【摘要】：本文通過采用空心蓮子草活性炭(Alligator Weed Activated Carbon,簡稱AWAC)和活性污泥法兩種方法,對水體中的抗生素甲氧芐啶(TMP)進(jìn)行了去除探究。用掃描電鏡(SEM)、BET法、紅外光譜法(FTIR)測定AWAC的物理性質(zhì);利用單因素試驗中探究溶液初始濃度,活性炭投加量,震蕩時間,pH以及溫度對TMP去除效果的影響,并且在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了吸附動力學(xué)、吸附等溫線以及吸附熱力學(xué)的分析。SBR降解TMP試驗中,探究TMP對SBR反應(yīng)器的整體運行性能如平均化學(xué)需氧量(COD)、氨氮(NH_4~+-N)、總磷(TP)和TMP的去除效果,胞外聚合物(EPS)的產(chǎn)量變化以及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化等。具體研究結(jié)果如下:(1)SEM結(jié)果表明AWAC具有粗糙不平的表面而且孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)。BET法測得的活性炭比表面積比較高,達(dá)到了752.6 m~2/g,有利于提高AWAC對甲氧芐啶的吸附能力,其平均孔徑為5.80 nm,AWAC屬于微孔和中孔組合型。FTIR結(jié)果顯示,AWAC表面存在一些與自身吸附性能和催化能力密切相關(guān)的官能團(tuán),如酚羥基、羧基、酯基等。(2)吸附試驗中,AWAC對TMP的最大吸附量達(dá)到了125mg/g,并且在TMP濃度60mg/L,活性炭投加量為2.0g/L時去除率最高達(dá)到99%。綜合考慮TMP的去除率和吸附量,在后續(xù)試驗中選取TMP濃度60mg/L,震蕩時間為1.0g/L,AWAC投加量為1.0g/L,溫度為室溫,pH為TMP溶液初始值作為試驗進(jìn)行條件。通過吸附動力學(xué)、等溫線研究表明,該吸附過程符合偽二級動力學(xué)(R~2=1)、Freundlich模型(R~2=0.9950),表明該吸附過程是一個化學(xué)吸附、多分子層吸附過程。熱力學(xué)研究表明反應(yīng)過程是自發(fā)的、放熱的過程。(3)SBR工藝中,COD、NH_4~+-N和TP的去除效率分別為88.6%±0.56%,90.47%±0.29%和64.25%±0.29%。TMP的去除率最后穩(wěn)定在70%左右。隨著TMP濃度的增加,蛋白質(zhì)(PN)含量與多糖(PS)含量增加,這可以解釋為微生物在受到刺激條件下通過分泌EPS來保護(hù)自身。三維熒光光譜(EEM)表明EPS中含有PN和可溶性微生物副產(chǎn)物以及腐殖質(zhì)的有機物。(4)Alpha多樣性分析中,豐度等級曲線表明初期樣本中的OTU數(shù)目最多并且群落組成的均勻度最高。Beta多樣性分析中,PC1與PC2兩個主成分對細(xì)菌群落產(chǎn)生差異的貢獻(xiàn)率分別為65.69%和31.39%,也就是初期與末期的群落結(jié)構(gòu)差異大,表明TMP的加入馴化可以有效地將微生物群落區(qū)分。微生物群落動態(tài)變化中,Zoogloea、Paracoccus以及Pseudomonas都是優(yōu)勢屬,其中副球菌屬能夠通過反硝化作用進(jìn)行脫氮作用,假單胞菌屬具有很強的分解有機物的能力。Gordonia(大頭茶屬)是具有降解功能的菌屬,Methylobacillus(甲基菌屬)是嚴(yán)格的好氧菌屬,這幾個屬在初期的豐度很低,末期豐度很高,表明TMP利于這幾個屬的富集。
【學(xué)位授予單位】：山東師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：X52
【圖文】：

在正交表中列出，對試驗設(shè)計的結(jié)果進(jìn)行方差等分析，最后綜合分析，選擇出優(yōu)的因素水平組合作為最優(yōu)試驗組。2 結(jié)果與討論.1 活性炭的表征分析.1.1 掃描電鏡（SEM）分析AWAC 吸附前后的掃描電鏡結(jié)果如圖 2-1 所示，圖(a)吸附前顯示，AWAC表面比較粗糙，具有發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，這些孔隙的孔徑有大有小，并且排列并規(guī)則。隨著吸附反應(yīng)的進(jìn)行，活性炭表面的孔隙數(shù)目減少，表明表面的孔隙結(jié)被 TMP 所填充。

圖 2-2AWAC 氮氣吸附-脫附等溫線和孔徑分布曲線表 2-1 AWAC 與其他活性炭的比表面積及孔徑活性炭 SBET(m2/g)VtotDp參考文獻(xiàn)(cm3/g) (nm)姜果棕活性炭 315 0.35 1.35 [37]AWAC 752 1.09 5.80 本文蓮花莖活性炭 342 0.27 3.19 [38]蘆竹活性炭 675 0.31 1.85 [39]AWAC 的 N2吸-脫附等溫線結(jié)果如圖(a)所示，AWAC 的吸附等溫線趨勢和Ⅳ兩種類型的混合類型，在相對壓力較高的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)了比較明顯的滯說明 AWAC 的表面主要是由微孔和中孔構(gòu)成的[40]。由氮氣吸-脫附等溫線

【參考文獻(xiàn)】

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4 薛秀玲;樊國峰;李吉安;;活性污泥中EPS的2種測定方法及其對膜通量的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報;2013年09期

5 邵一如;席北斗;曹金玲;高如泰;許其功;張慧;劉樹慶;;抗生素在城市污水處理系統(tǒng)中的分布及去除[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2013年07期

6 ;Sorption removal of cephalexin by HNO_3 and H_2O_2 oxidized activated carbons[J];Science China(Chemistry);2012年09期

7 張林燕;許傳富;馬聰;;胞外聚合物對生物脫氮效果的影響研究[J];哈爾濱商業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年02期

8 王靜;黃申斌;江敏;李娟英;趙慶祥;;抗生素類污染物對活性污泥酶活的影響研究[J];環(huán)境污染與防治;2011年12期

9 李正濤;許翠榮;張焱;;多級處理工藝治理抗生素廢水的探討[J];河北省科學(xué)院學(xué)報;2010年02期

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9 肖永勝;SBR法處理抗生素廢水的生產(chǎn)性試驗研究[D];廣州大學(xué);2007年

10 龐勝華;固定化活性污泥處理抗生素廢水的試驗研究[D];福州大學(xué);2005年

本文編號：2742243