水中混合均匀作为对照组3,将对照组1、对照组2、对照组3分别通入实施例1-3的一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统中,得实验组1、实验组2、实验组3。采用超高效液相色谱-质谱法检测对照组1-3和实验组1-3中的各抗生素的含量,制成表格(如图3);
从表中可以看出,该系统对于水中的罗红霉素、甲砜霉素、氟甲砜霉素、氯霉素中、磺胺二甲嘧啶、磺胺嘧啶、甲氧苄啶、诺氟沙星、氧氟沙星等多种抗生素均有优异的净化效果,净化率达78%-97%。
以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明具体实施仅局限于此;对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说,在基于本发明技术方案思路前提下,所作的拓展以及操作方法、数据的替换,都应当落在本发明保护范围之内。
- 一种净化水厂饮用水中的抗生素的系统
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