抗生素是目前世界上生產(chǎn)量和使用量最大的藥物之一,四環(huán)素類抗生素作為其中的典型代表被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)療和畜牧養(yǎng)殖等行業(yè)。由于抗生素廢水中含有大量的有毒有害物質(zhì)且具有抑菌性,傳統(tǒng)的廢水處理方法往往不能達(dá)到理想的效果。作為一種新型的高級(jí)氧化技術(shù),脈沖電暈放電等離子體(PCDP)在水處理領(lǐng)域一直備受關(guān)注,它具有操作簡單、去除效率高、無選擇性、無二次污染等特點(diǎn)。但是長期以來,能量利用效率低一直是該技術(shù)難以克服的瓶頸。為此,有學(xué)者將PCDP和其它方法進(jìn)行了聯(lián)用,其中,將PCDP技術(shù)與吸附法相結(jié)合是一種行之有效的廢水處理方法。土壤作為自然界中最廣泛存在的物質(zhì)之一受到了眾多學(xué)者的關(guān)注。由于土壤表面含有豐富的官能團(tuán)且具有一定的孔隙結(jié)構(gòu),使得它成為一種廉價(jià)易得的吸附劑�；诖�,本研究將PCDP技術(shù)與土壤顆粒(Soil particles,SPs)吸附相結(jié)合用于廢水中典型抗生素—鹽酸四環(huán)素(Tetracycline hydrochloride,TCH)的處理。圍繞PCDP耦合SPs(PCDP/SPs)體系,對(duì)其特性和TCH的去除效果展開研究,探討了TCH在耦合體系中的降解過程和機(jī)制,得到如下結(jié)果:1.通過考察PCDP/SPs體系中的活性物種、放電狀態(tài)和SPs的理化性質(zhì),分析了PCDP與SPs間的相互作用。結(jié)果表明,加入SPs可以顯著提高PCDP的放電狀態(tài),延長等離子體通道的壽命,提高活性物質(zhì)的生成濃度;PCDP放電對(duì)SPs的比表面積、陽離子交換量和有機(jī)質(zhì)含量等物理性質(zhì)影響不大,而對(duì)SPs的化學(xué)性質(zhì)有一定影響,經(jīng)過放電處理后SPs表面官能團(tuán)發(fā)生了微弱的變化。2.對(duì)比了PCDP放電體系、SPs吸附體系和PCDP/SPs體系去除水中TCH的效果,結(jié)果表明,投加SPs可明顯提高PCDP去除TCH的去除效果和能量利用率。加入SPs可在SPs表面及毗鄰區(qū)域營造一個(gè)高濃度TCH環(huán)境,增加脈沖放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)的濃度和TCH分子的碰撞幾率進(jìn)而提高TCH的去除率。3.考察了SPs參數(shù)、電氣參數(shù)、溶液參數(shù)等因素對(duì)PCDP/SPs體系去除TCH的影響,研究了PCDP/SPs體系對(duì)水中TCH的降解特性。結(jié)果表明:SPs類型對(duì)TCH的去除效果有很大影響,陜西的X土(LS)對(duì)TCH去除效果最好,其次是吉林的黑土(BS),湖南的紅壤(RS)最差;SPs粒徑越小,TCH的去除效果越好;提高脈沖峰值電壓和脈沖頻率有利于TCH的降解;增加溶液初始濃度和電導(dǎo)率不利于TCH的降解;SPs質(zhì)量對(duì)TCH的去除有顯著影響,但添加過量SPs后對(duì)TCH去除率影響不大。4.通過分析PCDP/SPs體系內(nèi)活性物質(zhì)的變化和TCH的降解產(chǎn)物發(fā)現(xiàn):·OH和O_3在TCH降解的過程中起到了重要作用;溶液中的TCH被徹底降解,富集在SPs表面的TCH也被去除;TCH在體系中的物理、化學(xué)等效應(yīng)作用下首先轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物,然后進(jìn)一步被降解為NO_3~-、H_2O和CO_2等無機(jī)小分子物質(zhì)。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：X703
【部分圖文】：

2.1 引言PCDP 作為一種高級(jí)氧化技術(shù)，其中涉及了多種物理化學(xué)反應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于廢水的處理。但是在降解污染物的過程中 PCDP 的能量效率低限制了該技術(shù)的發(fā)展。為了解決這個(gè)問題，本研究將 PCDP 和 SPs 吸附相結(jié)合用于有機(jī)污染物的處理。正如前文提到的，PCDP 的放電狀態(tài)對(duì)污染物的去除效果有很大影響，而吸附劑的理化性質(zhì)可能受到 PCDP 放電過程的影響。為了探究 PCDP 耦合 SPs 的特性，分析投加SPs 后 PCDP 放電和 SPs 間的相互作用，對(duì)污染的降解提供一定的理論依據(jù)，本章對(duì)比了投加 SPs 前后 PCDP 的放電狀態(tài)和主要活性物質(zhì)的生成情況；對(duì) PCDP 放電前后 SPs的物理化學(xué)性質(zhì)做了分析，為進(jìn)一步研究 PCDP 耦合 SPs 降解污染物提供基礎(chǔ)。2.2 實(shí)驗(yàn)部分2.2.1 實(shí)驗(yàn)裝置本研究實(shí)驗(yàn)裝置由脈沖電源、反應(yīng)器和電氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)三部分組成，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖 2-1 所示。

第二章 PCDP 耦合土壤顆粒（SPs）水處理系統(tǒng)的特性研究 反應(yīng)器中采用的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-2（a）所示，反應(yīng)器主體由圓 80 mm，高 150 mm）制成。反應(yīng)器針電極為高壓電極，由 7 根成，針電極裸露在溶液中的部分長 10 mm，其在有機(jī)玻璃板上的所示。接地電極由直徑為 60 mm 厚度為 2 mm 的不銹鋼鋼板組。實(shí)驗(yàn)過程中向反應(yīng)器中通入 6 L·min-1的空氣，由反應(yīng)器底部

圖 2-4 PCDP 體系（a）和 PCDP/SPs 體系（b）的放電狀態(tài)（放電處理 10 min）Fig. 2-4 The image of discharge state in the PCDP system (a) and PCDP/LS system (b) (10min of treatment)圖 2-5 PCDP/SPs 體系中等離子體通道的分析：SPs 表面電荷的分布（I）；不同體系中等離子體通道(Ⅰ)(Ⅱ)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2821775