微生物絮凝剂及磁性微生物絮凝剂去除四环素的效能研究

发布时间：2017-11-22 06:18

  本文关键词：微生物絮凝剂及磁性微生物絮凝剂去除四环素的效能研究

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【摘要】：目前,抗生素对水环境的污染严重威胁着生态系统及人类健康,畜禽养殖废水是其主要来源。四环素作为最常用的抗生素之一,近年来得到广泛关注。由于常规处理方法存在局限性,本论文将采用高效、无二次污染的微生物絮凝剂MFX处理养殖废水中的四环素。为了克服传统吸附剂处理后在水体中难于分离的缺点,开发一种新型磁性微生物絮凝剂,以期实现高效去除的同时,无二次污染,为微生物絮凝剂的实际应用提供技术支持。分析各因素对去除效能的影响发现,在微生物絮凝剂MFX投加量为60mg/L,质量分数为10%的助凝剂CaCl2投加量为90μL,p H为8.0,吸附时间为50 min,四环素初始浓度为80μg/L的条件下,微生物絮凝剂对四环素的去除率最高,为71.68%。响应面优化去除效能结果表明,在微生物絮凝剂MFX投加量68.40 mg/L、助凝剂投加量82μL、p H值8.5、反应时间50 min、四环素初始浓度76μg/L时,微生物絮凝剂对四环素的最优去除率为81.43%。热力学分析表明,Langmuir和Freundlich吸附等温线模型适合于描述吸附过程,吸附过程是放热反应,吸附效果较好。Dubinin-Radush Lkevich吸附等温线分析表明吸附是化学离子交换引起的。动力学分析表明,准二级动力学模型适合于描述吸附过程,吸附过程为化学吸附过程。SEM、FTIR、Zeta电势及3D-EEM表征发现,吸附四环素后微生物絮凝剂表面多孔结构被紧密填充,羟基是主要作用位点,吸附过程以吸附架桥、网捕卷扫以及化学吸附作用为主。制备的磁粉为磁赤铁矿(γ-Fe2O3),与微生物絮凝剂MFX交联形成磁性微生物絮凝剂,是一种磁性较强的黑棕色粉末状物质,具有多孔结构以及较大的比表面积。在磁性微生物絮凝剂投加量为16 mg、助凝剂投加量为90μL、p H值在6.0、反应时间为30 min的条件下,磁性微生物絮凝剂对80μg/L四环素的去除率达到了81.82%,去除效果较好。XRD、SEM、FTIR和Zeta电势解析吸附机制表明,磁性微生物絮凝剂对四环素吸附效果较好。吸附后四环素充分占据了磁性微生物絮凝剂的吸附位点,吸附过程仍以化学吸附作用为主,主要作用官能团为羟基和羧基,吸附作用位点的增多可能是导致其去除效能较好的主要原因之一。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X713;X172
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本文编号：1213768