【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及新型污染物處理，特別是涉及一種低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法。
技術(shù)介紹
1、根據(jù)生態(tài)風(fēng)險評估報告顯示，在超過226種抗生素中，20%?的抗生素毒性很強(qiáng)，16%的抗生素對藻類毒性極強(qiáng)，44%的抗生素對水蚤毒性很強(qiáng)；50%以上的抗生素具有生態(tài)毒性，三分之一的抗生素對魚類毒性很強(qiáng)。即使環(huán)境水體中單一抗生素的濃度可能很低，但抗生素的綜合濃度可能會累積，從而對水生生物造成嚴(yán)重毒性。
2、為了解決抗生素對環(huán)境水體影響的問題，目前主要通過非熱等離子體去除水體中抗生素，但主要集中在單一抗生素的處理上，這過度簡化了在水環(huán)境中管理抗生素的問題。這是由于與單一抗生素相比，具有各種相互作用的多種抗生素可能會造成更大的潛在毒性。
3、此外，在真實(shí)的污水中總是有各種抗生素同時存在，不能認(rèn)為多種抗生素的處理效果只是單一抗生素的去除效果之和；雖然將等離子體和催化劑耦合在一起可以有效提高降解效率，但催化劑的二次污染卻無法避免；且現(xiàn)有的實(shí)驗很難支持等離子體技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，以解決上述問題。
2、在本申請實(shí)施例提出一種低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，所述方法是通過降解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述降解系統(tǒng)包括：微波發(fā)生裝置、第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、微波等離子體發(fā)生器和氬氣流量控制器，所述方法包括：
3、采用所述微波發(fā)生裝置發(fā)出微波能量，所述微波能量的功率為15-25?w；p>
4、將所述微波能量傳輸至第一轉(zhuǎn)換器，并采用所述第一轉(zhuǎn)換器將所述微波能量從同軸電纜傳輸模式轉(zhuǎn)換為波導(dǎo)傳輸模式后，傳輸至第二轉(zhuǎn)換器；
5、采用所述第二轉(zhuǎn)換器將微波能量轉(zhuǎn)換回同軸電纜傳輸模式，并傳輸至微波等離子體發(fā)生器；
6、通過氬氣流量控制器控制氬氣流量并將氬氣傳輸至微波等離子體發(fā)生器，氬氣流量為6-10?l/min；
7、所述微波等離子體發(fā)生器采用微波能量激發(fā)氬氣，得到微波等離子體；
8、通過微波等離子體發(fā)生器激發(fā)得到的微波等離子體對抗生素溶液進(jìn)行處理，得到降解后的抗生素溶液，所述抗生素溶液中至少包括兩種及兩種以上的混合抗生素，所述抗生素溶液的初始濃度為10-30?mg/l，所述抗生素溶液的ph值為2.0-12.0，所述降解處理的時間為0-30?min。
9、可選的，所述微波等離子體發(fā)生器為三層同軸結(jié)構(gòu)和矩形波導(dǎo)功率分配器組合得到的大氣壓低溫微波等離子體發(fā)生器。
10、可選的，所述降解系統(tǒng)還包括保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置至少包括環(huán)行器和水負(fù)載裝置，所述環(huán)行器與第一轉(zhuǎn)換器相連接，所述水負(fù)載裝置與所述環(huán)行器相連接；所述方法還包括：
11、采用所述環(huán)行器防止反射微波能量功率過高，損壞所述微波發(fā)生裝置；
12、采用所述水負(fù)載裝置吸收通過所述環(huán)行器反射回來的微波能量。
13、可選的，所述降解系統(tǒng)還包括微波控制器和功率讀取裝置，所述功率讀取裝置包括雙向耦合器和微波功率計，所述雙定向耦合器連接在環(huán)行器與第二轉(zhuǎn)換器之間，所述微波功率計與所述雙向耦合器相連接，所述方法還包括：
14、采用所述雙定向耦合器和所述微波功率計讀取微波能量的入射功率和反射功率；
15、采用所述微波控制器控制所述微波發(fā)生器發(fā)出的微波能量的功率。
16、可選的，所述第一轉(zhuǎn)換器和所述微波發(fā)生裝置之間，以及，所述第二轉(zhuǎn)換器和所述微波等離子體發(fā)生器之間，采用同軸線連接。
17、可選的，所述微波能量的功率為20?w，所述氬氣的流量為8?l/min，抗生素溶液的ph值為2.74，抗生素溶液的初始濃度為20?mg/l。
18、可選的，在對抗生素溶液進(jìn)行處理的過程中，通過微波等離子體產(chǎn)生的高能電子、活性氧物種與抗生素反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)抗生素的降解。
19、可選的，在對抗生素溶液進(jìn)行處理的過程中，通過微波等離子體產(chǎn)生的、˙h、˙o、˙oh、o3作為活性物種，降解抗生素溶液中的抗生素。
20、可選的，所述抗生素溶液中的抗生素為磺胺甲噁唑和土霉素。
21、可選的，所述磺胺甲噁唑的降解途徑至少包括苯環(huán)的羥基化、氫抽取的雙鍵重構(gòu)、異噁唑環(huán)的羥基化和磺酰胺鍵的斷裂；
22、所述土霉素的降解途徑至少包括羥基化、脫氨基、脫甲基、脫水和環(huán)裂解反應(yīng)。
23、本申請包括以下優(yōu)點(diǎn)：本申請?zhí)岢鲆环N低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，通過降解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述降解系統(tǒng)包括：微波發(fā)生裝置、第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、微波等離子體發(fā)生器和氬氣流量控制器，所述方法包括：采用所述微波發(fā)生裝置發(fā)出微波能量，所述微波能量的功率為15-25?w；將所述微波能量傳輸至第一轉(zhuǎn)換器，并采用所述第一轉(zhuǎn)換器將所述微波能量從同軸電纜傳輸模式轉(zhuǎn)換為波導(dǎo)傳輸模式后，傳輸至第二轉(zhuǎn)換器；采用所述第二轉(zhuǎn)換器將微波能量轉(zhuǎn)換回同軸電纜傳輸模式，并傳輸至微波等離子體發(fā)生器；通過氬氣流量控制器控制氬氣流量并將氬氣傳輸至微波等離子體發(fā)生器，氬氣流量為6-10?l/min；所述微波等離子體發(fā)生器采用微波能量激發(fā)氬氣，得到微波等離子體；通過微波等離子體發(fā)生器激發(fā)得到的微波等離子體對抗生素溶液進(jìn)行處理，得到降解后的抗生素溶液，所述抗生素溶液中至少包括兩種及兩種以上的混合抗生素，所述抗生素溶液的初始濃度為10-30?mg/l，所述抗生素溶液的ph值為2.0-12.0，所述降解處理的時間為0-30min。
24、本申請?zhí)岢龅姆椒ú捎镁哂腥龑油S微波等離子體射流降解系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在低功率和低溫下高效降解污水中的抗生素，為污水中多種抗生素的管理提供了新的理論與技術(shù)支持。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述方法是通過降解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述降解系統(tǒng)包括：微波發(fā)生裝置、第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、微波等離子體發(fā)生器和氬氣流量控制器，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述微波等離子體發(fā)生器為三層同軸結(jié)構(gòu)和矩形波導(dǎo)功率分配器組合得到的大氣壓低溫微波等離子體發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述降解系統(tǒng)還包括保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置至少包括環(huán)行器和水負(fù)載裝置，所述環(huán)行器與第一轉(zhuǎn)換器相連接，所述水負(fù)載裝置與所述環(huán)行器相連接；所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述降解系統(tǒng)還包括微波控制器和功率讀取裝置，所述功率讀取裝置包括雙向耦合器和微波功率計，所述雙定向耦合器連接在環(huán)行器與第二轉(zhuǎn)換器之間，所述微波功率計與所述雙向耦合器相連接，所述方法還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述微波能量的功率為20?W，所述氬氣的流量為8?L/min，抗生素溶液的pH值為2.74，抗生素溶液的初始濃度為20?mg/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，在對抗生素溶液進(jìn)行處理的過程中，通過微波等離子體產(chǎn)生的高能電子、活性氧物種與抗生素反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)抗生素的降解。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，在對抗生素溶液進(jìn)行處理的過程中，通過微波等離子體產(chǎn)生的、˙H、˙O、˙OH、O3作為活性物種，降解抗生素溶液中的抗生素。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述抗生素溶液中的抗生素為磺胺甲噁唑和土霉素。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述磺胺甲噁唑的降解途徑至少包括苯環(huán)的羥基化、氫抽取的雙鍵重構(gòu)、異噁唑環(huán)的羥基化和磺酰胺鍵的斷裂；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述方法是通過降解系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，所述降解系統(tǒng)包括：微波發(fā)生裝置、第一轉(zhuǎn)換器、第二轉(zhuǎn)換器、微波等離子體發(fā)生器和氬氣流量控制器，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述微波等離子體發(fā)生器為三層同軸結(jié)構(gòu)和矩形波導(dǎo)功率分配器組合得到的大氣壓低溫微波等離子體發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述降解系統(tǒng)還包括保護(hù)裝置，所述保護(hù)裝置至少包括環(huán)行器和水負(fù)載裝置，所述環(huán)行器與第一轉(zhuǎn)換器相連接，所述水負(fù)載裝置與所述環(huán)行器相連接；所述方法還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述降解系統(tǒng)還包括微波控制器和功率讀取裝置，所述功率讀取裝置包括雙向耦合器和微波功率計，所述雙定向耦合器連接在環(huán)行器與第二轉(zhuǎn)換器之間，所述微波功率計與所述雙向耦合器相連接，所述方法還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫微波等離子體降解污水中混合抗生素的方法，其特征在于，所述第一轉(zhuǎn)換器和所述微波發(fā)生裝置之...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛麗，羅杰斯，鐘南亞，薛鈺琨，
申請(專利權(quán))人：西南醫(yī)科大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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