抗生素废水的超声空化效应降解研究
利用超声空化技术氧化水中难降解的有机污染物已经引起了国内外水处理专家的广泛关注。无论是单独超声波处理还是超声与其它水处理技术的联用，在处理废水中有毒难降解有机污染物方面，都具有独特的优势。本文以抗生素盐酸左氧氟沙星为研究对象，利用频率为20kHz的脉冲式超声波发生器，研究其情况。研究工作分为以下三个部分。
(1)超声降解盐酸左氧氟沙星溶液。在超声波作用下，对低浓度盐酸左氧氟沙星水溶液降解情况进行了研究。室温下，对溶液pH值、反应时间、盐酸左氧氟沙星溶液的初始浓度以及超声功率对溶液化学需氧量(CODcr)去除率的影响进行了探讨。经过超声波辐射150min后，盐酸左氧氟沙星溶液CODcr的去除率最终可以达到56.631％，降解反应符合一级动力学，并且盐酸左氧氟沙星溶液的五日生化需氧量(BOD5)有了显著的增大，BOD5/CODcr的比值从0增加到0.399，表明盐酸左氧氟沙星溶液的可生化性在超声波作用下得到了提高。由此可见，在对含有盐酸左氧氟沙星的废水进行生物处理之前利用超声空化效应进行预处理是可行的。
(2)零价铁促进超声波降解盐酸左氧氟沙星。对超声波、零价铁和超声波与零价铁联用(US/Fe0)等体系对盐酸左氧氟沙星的降解规律进行了研究。考察了初始浓度、超声功率、零价铁投加量以及pH值对降解率的影响，并研究了零价铁促进超声波降解盐酸左氧氟沙星的动力学。研究结果表明，零价铁对于超声空化降解盐酸左氧氟沙星溶液具有促进作用，且降解反应符合一级反应动力学模型，降解速率常数为6.37×10-3min-1。在该反应条件下，盐酸左氧氟沙星溶液的可生化性具有明显的提高，反应270min分钟后，溶液BOD5/CODcr从0增加到0.468。
(3)四氯化碳强化超声空化效应降解盐酸左氧氟沙星。利用超声波降解盐酸左氧氟沙星溶液，研究了四氯化碳和降解反应抑制剂（如叔丁醇）对降解反应的影响，探讨了四氯化碳添加量、溶液初始pH值和初始浓度、超声功率等因素对于降解率的影响。实验结果表明，加入四氯化碳之后，由于大量含氯活性组分的生成，阻碍了·OH自由基与·H的重新结合，使得盐酸左氧氟沙星的降解反应速率得以明显的提高，并且任何浓度的叔丁醇都能够有效阻止降解反应的进行。并且，溶液BOD5明显增加，BOD5/CODcr的比值从0增加到0.410，盐酸左氧氟沙星溶液的可生化性明显的提高，并且缩短了反应时间。
抗生素;左氧氟沙星;超声空化;有机污染物;超声降解
济南大学
硕士
环境工程
国伟林
2010
中文
X703;X787
65
2010-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）