超声强化零价铁-催化过硫酸钾降解磺胺嘧啶

发布时间：2020-05-13 09:57

【摘要】：近年来磺胺类抗生素在人类医疗、牲畜、水产养殖和农业中广泛使用,导致其在水环境中频繁检出。因此研究其降解方法和技术非常必要。本论文基于硫酸根自由基氧化,硫酸根自由基为氧化剂,商品纳米铁和海绵铁为催化剂,考察超声强化零价铁催化过硫酸盐对磺胺嘧啶的氧化效果,论文的主要内容如下:(1)超声/商品纳米铁/过硫酸钾能够有效降解磺胺嘧啶,25℃、溶液初始pH=9.2、商品纳米铁投加量0.6g/L、过硫酸钾浓度0.4g/L、超声功率56W、磺胺初始浓度15mg/L,60min磺胺的去除率达到69.1%。磺胺嘧啶与无机氮及COD共存时,无机氮及COD也得到有效去除;75.0mg/L的NO3、NO2-和NH4+的去除率分别为55.72%、65.04%和9.2%。CCOD在0.0～150mg/L范围,其去除率随浓度增加而降低。NH4+对磺胺嘧陡的降解几乎无影响,NO3-具有一定促进作用,NO2-抑制了磺胺嘧定的降解。自由基抑制结果表明,磺胺嘧啶的去除是硫酸根和羟基自由基协同作用的结果,其中硫酸根自由基起主导作用。(2)与商品纳米铁相比,超声/海绵铁/过硫酸钾氧化磺胺嘧啶更为有效。在超声/商品纳米铁/过硫酸钾相同反应条件下,30min,磺胺嘧啶的去除率达到93.73%。通过比表面积测试、Fe2+浓度、重复性能和XRD分析,海绵铁的比表面积随使用次数的增加而增大;海绵铁体系中释放出更高浓度的Fe2+,Fe2+活化过硫酸钾产生更多的自由基;重复使用四次后,海绵铁仍维持一定的催化活性;重复使用后产生Fe(OH)3沉淀,对磺胺嘧啶具有一定的吸附作用。小球藻和蓝藻的毒性实验表明,随着反应时间延长,磺胺嘧啶的毒性逐渐减弱。(3)以腐殖酸作为代表考察了溶解性有机质(DOM)对磺胺嘧啶降解过程的影响。磺胺嘧啶的去除率随腐殖酸浓度增大而增大,自由基抑制结果表明,腐殖酸对磺胺嘧啶的促进作用是羟基自由基和单线态氧的协同作用。本文研究对处理含有磺胺类抗生素的污水处理提供了数据参考。
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X703

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本文编号：2661775