原创《UVFenton法降解二级出水中典型抗生素》：这是一篇与UVFenton论文范文相关的免费优秀学术论文范文资料,为你的论文写作提供参考。
摘 要：对UV/Fenton法处理二级出水中残留的抗生素的去除效果进行研究.主要考察H2O2、Fe2+、pH和UV等对去除效果的影响.结果表明,最佳的处理条件为28.00mmol/LH2O2,2.44mmol/LFe2+,3个15w紫外灯照射强度,酸性条件pH3.6,在反应时间56min时,抗生素的去除率达到最佳值86.89%.
关键词：UV/Fenton；二级出水；抗生素；高级氧化
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.264
以活性污泥法为主的城镇污水厂对抗生素的处理效果并不理想,在污水厂出水中仍然携带大量抗生素[1].这也是环境水体中抗生素的主要来源之一.虽然水体中抗生素的浓度较低,一般在ng/L～μg/L,但是长期以往残留的抗生素会对生物带来严重的威胁[2].因此,深度处理城市污水二级出水,降低废水中抗生素的含量具有重要的现实意义.
高级氧化法处理难降解污染物质有很好的效果,具有工艺简单、去除效果好、流程短易于操作等优点[3].本实验通过处理二级出水中典型抗生素（磺胺类：磺胺嘧啶、甲氧苄啶、磺胺二甲氧嘧啶、磺胺二嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺甲惡唑,喹诺酮类：氟罗沙星、培氟沙星、依诺沙星、诺氟沙星、洛美沙星）,研究UV/Fenton法氧化降解抗生素的去除效果及影响分析.
1 实验
1.1 废水水样
试验用水取自邯郸某污水厂二级出水,水质结果：pH7.3～7.9,TOC为5.26～10.59mg/L,COD为18.5～41.3mg/L,浊度为1.06～2.7NTU.
1.2 仪器与试剂
仪器：SB-C18高效液相色谱、真空泵、电子天平、DHG-9240烘箱、15w光催化紫外灯管.
试剂：过氧化氢（30%）、硫酸亚铁、硫酸、氢氧化钠、硫代硫酸钠、色谱乙腈、色谱甲醇、色谱甲酸.
1.3 试验方法
水泵将污水厂原水抽入调配箱,用硫酸酸化水样,并投入需要工况条件下的硫酸亚铁浓度,搅拌均匀.开启反应器中紫外灯,上部添加双氧水,底部曝气混合.运行一段时间后,取1000ml水样,迅速用硫代硫酸钠溶液终止反应.水样前处理部分参照文献[4].
1.4 分析方法
11种液相色谱条件：流动相为：甲醇（A）、乙腈（B）和0.1%甲酸水,流速0.8mL/min,柱温30°C,进样量10μl,梯度洗脱程序：0-17min,15%-55% A,5-25%B；17-19min,55%-15% A,25-5%B；19-20min,15-15% A,5-5%B.色谱图如图1：
对应药物保留时间：磺胺嘧啶6.707min；甲氧苄啶6.87min；氟罗沙星7.411min；依诺沙星7.573min；培氟沙星7.728min；诺氟沙星7.89min；磺胺嘧啶8.111min；洛美沙星8.56min；磺胺二嘧啶9.33min；磺胺甲恶唑11.112min；磺胺二甲氧嘧啶13.577min.
2 结果与讨论
2.1 过氧化氢投加量的影响
2个紫外灯照射强度,铁离子浓度为2.44mmol/L,溶液pH为3.6,反应时间56min时,通过改变双氧水投加量考察对二级废水中抗生素的去除影响.结果见图2.
从图2看出,H2O2浓度增大,废水中抗生素去除率升高而后出现下降,这是因为前期H2O2不足,产生OH·量少,后期H2O2投加量过高,导致H2O2与OH·发生内耗反应.当H2O2为28mmol/L时,抗生素去除率最高,为80.14%.
2.2 铁离子投加量的影响
运行工况为紫外照射强度为2个工作紫外灯照射,初始pH为3.6,反应时间56min,双氧水浓度为28.00mmol/L时,通过改变铁离子投加量考察对抗生素的去除率影响.结果见图3.
从图可以看出,随着铁离子投加量增大,抗生素去除率先增大后减小,这是因为后期铁离子投加量过高,短时间内催化双氧水生成大量OH·,OH·之间碰撞发生内耗,导致OH·含量降低.当铁离子2.44mmol/L时,抗生素去除率最佳,为80.71%.
2.3 溶液pH的影响
运行工况为2个工作紫外灯照射强度,反应时间56min,双氧水浓度为28.00 mmol/L,铁离子浓度为2.44 mmol/L时,通过改变二级出水pH考察对目标抗生素的去除影响.结果见图4.
从图可以看出,当pH为3.6时,去除率最高,达到81.96.在酸性条件下,去除率随着pH降低和先增高后降低,这是因为pH过低,溶液中H+浓度过高,抑制了OH·的产生,并且Fe3+不能顺利的被还原为Fe2+,而pH过高会使Fe3+发生沉淀,减弱铁离子的催化性能.
2.4 UV的影响
运行工况为水样初始pH3.6,反应时间56min,双氧水浓度为28 mmol/L,铁离子浓度为2.44mmol/L时,通过改变紫外灯的工作个数调节紫外照射强度,考察对目标物质的去除率影响.结果见图5.
在紫外—芬顿试剂氧化处理废水中,二价铁离子首先被氧化成三价铁离子络合羟基,三价铁离子吸收紫外能量,分解为二价铁离子和羟基,紫外光的照射,可以增加羟基自由基的浓度,降低目标物质的活化能,增强处理效果[5].在紫外灯工作个数为3个时,效果最佳,目标物质的去除率为86.89%.
3 结论
利用UV/Fenton法降解二级出水中典型抗生素具有很好的效果,铁离子来源丰富,双氧水又随时可用,且该方法简单、快速、有效,在难生化降解废水处理领域有十分显著的优越性.本实验最佳处理条件为水样初始pH3.6,反应时间56min,双氧水浓度为28 mmol/L,铁离子浓度为2.44mmol/L时,3个紫外灯工作,抗生素最佳去除率为86.89%.
参考文献：
[1]Gao L,Shi Y,Li W,et al.Occurrence of antibiotics in eight sewage treatment plants in Beijing,China.[J]. Chemosphere,2012,86（06）：665-71.
[2]胡洪营,王超,郭美婷.药品和个人护理用品（PPCPs）对环境的污染现状与研究进展[J].生态环境学报,2005,14（06）：947-952.
[3]Ertu N,Acar F N.Removal of COD and color from Direct Blue 71 azo dye wastewater by Fenton’s oxidation： Kinetic study[J].Arabian Journal of Chemistry,2017（10）：S1158-S1163.
[4]王钊.药物活性物质在污水处理厂的分布与控制技术研究[D]. 河北工程大学,2015.
[5]谢成,晏波,韦朝海等.焦化废水Fenton氧化预处理过程中主要有机污染物的去除[J].环境科学学报,2007,27（07）：1101-1106.
基金项目： 河北省自然科学基金项目（E080402）
作者简介：陈路平（1989-）,男,硕士,主要从事水处理技术的研究.
UVFenton论文参考资料：
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