UV/Fenton法降解二级出水中典型抗生素的研究

摘要

近年来，水环境中药物的残留受到广泛关注。尽管环境水体中抗生素的含量在μg/L单位级，甚至ng/L单位级，它可以抑制或者杀死不耐药细菌生物，耐药优势生物生长繁殖，破坏生态平衡。大量研究表明，污水处理厂尾水排放是抗生素的主要途径。因此，深度处理污水厂二级出水中残留的抗生素具有重要的现实意义。
　　本实验采用UV/Fenton深度处理二级污水厂出水，以二级出水中典型抗生素（磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑、氟罗沙星、洛美沙星、依诺沙星、培氟沙星、诺氟沙星）为去除目标，采用响应曲面方法(Design-Expert8.05b)优化UV/Fenton工艺参数，考察Fenton(H2O2/Fe2+=10∶1)、UV、溶液pH、反应时间对典型抗生素去除效果的影响，建立UV/Fenton工艺数学模型，优化得到最佳的工况条件。结果表明:采用紫外协同芬顿试剂氧化分解二级出水残留抗生素，利用Design-Expert软件建立响应数学模型，进行方差分析，模型P值＜0.0001，相关系数R2为0.9748，调整相关系数Radj2为0.9496，表明此回归方程比较好地模拟真实的曲面。建立的响应曲面模型去除效率与影响因子之间的显著性关系顺序为溶液pH＞Fenton(H2O2/Fe2+=10∶1)＞反应时间＞UV;c(H2O2)=24.44mmol/L，c(Fe+2)=2.44mol/L，溶液pH3.61，反应时间56.06min，2.06个工作紫外灯照射强度时，预测最佳处理效果可以达到80.06％。
　　验证最佳工艺参数下，磺胺类药物去除率为85.97％，其中磺胺甲恶唑的处理效果最好可以达到91.20％，而喹诺酮类药物去除率仅为66.75％，洛美沙星降解率才为54.91％，9种典型抗生素总去除率76.52％，与预测值80.06％接近，相对偏差4.4％。动态情况下，UV/Fenton法深度处理废水中抗生素的最佳工况条件为双氧水28.00mmol/L，铁离子2.44mmol/L，3个15w紫外灯照射强度，酸性条件pH3.6，反应时间56min时，抗生素去除率可以达到86.89％。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 抗生素的污染现状

1．2．1 环境中抗生素的来源

1．2．2 环境中抗生素的污染现状

1．2．3 环境中抗生素的危害

1．3 水体中抗生素的处理技术

1．3．1 生物法

1．3．2 物化法

1．3．3 高级氧化技术

1．4 UV／Fenton研究现状

1．5 研究内容和技术路线

1．5．1 研究目的和意义

1．5．2 研究内容

1．5．3 技术路线

第2章 实验材料和分析方法

2．1 实验材料和仪器

2．1．1 实验原水

2．1．2 化学试剂和仪器

2．1．3 实验装置及工艺流程

2．2 检测项目和分析方法

2．2．1 药品标准品性质和结构

2．2．2 典型抗生素的色谱条件

2．2．3 典型抗生素的标准曲线

2．2．5 二级出水中目标物质的检测

第3章 响应曲面法优化UV／Fenton法氧化降解二级出水

3．1 实验设计

3．2 实验结果与优化分析

3．3 最佳工艺条件

3．4 验证实验

3．5 本章小结

第4章 UV／Fenton法氧化降解抗生素去除效果及影响分析

4．1．1 H2O2投加量的影响

4．1．2 Fe2+投加量的影响

4．1．3 H2O2／Fe2+投加摩尔比的影响

4．2 溶液pH的影响

4．3 紫外光照射强度的影响

4．4 本章小结

结论与建议

结论

建议

展望

致谢

参考文献

作者简介

攻读硕士学位期间发表的论文和科研成果