一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用、处理含喹诺酮废水的方法

本发明属于废水处理，具体涉及一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用、处理含喹诺酮废水的方法。

背景技术：

1、喹诺酮类抗生素如诺氟沙星、环丙沙星、左氧氟沙星和莫西沙星等在环境中存留时间长、危害程度大、处理难度大且具有生物富集性，其对环境以及人体健康的危害使得如何处理持久性有机污染物具有重大意义，其中高级氧化工艺(aops)因其能原位生成高活性氧化物质如羟基自由基(·oh)、硫酸根自由基(so4-·)、超氧自由基(o2-·)和单线态氧(1o2)，而具备处理喹诺酮类抗生素的潜力和能力。

2、高级氧化工艺中，芬顿体系所产生的羟基自由基具有较高的氧化还原电位(2.8v)，其氧化能力仅次于氟氧化剂。在芬顿体系研究过程中开发了类芬顿体系(均相芬顿体系、非均相芬顿体系)、电芬顿体系和光芬顿体系等体系。其中，光芬顿体系与电芬顿体系能够减少传统芬顿体系下所需要投加的药剂，但需要外加能源(如电能、光能和超声波等)导致成本较高；类芬顿体系中均相体系所投加的金属离子催化剂难以回收造成二次污染；类芬顿体系(均相体系、非均相体系)中存在的缺陷是需要使用h2o2，h2o2成本高且其投加比例难以控制，过多会对人体具有腐蚀效果。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用、处理含喹诺酮废水的方法，本发明将还原性铁粉用于处理废水中喹诺酮，处理过程中无需外加能源、操作简单，成本低，且对环境友好。

2、为了实现本发明的目的，本发明提供了以下技术方案：

3、一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用。

4、优选地，所述喹诺酮为以4-喹诺酮为基本结构的抗生素。

5、优选地，所述喹诺酮为诺氟沙星、左氧氟沙星、环丙沙星和莫西沙星中的一种或多种。

6、优选地，所述含喹诺酮废水中喹诺酮的浓度为1～20μmol/l。

7、优选地，所述含喹诺酮废水的ph值为2～9。

8、优选地，所述还原性铁粉的粒径为10～400目。

9、优选地，所述还原性铁粉和含喹诺酮废水中喹诺酮的质量比为100～1000:1。

10、本发明还提供了一种处理含喹诺酮废水的方法，包括以下步骤：

11、将还原性铁粉和含喹诺酮废水混合，在有氧氛围下进行氧化还原反应。

12、优选地，所述氧化还原反应的温度为10～50℃，时间≥60min。

13、优选地，所述氧化还原反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的速率为100～300r/min。

14、本发明提供了一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用。本发明通过还原性铁粉强还原性活化水中溶解氧(do)，使其在反应过程中产生羟基自由基(·oh)、超氧自由基(o2-·)和单线态氧(1o2)物质，产生的自由基由于具有较高氧化还原电位，呈现强氧化性，羟基自由基通过对喹诺酮类抗生素进行亲电加成和脱氢，同时可能伴随着电子转移，从而对其起到降解处理效果。同时本发明以还原性铁粉(zvi)为催化剂的类芬顿体系(zvi/o2)处理含喹诺酮废水，在该体系下不需要任何的额外能源，能够在温和条件下进行反应，处理成本更低；zvi作为还原性物质能够与水中溶解氧发生氧化还原反应生成h2o2，不需要额外添加h2o2，进一步降低了处理成本；并且zvi作为固体催化剂，在反应过程中缓慢释放亚铁离子，容易回收，能够减少对环境的二次污染。

技术特征：

1.一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述喹诺酮为以4-喹诺酮为基本结构的抗生素。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述喹诺酮为诺氟沙星、左氧氟沙星、环丙沙星和莫西沙星中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含喹诺酮废水中喹诺酮的浓度为1～20μmol/l。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述含喹诺酮废水的ph值为2～9。

6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述还原性铁粉的粒径为10～400目。

7.根据权利要求1～6任一项所述的应用，其特征在于，所述还原性铁粉和含喹诺酮废水中喹诺酮的质量比为100～1000:1。

8.一种处理含喹诺酮废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述氧化还原反应的温度为10～50℃，时间≥60min。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述氧化还原反应在搅拌条件下进行；所述搅拌的速率为100～300r/min。

技术总结本发明提供了一种还原性铁粉在处理含喹诺酮废水中的应用、处理含喹诺酮废水的方法，涉及废水处理技术领域。本发明通过还原性铁粉强还原性活化水中溶解氧，使其在反应过程中产生羟基自由基、超氧自由基和单线态氧，产生的自由基由于具有较高氧化还原电位，呈现强氧化性，羟基自由基通过对喹诺酮类抗生素进行亲电加成和脱氢，同时可能伴随着电子转移，从而对其起到降解处理效果。同时本发明不需要添加任何的额外能源，处理成本更低；还原性铁粉作为还原性物质能够与水中溶解氧发生氧化还原反应生成H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;，不需要额外添加H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;，进一步降低了处理成本；并且还原性铁粉在反应过程中缓慢释放亚铁离子，容易回收，能够减少对环境的二次污染。技术研发人员：宋伟,许森,付彩霞,杜星,李斌,王志红,赵志伟受保护的技术使用者：广东工业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9