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随着抗生素的广泛生产与频繁应用,由其引发的水体污染问题日益严重,给人体健康和生态系统带来安全隐患。光催化氧化技术与膜分离技术是近年来应用于难降解水体污染物深度处理的研究热点。为解决光催化剂的分离与回收难题,本课题将无机陶瓷膜引入到紫外光催化系统中,构建了新型浸没式光催化/陶瓷平板膜反应器。以氯霉素类抗生素氟苯尼考为目标物质,对不同影响因素作用下该自建式耦合工艺的光催化效果、膜截留效率以及膜的污堵与自清洁状况进行评估,并基于对中间产物的检测与分析推测氟苯尼考光催化降解的机理与途径。研究结果如下:(1)投加TiO2有助于去除效果的提升并能保证稳定的出水质量,但是TiO2浓度超过最佳投加量时会导致降解率的下降;同等作用时间下矿化效率随着氟苯尼考初始浓度的增强而降低;最佳反应时间的确定受到光强、氟苯尼考初始浓度以及TiO2投加量等综合因素的影响;紫外波长的降低和光照强度的升高均能促使降解率的提高;近TiO2等电点的溶液酸碱度(pH≈6.48)条件下氟苯尼考去除率达到最优,强酸条件对总有机碳的去除效果呈现“抑制”作用;主要影响因素的显著性顺序为光照强度>反应时间>溶液反应pH值>TiO2投加量;最佳光催化工艺操作条件(CFFC=20mg/L,CTiO2=50mg/L,pH=6.5,254nm紫外灯总功率=525 W)下,运行SCMPR系统180min后氟苯尼考及总有机碳的去除率均能达到100%。(2)0.1μm和1μm孔径的陶瓷膜均可实现TiO2与反应液的高效分离;同等TiO2投加量与料液流速作用下,大孔径陶瓷膜的膜通量衰减率更低、跨膜压差稳定性更高;料液流速对于截留效果及膜污染状况的影响显著性低于TiO2投加量;利用反气洗可消除膜污染,恢复清水膜通量。(3)氟苯尼考在UV/TiO2作用下生成有机酸类中间产物使反应过程中溶液pH值降低;降解过程中主要生成Cl-、SO42-和F-三种阴离子,浓度大小依次为:Cl->SO42->F-;基于GC/MS和HPLC/QTOF技术,检测出包括氟苯尼考在内的11种主要物质;9种含苯环结构的物质中,有4种物质被检索到相关的毒性记录;羟基自由基在氟苯尼考降解过程中发挥了主导作用。