研究臭氧催化氧化工藝對海水中FF的去除率

 

       隨著海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)的興起，抗生素在海產(chǎn)養(yǎng)殖過程中的使用量與日俱增。但是，部分養(yǎng)殖戶盲目追求經(jīng)濟(jì)效益，在養(yǎng)殖過程中不科學(xué)地投加抗生素，導(dǎo)致了抗生素在養(yǎng)殖水體中大量殘留，給養(yǎng)殖區(qū)域及附近水體造成嚴(yán)重污染。因此，如何有效去除養(yǎng)殖廢水中的抗生素，已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。現(xiàn)有的抗生素去除技術(shù)中，高級氧化技術(shù)很為有效，其中臭氧氧化技術(shù)以其工藝簡單，對抗生素的去除率高而受到眾多學(xué)者的關(guān)注。但是，由于臭氧氧化技術(shù)運(yùn)行成本高、氣液傳質(zhì)效率低、臭氧在水中穩(wěn)定性差等客觀問題，在海產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)推廣的過程中受到一定限制。針對以上情況，催化臭氧氧化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其主要原理是利用具有強(qiáng)氧化性、低選擇性、反應(yīng)速度快的羥基自由基(·OH) 去除抗生素。由于催化劑的引入，單位時間內(nèi)·OH 產(chǎn)量更高，污染物的去除效率可得到大幅提高。基于以上原因，本文采用催化臭氧氧化技術(shù)去除海產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的抗生素氟苯尼考( Florfenicol，F(xiàn)F) 。文中對催化劑類型進(jìn)行篩選，考察了臭氧濃度、催化劑用量等工藝條件對FF 去除率的影響，同時探究了海水中CODMn和氨氮濃度對FF 去除效果的影響。利用液相質(zhì)譜－色譜( LC-MS) 技術(shù)推斷FF 的降解途徑，并通過生物毒性實(shí)驗(yàn)對經(jīng)過Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化處理后的廢水生物毒性進(jìn)行分析測定。

 

結(jié)論

1) Mn-CeOx /γ-Al2O3作為催化劑更適合于催化臭氧氧化去除模擬海產(chǎn)養(yǎng)殖廢水中的FF。

2) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化體系中臭氧濃度為12. 86 mg /L，催化劑投加量為200 g，ρ( FF) 為25 mg /L，反應(yīng)20 min 時，F(xiàn)F 去除率接近100%。

3) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化體系中，增加催化劑投加量或者提高臭氧濃度，均可提高FF 去除率。

4) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化體系中，氨氮和CODMn濃度增加均會降低FF 的去除率。

5) FF 的降解機(jī)理為·OH 攻擊FF 使其轉(zhuǎn)化為酰基有機(jī)物或是醛類有機(jī)物，之后逐步被分解成小分子有機(jī)物和氨氮，很后，NH+4被進(jìn)一步氧化為NO－3，小分子有機(jī)物逐步礦化為CO2和H2O。

6) 明亮發(fā)光桿菌T3毒性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化去除FF 后的模擬海產(chǎn)養(yǎng)殖廢水，生物毒性降低，更適合生物生存。