近年来,随着人类医疗水平的不断提高、农业事业的飞速发展,人们对抗生素的需求日益增长,抗生素在极大地提高了人们生活品质的同时,也作为一种新兴污染物越来越频繁的被在自然环境中检出。虽然目前环境中常被检出的几种抗生素类物质一直都保持在一个较低的浓度水平,但是由于抗生素类物质的特性,导致较低浓度的抗生素污染也会给环境带来耐药细菌、生态失衡等一系列的问题。抗生素类物质通常结构较为复杂且具有一定的生态毒性,导致传统的水处理工艺难以对其产生十分有效的处理效果。光催化技术由于可产生大量的氧化性极强的活性自由基基团,可以对水中的有机污染物产生无差别的氧化,并且具有反应条件温和、不会产生二次污染等优点,近年来在难降解有机物(如抗生素)的治理方面受到了人们的广泛关注。本课题利用自主开发的光催化复合氧化技术(光催化、真空紫外和臭氧氧化有机集成)对抗生素CIP和SMX的降解和矿化进行了深入的实验研究,主要研究内容如下:(1)研究了pH值变化对复合氧化、臭氧氧化、真空紫外氧化、光催化氧化降解与矿化CIP和SMX的效果影响。发现酸性条件有利于臭氧对两种抗生素的降解与矿化;真空紫外降解CIP和SMX不受pH值的变化的影响,但真空紫外对CIP和SMX的矿化在碱性环境下效果更好;CIP在中性环境下更容易被光催化降解与矿化,而SMX在酸性条件下更容易被光催化降解与矿化;在光催化复合氧化技术中,对CIP和SMX的降解的主要是真空紫外起作用,而对CIP和SMX的的矿化的主要是光催化起作用。(2)通过设计响应面实验,对光催化复合氧化技术处理CIP和SMX时的三个主要影响因素——pH、循环流量和臭氧混合气体通气量进行优化。处理CIP的最佳条件是循环流量为0.72 L/min、臭氧混合气体通气量为0.66 L/min、溶液pH为5.6时,CIP的矿化率达到76.01%。处理SMX最佳条件是循环流量为0.77 L/min、臭氧混合气体通气量为0.63 L/min、溶液pH为3.5,SMX的矿化率达到78.47%。(3)通过捕获剂实验,对光催化复合氧化降解CIP和SMX的机理进行研究,发现在臭氧、真空紫外和光催化氧化中·O2-对CIP和SMX的氧化降解性能最显著。其中主波长为185 nm的真空紫外光对CIP和SMX降解效果最好,臭氧和主波长254 nm的紫外光对CIP和SMX降解有一定的作用。(4)研究了光催化复合氧化对CIP和SMX降解和矿化过程中的抑菌活性的变化。采用大肠杆菌作为实验菌对CIP降解和矿化过程中的产物进行MIC实验,在反应120min时CIP的抑菌活性完全消除;采用金色葡萄球菌作为实验菌对SMX降解和矿化过程中的产物进行MIC实验,在反应30 min时SMX的抑菌活性完全消除;证明该复合氧化技术能够降解和矿化抗生素,进而消除其抑菌活性。(5)通过对模拟实际含抗生素的养鱼废水的实验研究,在光催化复合氧化技术的作用下,水样中所含有的CIP在90 min内就被全部降解,而此时水样依然具较强的抑菌活性,反应进行到270 min时,水样中的抑菌活性完全去除,说明光催化复合氧化技术对实际废水中的抗生素类的抑菌活性有较好的去除效果,可望在实际中推广应用。