一种电-过臭氧化处理医院污水的方法

1.本发明主要针对于医院污水处理领域，特别涉及一种电-过臭氧化处理医院污水的方法。


背景技术：

2.医院是环境中危险性和传染性废物的主要来源之一。其向自然环境和市政管网中排放的废水的水质根据医院的性质、规模以及所在的地区而有所不同。用于诊疗、设备消毒和实验室活动而产生的医院废水含有大量的药物及其代谢产物、化学物质、放射性和其他有毒的有机和无机化学物质、麻醉剂和灭菌产品，各种病原微生物以及患者的排泄物。采用传统的工艺很难将其处理达标排放，因此这类废水的处理仍然是国内外研究的热点和难点。
3.电-过臭氧化工艺是电解和臭氧化相结合的方法，他主要作用机理是阴极氧还原原位产生h2o2，与o3反应形成羟基自由基(
·
oh)降解有机污染物。在这个过程中，有各种氧化剂(如o3和h2o2)来杀死微生物。该工艺不添加任何化学品和催化剂，无二次污染物生产，提供一个方便和环保的废水处理方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的主要是针对现有技术问题，提供一种电-过臭氧化处理医院污水的方法。该处理方法简洁,操作简便，出水水质较好。
5.为实现上述目的，本发明提供一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，该方法可以实现对医院废水中药物类污染物的去除以及病原微生物的消杀。
6.为了实现上述技术目的,本发明采用以下步骤予以实现：
7.首先把滤去大颗粒浮渣的医院废水水样加入到反应器中，将臭氧曝入反应器中，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样通过电-过臭氧化技术处理。
8.其中，每120ml医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠。
9.反应器中阴极和阳极的间距为2cm，在搅拌以及直流电流密度为140ma/cm2，臭氧曝气量0.6l/min条件下对医院废水进行处理。
10.优选地，所述处理时间为60min。所述反应器采用iro2/ruo2作为阳极材料、石墨毡为阴极材料。由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器。
11.从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：
12.(1)通过使用石墨毡阴极并从中通入o2/o3混合物增大o2以及o3与阴极的接触面积，阴极o2二电子还原原位生成h2o2与溶解的o3以及其他成分反应产生
·
oh，使得污染物质在电极界面或溶液中完成降解或转化过程，以实现水质净化。其中，toc去除率达到93.9％，cod、ss、nh
3-n均可达到《医疗机构水污染物排放标准》(gb18466-2005)的排放标准。在所测得的存在于医院废水水样中的药物类污染物(126种)，对其中87％的药物去除率在86％以上，且生物毒性降低。大肠杆菌作为细菌指示菌群通过该处理过程完全失活。由高通量测序
结果可知，电-过臭氧化技术在医院废水的处理处置中也表现出良好的消毒效果。
13.(2)本发明方法相对于其他研究使用的贵重电极，石墨毡电极以及iro2/ruo2电极的成本较低，且反应过程对电极板无腐蚀性，使用寿命长，不会产生二次污染，清洁环保。
14.(3)本发明方法所采用的外加电场电压以及电流密度较低，能耗低且无安全隐患，处理效果好。
附图说明
15.图1是本发明装置图。
16.图2是实施例中通过各种技术对医院废水toc的去除率。
17.图3是实施例中经过电-过臭氧化技术(a)、电化学过程(b)、臭氧化过程(c)对大肠杆菌的杀效果。
具体实施方式
18.以下通过实施例对本发明所述电-过臭氧化技术处理医院废水方法作进一步说明。
19.实施例1
20.本实施例中，提供电-过臭氧化技术对医院废水toc的去除效果以及对毒性的影响，步骤如下：
21.首先将120ml过滤掉浮渣的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样通过电-过臭氧化技术处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.7a，臭氧曝气量为0.6l/min的条件下检测反应60min后toc的去除效果，以及通过三维荧光激发-发射光谱(3deems)分析电-过臭氧化化技术对医院废水的处理效果。
22.由于费氏弧菌(nrrlb-11177)，对废水有高度敏感的变化，以此来检验毒性。
23.如图2所示，电-过臭氧化技术对医院废水toc的去除率可达到93.9％。
24.对比例1
25.首先将120ml与实施例1相同的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样通过电化学技术处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.7a的条件下检测反应60min后toc的去除效果以及通过三维荧光激发-发射光谱(3deems)分析电化学化技术对医院废水的处理效果。由于费氏弧菌(nrrlb-11177)，对废水有高度敏感的变化，以此来检验毒性。如图2所示，实验结果表明，电化学技术对医院废水中的toc去除效率为27.59％。通过电化学过程，a峰(ex/em＝275/310nm)和b峰(ex/em＝340/425nm)的荧光强度减弱，t峰(ex/em＝230/350nm)消失(a-微生物代谢产物；b-类胡敏酸；t-类色氨酸)。
26.对比例2
27.首先将120ml与实施例1相同的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温下对医院废水水样进行臭氧化处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳
极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，臭氧曝气量为0.6l/min的条件下检测反应60min后toc的去除效果，以及通过三维荧光激发-发射光谱分析臭氧化技术对医院废水的处理效果。由于费氏弧菌(nrrlb-11177)，对废水有高度敏感的变化，以此来检验毒性。如图2所示，实验结果表明，臭氧化技术对医院废水toc的去除率可达到42％。
28.实施例2
29.本实施例中，提供电-过臭氧化技术对医院废水cod、toc、nh
3-n、ss的去除效果，步骤如下：
30.首先将120ml过滤掉浮渣的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电-过臭氧化处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.7a，臭氧曝气量为0.6l/min的条件下检测反应60min后电-过臭氧化工艺对医院废水的cod、toc、nh
3-n、ss的去除率。对cod、toc、ss去除率均能达到90％以上，nh
3-n去除率仅为73.35％，但出水的平均浓度为14.2mg/l，各参数均能满足《医疗机构水污染物排放标准》(gb 18466-2005)的排放标准。
31.实施例3
32.本实施例中，提供电-过臭氧化技术对医院废水中含有药物类污染物的去除效果，步骤如下：
33.首先将120ml过滤掉浮渣的医院废水水样加入反应器中，然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样进行电-过臭氧化处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.7a，臭氧曝气量为0.6l/min的条件下检测反应60min后。对比通过uplc-qtof-ms/ms检测出医院废水中含有的126种药物类污染物的进、出水相对浓度，其中87％的药物类污染物的去除率高于86％。因此，电-过臭氧化技术可以有效地去除大部分的药物类污染物。
34.实施例4
35.本实施例中，提供电-过臭氧化技术对模拟的医院废水中含有药物类污染物的去除效果，步骤如下：
36.分别向反应器中加入污染物含量为0.5mg/l合成溶液120ml，分别是地塞米松、卡马西平、阿昔洛韦和布洛芬，这些药物在真实的医院废水样品中广泛存在。然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对模拟废水进行单独以及混合电-过臭氧化处理，其中，反应器选择作iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.05a，臭氧曝气量为0.05l/min的条件下检测反应210s后。所选药物类污染物(地塞米松、卡马西平、阿昔洛韦和布洛芬)在单一或混合溶液中经过电-过臭氧化技术的去除率均超过99％，以上数据表明，即使在较低电流和o3曝气量的条件下，药物类污染物仍能得到有效的去除。
37.电-过臭氧化技术是一种处理混合污染物的有效工艺，在较短的反应时间内去除
率高。
38.实施例5
39.本实施例中，以大肠杆菌为指示菌种提供电-过臭氧化技术的杀菌效果，步骤如下：
40.分别向反应器中加入120ml大肠杆菌含量为4.8
×
108cfu/ml的溶液。然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对单独以及混合的模拟废水进行电-过臭氧化处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.05a，臭氧曝气量为0.05l/min的条件下检测反应3min后电-过臭氧化技术对大肠杆菌的杀灭效果。如图3结果显示，大肠杆菌被完全杀灭。
41.对比例3
42.分别向反应器中加入120ml大肠杆菌含量为4.8
×
108cfu/ml的溶液。然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温及外加直流电场条件下对单独以及混合的模拟废水进行电化学处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，阴阳电极间距设置为2cm，直流电流大小为0.05a的条件下检测反应3min后电化学过程对大肠杆菌的杀灭效果。如图3结果显示，大肠杆菌杀灭效果不明显。
43.对比例4
44.分别向反应器中加入120ml大肠杆菌含量为4.8
×
108cfu/ml的溶液。然后向反应器中加入50mmol硫酸钠，在室温下对单独以及混合的模拟废水进行臭氧化化处理，其中，反应器选择iro2/ruo2为阳极材料、石墨毡为阴极材料，由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器，阴阳电极间距设置为2cm，臭氧曝气量为0.05ml/min的条件下检测反应3min后臭氧化过程对大肠杆菌的杀灭效果。如图3结果显示，大肠杆菌有一定的杀灭效果。
45.相应的，上述数据说明了电-过臭氧化技术对医院废水中病原微生物的高效处理能力。

技术特征：
1.一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，其特征在于，包括以下步骤：首先把滤去大颗粒浮渣的医院废水水样加入到反应器中，将臭氧曝入反应器中，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样通过电-过臭氧化技术处理；其中，每120ml医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠。2.根据权利要求1所述的一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，其特征在于，所述的反应器中阴极和阳极的间距为2cm，在搅拌以及直流电流密度为140ma/cm2，臭氧曝气量0.6l/min条件下对医院废水进行处理。3.根据权利要求1所述的一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，其特征在于，所述处理时间为60min。4.根据权利要求1所述的一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，其特征在于，所述反应器采用iro2/ruo2作为阳极材料、石墨毡为阴极材料；由臭氧发生器产生的o2/o3混合物通过塞入石墨毡中的6根小管鼓入反应器。

技术总结
本发明提供一种电-过臭氧化处理医院污水的方法，首先把滤去大颗粒浮渣的医院废水水样加入到反应器中，将臭氧曝入反应器中，在室温及外加直流电场条件下对医院废水水样通过电-过臭氧化技术处理，其中，每120mL医院废水水样对应加入50mmol硫酸钠。本发明在医院废水的处理处置中表现出良好的消毒效果，成本较低，且反应过程对电极板无腐蚀性，使用寿命长，不会产生二次污染，清洁环保。清洁环保。清洁环保。


技术研发人员：赖波 熊兆锟 尉雅涵 黄炳坤 何传书 刘杨 张恒 周鹏
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/1