电气石对盐酸四环素吸附的热力学与动力学研究文献综述

 2023-01-05 07:01

抗生素对致病菌有相对高效的作用,被广泛应用在人类和动物的疾病治疗以及农业生产活动中。然而它们的滥用,导致出现了对非靶生物的危害,增加了微生物的抗药性,甚至对人类健康造成负面影响。因此,去除生环境中抗生素显得十分必要和迫切。目前,处理含抗生素废水的方法有很多种,主要包括化学处理法、生化处理法、物化处理法。

在抗生素废水的化学法处理中,主要有氧化法、电化学技术、光化学法等。王春平等人[1]采用Fenton法处理青霉素废水,在最佳条件下,COD的去除率可达70%。电化学技术是利用有机物在阳极发生电化学反应,从而达到除去废水中污染物的目的,具有高效、适用范围广、经济环保、操作简单等优点。Jara等人[2]发现,电化学技术对废水中的林可霉素去除率只有30%,而对氧氟沙星的去除率达99%。随着光催化技术的不断发展,应用于光降解抗生素残留废水的方法不断增加。高俊敏[3]等人的研究表明,在一定催化剂下,四环素去除率可以达到80%。

生化法处理抗生素废水主要有好氧处理和厌氧处理。在好氧处理方面,赵元[4]等人在好氧生物处理基本原理的基础上,通过实验推导出并确定了可以用于处理四环素的新工艺。乔洪祺等人[5]的研究是采用生物膜法处理四环素废水,微生物经过驯化后对废水的COD在两天内去除率达到76%,采用粉煤灰过滤后可达88%。相对于好氧处理出现的一系列问题,厌氧处理在处理有机物含量较高的污水方面具备了好氧处理不具备的优势:有机负荷高;产泥量低,处理费用减少;不需要曝气,耗能低;适用温度范围较广等。一般制药废水的实际处理中,多采用好氧厌氧结合的方法,这样组合综合了两种方法的优点:厌氧可以处理高有机负荷的污水,同时好氧处理在厌氧处理之后又能保障出水质量达到排放标准。王培京[6]等人在采用UASB厌氧工艺与SBR好氧工艺结合的联合处理法下,对高浓度的土霉素制药废水进行处理时取得了不错的研究效果。

抗生素废水采用物化法处理时,主要的方法有:吸附、混凝-沉淀、气浮、高级氧化法以及反渗透等。吸附法以处理成本低、操作方便、便于回收利用等优点而被广泛使用。污水处理中常见的吸附剂有:活性炭[7-8],二氧化硅[9],天然高分子材料[10],树脂[11-12]等。传统吸附剂一般选择活性炭,因为活性炭具有大的比表面积,而且它表面具有众多的有机官能团,能够有效的吸附有机污染物。吸附材料在使用后需要进行多次回收利用,不然会造成浪费[13-14]。

电气石也属于吸附材料的一种,由于它具有热电性、压电性等特性,国内学者对其在环境领域的作用做了大量的研究与探索:胥焕岩等人[15]利用电气石与过氧化氢的协同作用,对染料废水进行处理,发现了电气石的良好脱色作用;刘峰等人[16]经研究发现,电气石对废水中Zn2 有较好的吸附效果;祖恩东等人[17]通过实验研究发现电气石用量、粒度、环境条件等对电气石吸附水中Cr6 的的影响,分析了电气石净化Cr6 的原理。

本实验主要探究各种环境条件对电气石粉在盐酸四环素废水中吸附抗生素效果的影响,如温度,pH,电气石粉目数,反应时间等。从而得到最佳反应条件,以使废水中抗生素得到良好的吸附,对废水进行最优化处理,以达到废水处理标准要求。

参考文献

[1]王春平,马子川.Fenton试剂处理青霉素废水实验研究[J].重庆环境科学,2003,25(12):25-26.

[2]Jara,C.C,Fino,etal.Eleetroehemiealremovalofantibioticsfromwastewater[J].APPI.Catal.B-Environ.,2007,70:479-487.

[3]高俊敏,郑泽根,王琰.TiO2/ZnO光催化降解四环素的研究[J].重庆环境科学,2003,25(1):17-19.

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