微波联合氧化改性炭处理磺胺嘧啶废水的研究

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抗生素是发酵工程制药产业中生产最多的药品之一,随着抗生素生产技术不断革新,抗生素的应用得以迅猛发展,人类生存的环境不断被抗生素污染,众多抗生素药物成分均能在地表水乃至地下水中检测出,且抗生素废水的COD、SS浓度高,组成成分复杂,可生化性较低,属于难降解废水。传统处理方式中单一生物处理工艺其效果并不理想,难以达到抗生素行业的废水排放标准,对单项处理工艺进行优化组合,成为当前废水处理领域探究的热点,是处理抗生素废水的有效方法。本论文提出微波辐照联合氧化改性炭法处理磺胺嘧啶废水,对工艺进行优化组合,探究其可行性,并与单独氧化改性炭法进行去除效果的比较,通过探究工艺的影响因素与最佳条件,分析其作用机理,并用微波法对联合工艺中投加的活性炭进行再生。试验得出的主要结论如下:(1)氧化改性炭法处理磺胺嘧啶废水试验中,影响因素主次顺序为:改性炭投加量>反应时间>溶液初始浓度。最佳条件组合为:改性炭投加量为11 g,反应时间为9h,初始浓度为5 mg/L,体积为200 mL。磺胺嘧啶的最佳去除率为85.4%,COD去除率为86.6%。(2)微波联合氧化改性炭处理磺胺嘧啶废水试验中,影响因素主次顺序为:辐照功率>改性炭投加量>辐照时间>初始浓度。最佳条件组合为:辐照功率为700 W,改性炭投加量为7 g,辐照时间为5 min,初始浓度为5 mg/L,体积为200 mL。磺胺嘧啶的最佳去除率为98.1%,COD去除率为98.7%。(3)对微波联合氧化改性炭处理磺胺嘧啶废水进行反应动力学分析,结果显示其近似一级动力学反应,动力学方程:lnC=-0.3191t+5.2410,反应动力学常数为0.3191min-1,半衰期t1/2为2.17 min。微波联合改性炭机理在于高温加速吸附和“微波热点”共同作用。(4)微波再生载磺胺嘧啶活性炭,主要影响因素有微波功率、辐照时间、活性炭的量。结合再生试验效果和经济的因素,微波法再生活性炭的最适宜参数为:微波功率600 W、辐照时间6 min,适宜将活性炭集中批量再生,节省能耗。
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