专利名称：一种降解水中强力霉素的方法
技术领域：
本发明属于水处理领域，具体涉及一种降解水体中强力霉素的方法。
技术背景强力霉素(Doxycydine，又称脱氧土霉素)，是四环素类的广谱抗菌药， 它是由土霉素加成的一种长效广谱的半合成四环素类抗生素，是四环素类 的广谱抗菌药。强力霉素为淡黄色结晶粉末，其分子量为462.46;无臭， 味苦。溶解情况溶于水、甲醇，微溶于乙醇、丙酮，不溶于乙醚、氯仿、 苯。室温下稳定，遇光色渐变暗。强力霉素抑制微生物的机理在于其主要与微生物的30S小亚基A位 结合，进而干扰氨基酰tRNA与30S小亚基结合，使氨基酰tRNA不能进入 mRNA上的受位，抑制了蛋白质合成时肽链的延长；此外其还可以阻止已 合成的蛋台质肽链释放；强力霉素对70S核蛋白体的作用更为敏感，因此, 强力素能够选择性抑制敏感微生物。强力霉素对革兰氏阳性菌、革兰氏阴 性菌、螺旋体、立克次实体、支原体、衣原体、原虫等具有较强的抑制作 用，因此其广泛应用于医药、饲料添加剂等。主要用于治疗治疗固紫染色 阳性球菌和阴性杆菌的感染，也可用于斑疹伤寒，恙虫病等立克次体的感 染，对阿米巴痢疾及肺炎疗效较好，也可用于抗肿瘤的治疗。其作为饲料 药物添加剂广泛应用于畜禽的大肠杆菌病、沙门氏菌病、霉形体病和鹦鹉 热等，对家禽的细菌与霉形体混合感染，亦有较好疗效。有资料显示我国 是世界上强力霉素产量最大的国家之一，强力霉素年产量在4、 5万吨左右。 但目前对于含强力霉素药物的废水排放及处理重视程度明显不够。相关行 业目前普遍存在着较为严重的药物滥用情况，从而致使相当数量的抗生素 排入土壤和水体环境中，研究表明抗生素主要随粪便和尿液等代谢物以原 形直接进入环境中。许多调査表明在世界许多地区的土壤和水体中都监测 到较高浓度的强力霉素。由于强力霉素对众多细菌具有较强的抑制作用， 因此其残留物进入环境后会极大影响环境中原有微生物的生长和平衡，显著降低环境中原有微生物群落的多样性，破坏其生态系统的平衡，使一些 湿地和污水处理设施系统功能迅速退化。同时，大量强力霉素在环境中存 在，必然容易诱导出耐药菌株，从而大大降低药物的疗效，增加人类患病 的几率。此外，强力霉素随着水、食物等途径进入人体，容易在人体内富 集，出现肝损伤，肌肉酸痛、过敏、致胎畸等严重后果。目前各国一般还没有制定强制性的饮用水中强力霉素含量标准，已有的一些限量规定也多集中于食品。 一些常规的污水处理手段例如曝气和03可短暂降低水体中强力霉素的含量，但却并未根本改变强力霉素的化学结 构，处理完后强力霉素结构又可恢复，出水中依然含有较高量的强力霉素， 没有起到真正降解的效果。 一般水处理工艺的混凝、沉淀、煮沸都不能破 坏它的毒性，而采用预投氯处理则会形成具有较强毒性的强力霉素多卤代化合物，影响饮用水的安全。现在常用的生物处理法(例如UASB， ABR) 处理周期长、且极易诱导出抗药菌株，反而造成更大的潜在危害。水体消 毒中常使用的紫外处理法成本较大，且对处理设备要求较高，较难推广。 由于目前的水处理方法存在着去除率低，处理成本高、处理时间长、操作 复杂、容易带来二次污染、难以推广应用等诸多问题，因此提供一种成本 低、去除率高、易于操作、无二次污染的新的强力霉素处理方法，已成为 国内外关注和研究的热点。 发明内容本发明的目的是针对现有处理技术存在的问题，提供一种利用可见光 降解水体中强力霉素的方法，它具有不产生强毒性的副产物，危害性小， 处理成本低，既适合于水厂使用，也适合医院医药废水、养殖场废水处理 使用，是一种高效节能型的水处理技术。本发明的技术方案是一种降解水中强力霉素的方法，采用光强为7000 13000Lx的光对含 有强力霉素的水体进行照射处理2.5 15h，将水体中的强力霉素降解。在含有强力霉素的水体中加入降解辅助药品过氧化氢，可以进一步促 进强力霉素的降解；过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01 0.5%，优选0.01 0.3%。本发明所采用的光的光强优选为7000 10000Lx;照射处理时间优选 为2,5 7h。经过本发明处理的水体可用液相色谱在365nm处检测强力霉素的含本发明可以降解水中含量小于等于40mg/L的强力霉素。 光源采用大功率氙灯释放的强光，并采用玻璃滤去紫外线。 本发明中采用强光强的光7000 10000Lx (日常可见光强度为200 300Lx)照射被处理的水，并在处理的水体中加入过氧化氢溶液，这对光 照降解效果具有促进作用。在其它条件相同的情况下，过氧化氢浓度越高， 降解效率越高，处理效果越好。本发明中所讲的水体主要指江河湖泊的自然水、水源地水、生活废水、 生产废水以及医用废水等。随着人们对环境卫生要求的日益提高，环境中 抗生素尤其是强力霉素污染日益引起人们广泛的关注。研发一种新的便捷 高效的降解强力霉素的技术就显得愈发的重要和迫切了，将可见光照射应 用于此类物质的处理就是在这种形势下产生的。利用光催化技术对废水进行处理的研究已在国内外进行了较长时间， 研究表明光照对含有机物的废水有很好的处理效果。而对于可见光应用于 含强力霉素水体的处理目前国内外相关报道很少。当具有较高能量的可见光进入水体后，能与水分子反应产生活泼的 OH、 H-等自由基，这些自由基都是高活性物质，能迅速与水体中的有机 物反应，从而达到降解转化有机物的目的。OH，是典型的氧化剂，其标准 氧化还原位高达2.80V，仅次于氟(2.87V)，是目前已知可在水处理中应 用的最强的氧化剂，它作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应，且 0&与水中绝大多数有机物的反应速度常数均在108 101^—、—1数量级范 围。在被处理水中添加过氧化氢，也可以迅速大量地产生OH.，从而对强 力霉素的降解起到很好的促进作用。本方法处理后，强力霉素被降解成对 环境中微生物危害性低的一系列分子量较小的小分子物质。同时可见光进 入水体后也可使强力霉素发生氧化，形成颜色较深的酚类化合物，并使强 力霉素的特征发生红移，特征吸收波长形成于可见光波段内，从而进一步促使强力霉素发生降解。与其它传统处理方法相比，利用可见光配合过氧化氢处理强力霉素废 水具有以下优点反应中产生的自由基OH'氧化性强并可诱发后面的链反 应，并最终将其降解为二氧化碳、水和矿物盐，不会产生二次污染；可见 光氧化下产生的红移进一步促进了强力霉素的降解；可见光灯源易于购买， 且管理和使用方便；过氧化氢也是一种常见化合物，残留的过氧化氢可分 解为水和氧，不会对环境产生二次污染，危害性小，反应条件较为温和， 处理成本低，既可适用于水厂使用，也适用于医药废水、养殖废水的处理， 是一种高效节能型的水处理技术。
具体实施方式
实施例l:含20mg/L的强力霉素的水体，采用光强为10000Lx的光照 射，照射5h，水体中强力霉素可达到75%以上的降解率。实施例2:在实施例1中的照射时间改为7h，对水体中的强力霉素可 达到90%以上的去除率。实施例3:在实施例1中，被处理水体中加入0.01%的过氧化氢，光照 射时间改为5h，水体中的强力霉素可达到90°/。以上的去除率。实施例4:在实施例1中，被处理水体中加入0.075。/。的过氧化氢，光 照时间改为5h，水体中强力霉素可达到95%以上的去除率。实施例5:在实施例1中，被处理水体中加入0.15%的过氧化氢，光照 时间改为4h，水体中强力霉素可达到99%以上的取出率。实施例6:在实施例1中，被处理水体中加入0.3%的过氧化氢，光照 时间改为2.5h，水体中强力霉素可达到100%的去除率。实施例7:含20mg/L的强力霉素的水体，采用光强为7000Lx的光照 射，照射12h，水体中强力霉素可达到75%以上的降解率。实施例8:含20mg/L的强力霉素的水体，采用光强为8000Lx的光照 射，照射7h，被处理水体中加入0.4%的过氧化氢，水体中强力霉素可达到 100%的降解率。
权利要求
1、一种降解水中强力霉素的方法，采用光强为7000～13000Lx的光对含有强力霉素的水体进行照射处理2.5～15h，将水体中的强力霉素降解。
2、 根据权利要求1所述的降解水体中强力霉素的方法，其特征在于 在含有强力霉素的水体中加入过氧化氢。
3、 根据权利要求2所述的降解水体中强力霉素的方法，其特征在于 过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01 0.5%。
4、 根据权利要求3所述的降解水体中强力霉素的方法，其特征在于 过氧化氢加入后水体中过氧化氢的含量为0.01 0.3%。
5、 根据权利要求1所述的降解水体中强力霉素的方法，其特征在于 光强为7000 10000Lx。
6、 根据权利要求1所述的降解水体中强力霉素的方法，其特征在于 照射处理时间为2.5 7h。
全文摘要
本发明系去除水体中强力霉素的方法，它涉及一种水处理领域，具体涉及一种去除水体中强力霉素的方法。本发明使用光强为7000～13000Lx的可见光照射被处理的水体2.5～15h，将水体中的强力霉素降解；添加降解辅助药品过氧化氢可以达到更好的去除效果。由于光照设备易于购买，且使用和管理方便，过氧化氢也易于使用，因此采用此方法处理水中强力霉素成本较低，又无毒副作用，危害性小，既适合于水厂使用，又适合于医院医药废水、养殖场废水处理的使用。
文档编号C02F1/72GK101333012SQ20081002233
公开日2008年12月31日 申请日期2008年7月18日 优先权日2008年7月18日
发明者平 孟, 朱晓东, 李昌浩, 焦少俊, 王振祥 申请人:南京大学;孟 平