【摘要】：紅霉素作為典型的、高產量的大環(huán)內酯類抗生素,其廢水具有有機物濃度高、成分復雜、處理難度大等特點,是國內外研究的重點、難點。Fenton技術是一種應用最廣的高級氧化技術(AOP),主要用于處理制藥廢水和印染廢水等高濃有機廢水。論文通過對非均相類Fenton催化劑用于上流式多相氧化塔處理紅霉素廢水的研究,闡述負載型類Fenton催化劑、非均相Fenton技術在大環(huán)內酯類抗生素廢水處理中的應用及其機理,為我國負載型類Fenton催化劑及非均相Fenton技術的發(fā)展提供一定的技術和理論依據。 研究采用鐵鹽溶液油浴蒸發(fā)法在石英砂上負載鐵氧化物(synthes i s iron oxide coated sand,簡稱SCS),通過SEM/EDAX, XRD以及表面分析儀對SCS進行表征,結果表明：SCS的粒徑為100nm左右,SCS的比表面積為3.1347m2/g,是原砂的5倍；SCS表面氧化鐵的晶型為赤鐵礦(α-Fe203),XRD譜圖在d=2.7082,2.4776,1.7202處出現了吸收峰,SCS催化劑表面鐵氧化物的晶型主要以赤鐵礦為主；原子分光光度計測得SCS表面鐵含量為8.014mgFe/g,具有好的抗酸堿性,鐵氧化物與石英砂之間附著強度高。 論文通過分析pH值、反應溫度、Fe2+投加量、H202初始投加量、反應后生成鐵泥量等影響因素,比較了均相Fenton技術與非均相類Fenton技術應用于紅霉素廢水處理的優(yōu)劣,實驗結果顯示,SCS非均相類Fenton技術在紅霉素水溶液處理方面,具有明顯優(yōu)勢：COD為500ug/L的紅霉素溶液,當反應溫度為25±1℃,H202初始濃度為9.8mmol/L, FeS04初始投加濃度為3.6mmol/L,初始濃度為3.0±1.0時,均相Fenton反應40min時COD的去除率、脫色率可達70.8%和93.8%。但是,紅霉素廢水通過一次均相Fenton處理COD無法降到100以下,需要進行二次、甚至三次芬頓處理,且反應生成的鐵泥量較大；SCS非均相類Fenton催化系統(tǒng)pH值為5時,COD去除率達70%以上,系統(tǒng)依然具有較高去除率,隨著SCS投加量的增加,非均相類芬頓催化系統(tǒng)的催化效果越好,ERY降解率越高,第五次反復利用SCS,COD的去除率仍然可達65%左右,所以SCS具有較好的穩(wěn)定性,因此避免了傳統(tǒng)Fenton系統(tǒng)中鐵離子對環(huán)境的二次污染,減少了鐵泥的排放。 論文研發(fā)制備了上流式多相氧化塔,并采用數值模擬的方式對反應器的液固體系的流動、傳遞和混合過程進行探討,優(yōu)化上流式多相氧化塔,使其適合于SCS類Fenton催化系統(tǒng),為設備的結構設計、裝置放大、優(yōu)化操作以及性能預測等方面提供一定的理論指導。分析結果包括：液速為0.7m/s,系統(tǒng)初始固含率為9%時,整個動態(tài)過程雖然存在部分顆粒團聚現象,但整體反應器內顆粒分布較為均勻,這正體現反應器內顆粒流化狀態(tài)良好；整個流域三維速度矢量圖,可看到整個反應器內液相達到較好的湍流狀態(tài),有效增強流場中顆粒間的相互作用,提高固液相間的傳質效果。同時,在上流式多相反應塔內仍然會保持較高的碰撞幾率,防止SCS顆粒結垢。反應器內布水口出水流速可保證達到1.0m/s以上。 論文采用SCS類Fenton系統(tǒng)處理紅霉素水溶液,應用紫外光譜、紅外光譜、高效液相、高效液相-質譜聯(lián)用、1H-核磁共振波譜和13C-核磁共振波譜等現代測試儀器,系統(tǒng)研究了紅霉素水溶液在SCS催化類Fenton系統(tǒng)處理過程中紅霉素結構的變化,探討分析了中間產物結構及其變化。并結合光譜、波譜分析結果,探討了酸性溶液中紅霉素的水解動力學過程,得出結論如下：酸性條件下,紅霉素降解接近一階動力學,通過氫離子濃度與酸催化系數對數圖的分析,可知反應級數a及酸催化系數kA分別為0.90和27.1。論證了SCS類Fenton系統(tǒng)處理紅霉素廢水的優(yōu)良性能。
【學位授予單位】：廣西大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：X703

【參考文獻】

相關期刊論文 前6條

1 李珍,李玲琴,曾永年,馬海州;西寧的黃土研究[J];青海地質;1996年02期

2 黃鑫;倪晉仁;李敏;薛安;;新型結構內循環(huán)生物流化床的流體力學特性試驗及數值模擬[J];環(huán)境污染與防治;2006年02期

3 高乃云,徐迪民,范瑾初;氧化鐵涂層砂變性濾料除砷性能研究[J];上海環(huán)境科學;2001年09期

4 夏敏,賈麗,季怡萍;液相色譜-質譜法同時檢測畜禽肉中五種大環(huán)內酯類抗生素[J];分析測試學報;2004年S1期

5 黃自力,胡岳華,徐z，

本文編號：2673192