【摘要】：本論文針對(duì)飲用水臭氧催化氧化工藝對(duì)典型抗生素的去除進(jìn)行了研究,探索不同工況條件下臭氧對(duì)水中典型抗生素的去除情況；考察典型抗生素在臭氧氧化過(guò)程中的氧化產(chǎn)物和轉(zhuǎn)化途徑,探索抗生素臭氧氧化的機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,探索了某市內(nèi)水體中典型抗生素的污染來(lái)源；研究了生產(chǎn)性飲用水臭氧-活性炭深度處理工藝中典型抗生素的沿程變化規(guī)律以及工藝過(guò)程中抗生素的去除機(jī)制。 研究發(fā)現(xiàn)不同的工況條件下,臭氧對(duì)水中磺胺甲嗯唑和紅霉素的去除效果差異較大�？股胤肿咏Y(jié)構(gòu)對(duì)臭氧氧化效果有影響,含有不飽和鍵的磺胺類(lèi)抗生素磺胺甲VA唑比含有飽和烴結(jié)構(gòu)的大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素紅霉素更易氧化降解。在中性條件下,幾乎完全降解磺胺甲VA唑和紅霉素兩種抗生素所需臭氧的最小用量分別為2mg/L和3mg/L;低pH值時(shí),磺胺甲嗯唑更易降解；而高pH值時(shí),紅霉素較易降解。O3+H2O2、03+UV、O3+H2O2+UV以及03+改性AC體系對(duì)磺胺甲VA唑和紅霉素的去除效果優(yōu)于單獨(dú)03氧化,其中O3+H2O2+UV和03+AC改性體系對(duì)磺胺甲嗯唑和紅霉素的去除效果最好。03/H202體系中,加入的H2O2過(guò)量會(huì)成為自由基捕獲劑而降低臭氧氧化效果,H202/03摩爾比為0.5：1時(shí),03/H2O2高級(jí)氧化對(duì)磺胺甲嗯唑和紅霉素的去除率最大,分別為99.0%和98.2%。03+改性AC體系中,在中性條件下,幾乎完全降解磺胺甲嗯唑和紅霉素所需活性炭的最小用量為1.0mg/L,磺胺甲VA唑和紅霉素的去除率分別達(dá)到98.8%和97.9%。不同水質(zhì)對(duì)單獨(dú)臭氧氧化磺胺甲VA唑有一定的影響,水源水配水較純水配水中磺胺甲VA唑的去除率高。而O3+H2O2、O3+UV、O3+H2O2+UV以及O3+AC體系對(duì)水源水配水中磺胺甲VA唑和紅霉素的去除率低于純水配水中的去除率。 磺胺甲VA唑的臭氧氧化機(jī)理研究表明,單獨(dú)臭氧氧化時(shí),以臭氧直接氧化為主；臭氧催化氧化時(shí),臭氧直接氧化和間接氧化都很重要。叔丁醇部分抑制了臭氧催化氧化工藝對(duì)磺胺甲嗯唑的去除。叔丁醇的濃度為20mg/L和30mg/L時(shí),單獨(dú)03、O3+H2O2、03+UV、O3+改性AC和O3+H2O2+UV對(duì)磺胺甲嗯唑的去除率基本保持不變,分別為60.3%、54.6%、55.4%、70.9%和53.9%�；前芳奏胚蛟诔粞跹趸^(guò)程中的中間產(chǎn)物的研究表明,臭氧氧化過(guò)程中形成5種氧化產(chǎn)物分別為3-氨基-5-甲基異VA唑(3-Amino-5-methylisoxazole、對(duì)苯二酚(Hydroquinone, C6H6O2)、4-硝基苯磺酰胺(4-nitro-Benzenesulfonamide, C6H6N2O4S)、對(duì)硝基苯胺(p-Nitroaniline, C6H6N2O2)和4-氨基苯磺酰胺(4-amino-Benzenesulfonamide,C6H8N2O2S)。最初的磺胺甲嗯唑結(jié)構(gòu)中s元素最終轉(zhuǎn)化為S042-,N元素最終轉(zhuǎn)化為N03-、NH4+和游離氨。 某市內(nèi)水體中典型抗生素的污染特征研究結(jié)果表明,除了紅霉素,磺胺甲VA唑、磺胺二甲嘧啶、阿莫西林、四環(huán)素和土霉廣泛存在于水體中。污水處理廠處理工藝不能完全去除這些抗生素。某市河段內(nèi)的小清河、黃河和引黃水庫(kù)水都檢測(cè)出一定含量的抗生素。常規(guī)的飲用水處理工藝對(duì)水中抗生素的去除效果并不明顯。對(duì)某水廠的生產(chǎn)性工藝進(jìn)行了分析,結(jié)果表明飲用水深度處理工藝對(duì)磺胺甲嗯唑、磺胺二甲嘧啶、阿莫西林、四環(huán)素、土霉素和紅霉素均有較好的去除效果,出水中6種抗生素的平均濃度范圍從1-43ng/L降至0-6ng/L�？股乜偭吭谒畯S全流程中的去除效率達(dá)到91.4%,其中對(duì)阿莫西林、四環(huán)素和土霉素的去除率分別為85.6%、92.0%和86.3%,磺胺甲VA唑、磺胺二甲嘧啶和紅霉素的去除率近于100%。絮凝沉淀、砂慮和氯消毒對(duì)去除抗生素總量的貢獻(xiàn)分別為1.9%、1.0%和3.8%。臭氧氧化和生物活性炭處理單元對(duì)去除抗生素總量的貢獻(xiàn)分別達(dá)到65.2%和19.8%�？梢�(jiàn)臭氧-生物活性炭深度處理工藝是水廠去除抗生素的主要工藝。
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【學(xué)位授予單位】：山東建筑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU991.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 秦燕燕;尹魁浩;彭盛華;朱婷婷;;水體中抗生素的檢測(cè)及去除方法研究綜述[J];環(huán)境科學(xué)與管理;2013年02期

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本文編號(hào)：2446002