高級(jí)氧化技術(shù)對(duì)水中磺胺類抗生素的去除研究
發(fā)布時(shí)間:2017-05-26 12:22
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【摘要】:我國的磺胺類抗生素產(chǎn)量一直居高不下,在多個(gè)水廠的出水中,均有檢出。該類抗生素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,普通水廠的水處理工藝很難將其去除,若其存在于飲用水中,便會(huì)使人體表現(xiàn)出的耐藥性,影響臨床治療,甚至引起過敏癥狀。如果長期飲用含有該類抗生素的水,在人體內(nèi)積累到一定程度時(shí),會(huì)對(duì)人的腎臟產(chǎn)生嚴(yán)重的影響,很可能引起尿和造血系統(tǒng)失調(diào)。因此,研究如何有效地從飲用水中去除該類抗生素,一直是國內(nèi)外學(xué)者關(guān)注的課題。論文以水污染和凈化理論為指導(dǎo),以實(shí)驗(yàn)分析為手段,主要對(duì)三種新型高級(jí)氧化技術(shù)(UV/H2O2、UV/PS、Co Fe2O4活化PMS工藝)對(duì)兩種典型的SAs—磺胺吡啶(Sulfapyridine,SPY)、磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine,SM1)的去除率進(jìn)行了研究,主要考察了三個(gè)工藝的動(dòng)力學(xué)模型,以及不同影響因素對(duì)實(shí)驗(yàn)效果的影響。研究表明,紫外與氧化劑(H2O2、PS)聯(lián)用可顯著提高去除率,其該反應(yīng)符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。目標(biāo)污染物的去除率在一定濃度內(nèi)隨著氧化劑H2O2/PS濃度升高而升高;目標(biāo)污染物初始濃度越大,反應(yīng)速率越小;UV/H2O2降解磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶的最大去除率分別發(fā)生在p H3和p H5,而UV/PS降解磺胺吡啶在p H11時(shí)去除率最大,降解磺胺甲基嘧啶在p H3時(shí)去除率最大;Cl-會(huì)抑制UV/H2O2和UV/PS系統(tǒng)對(duì)目標(biāo)污染物的降解,而適當(dāng)?shù)腘a HCO3可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行;1 m M的腐植酸對(duì)UV/H2O2系統(tǒng)有促進(jìn)作用,對(duì)UV/PS系統(tǒng)則不然;通過對(duì)系統(tǒng)投加TBA和ETOH淬滅劑,表明UV/H2O2系統(tǒng)中主要發(fā)揮氧化作用的是·OH,UV/PS系統(tǒng)主要發(fā)揮氧化作用的是·SO4-。Co Fe2O4/PMS系統(tǒng)對(duì)磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶的降解過程符合擬一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。通過阿倫尼烏斯方程對(duì)兩種污染物反應(yīng)的活化能Ea進(jìn)行計(jì)算,分別為66.51 k J/mol和53.04 k J/mol,溫度對(duì)其影響較大;目標(biāo)污染物初始濃度與反應(yīng)速率呈負(fù)相關(guān);兩種目標(biāo)污染物的kobs值與p H的關(guān)系均符合山峰型,且均在p H=9處取得最大值;一定濃度的HCO3-可促進(jìn)反應(yīng)的進(jìn)行;Cl-對(duì)磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶的降解均表現(xiàn)為抑制作用;微量腐植酸可促進(jìn)磺胺吡啶降解;通過投加TBA和ETOH淬滅劑表明系統(tǒng)中主要發(fā)揮氧化作用的是·SO4-;提高氧化劑催化劑投量,可適當(dāng)提高系統(tǒng)礦化度;材料的催化性能會(huì)隨著回收次數(shù)的累積而降低。
【關(guān)鍵詞】:磺胺吡啶 高級(jí)氧化技術(shù) H2O2 材料催化 Co Fe2O4
【學(xué)位授予單位】:江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號(hào)】:X787
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-10
- 第一章 緒論10-23
- 1.1 水污染現(xiàn)狀10
- 1.2 PPCPs及抗生素的定義和分類10-11
- 1.3 磺胺類抗生素的起源和特點(diǎn)11-12
- 1.3.1 起源11-12
- 1.3.2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)12
- 1.4 磺胺類抗生素的來源和危害12-16
- 1.4.1 來源12-15
- 1.4.2 危害15-16
- 1.5 抗生素的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律16-17
- 1.5.1 磺胺類抗生素在環(huán)境中的遷移16
- 1.5.2 磺胺類抗生素在環(huán)境中的降解16-17
- 1.6 飲用水工藝對(duì)抗生素的去除17-21
- 1.6.1 常規(guī)處理17
- 1.6.2 深度處理工藝17-18
- 1.6.3 高級(jí)氧化技術(shù)18-21
- 1.7 研究內(nèi)容和技術(shù)路線21-23
- 1.7.1 研究目的21
- 1.7.2 研究內(nèi)容21
- 1.7.3 技術(shù)路線21-22
- 1.7.4 課題來源22-23
- 第二章 試驗(yàn)材料與研究方法23-27
- 2.1 主要試劑23
- 2.1.1 標(biāo)準(zhǔn)品23
- 2.1.2 其它試劑23
- 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方法23-25
- 2.2.1 紫外輻照反應(yīng)裝置23-24
- 2.2.2 恒溫水浴搖床裝置24-25
- 2.3 分析方法和檢測(cè)儀器25-27
- 2.3.1 高效液相色譜儀測(cè)定兩種SAs25-26
- 2.3.2 TOC的測(cè)定26
- 2.3.3 其他測(cè)定儀器26-27
- 第三章 UV/H_2O_2去除磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶的研究27-40
- 3.1 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)27-28
- 3.2 氧化劑類型直接對(duì)比28-29
- 3.3 氧化劑投加量影響29-31
- 3.4 目標(biāo)污染物初始濃度影響31-33
- 3.5 初始pH值影響33-34
- 3.6 陰離子的影響34-37
- 3.7 自由基確認(rèn)37-38
- 3.8 腐植酸的影響38-39
- 3.9 本章小結(jié)39-40
- 第四章 UV/PS工藝去除磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶的研究40-52
- 4.1 反應(yīng)原理40
- 4.2 氧化劑類型40-42
- 4.3 氧化劑投加量影響42-43
- 4.4 目標(biāo)污染物初始濃度影響43-45
- 4.5 初始pH值的影響45-47
- 4.6 陰離子的影響47-49
- 4.7 自由基的確認(rèn)49-50
- 4.8 腐植酸的影響50-51
- 4.9 本章小結(jié)51-52
- 第五章 磁性CoFe_2O_4活化PMS降解磺胺吡啶和磺胺甲基嘧啶52-70
- 5.1 反應(yīng)條件的選擇52-58
- 5.1.1 單獨(dú)PMS、單獨(dú)CoFe_2O_4、以及CoFe_2O_4催化PMS比較52-53
- 5.1.2 催化劑投量影響53-54
- 5.1.3 氧化劑投量54-56
- 5.1.4 溫度的影響56-58
- 5.2 目標(biāo)污染物初始濃度的影響58-60
- 5.3 初始pH對(duì)反應(yīng)的影響60-62
- 5.4 陰離子的影響62-65
- 5.4.1 考察碳酸氫根離子的影響62-63
- 5.4.2 氯離子的影響63-65
- 5.5 腐植酸的影響65
- 5.6 自由基確認(rèn)65-67
- 5.7 TOC礦化情況67
- 5.8 材料回收67-69
- 5.9 本章小結(jié)69-70
- 第六章 結(jié)論與展望70-72
- 6.1 結(jié)論70-71
- 6.2 展望71-72
- 參考文獻(xiàn)72-79
- 致謝79-80
- 攻讀學(xué)位期間的研究成果80-81
【參考文獻(xiàn)】
中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前8條
1 李彥文;莫測(cè)輝;趙娜;張瑞京;亦如翰;;高效液相色譜法測(cè)定水和土壤中磺胺類抗生素[J];分析化學(xué);2008年07期
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3 尹平河;梁鳳顏;趙玲;;TiO_2/EP光催化降解水體中微污染磺胺嘧啶的研究[J];環(huán)境工程學(xué)報(bào);2010年08期
4 芮e
本文編號(hào):396832
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