论文部分内容阅读
抗生素废水有机物浓度高、色度大、成分复杂、具有很强生物毒性，通过常规的生物法处理工艺无法获得理想的出水水质，且二级出水通常会有抗生素残留，因此需要进一步对废水进行深度处理。本课题以四环素废水二级出水作为研究对象，自制成本低廉和性能高效稳定的催化剂 La/γ-Al2O3，构建了非均相催化臭氧化体系，考察了 La/γ-Al2O3催化臭氧化处理四环素废水二级出水的效能，探讨了该过程可能的催化机理和四环素降解规律，并对工艺条件进行了优化，为四环素废水二级出水深度处理提供了理论基础和技术支撑。试验得出的主要结论如下： 1)制备了一种新型 La/γ-Al2O3催化剂，其最佳制备条件为：La(NO3)3浸渍液浓度0.25 mol·L-1，烘干温度100℃，焙烧温度600℃，焙烧时间3 h。通过表征后得出催化剂的主要活性组分为La2O3，其以细小颗粒的形式散乱的分布在γ-Al2O3表面。负载后催化剂的比表面积由216.817 m2·g-1增大到283.535 m2·g-1。连续运行10 h后废水COD平均去除率稳定在80％左右，活性组分流失量率小于0.02%，催化剂催化性能稳定。 2)考察了La/γ-Al2O3催化臭氧化处理四环素废水二级出水的效能。在废水初始COD和氨氮浓度分别为431.3 mg·L-1和271.3 mg·L-1下，确定了最佳运行参数为水力停留时间60 min、臭氧通量40.80 mg·min-1、催化剂投加量15 g·L-1、废水pH值8.0。此条件下，出水COD和氨氮分别为64.6 mg·L-1和26.63mg·L-1，《发酵类制药工业水污染物排放标准》（GB21903-2008）的直接排放要求。出水四环素的平均浓度为3.42μg·L-1，平均去除率高达99.41%，减少了废水中残留的四环素含量，出水水质更加安全。 3)催化臭氧化降解废水中四环素过程是臭氧直接氧化和·OH间接氧化共同作用的结果。催化臭氧化降解四环素过程近似符合一级反应动力学模型，动力学方程为ln(C/C0)=0.0949t+1.3101，R2为0.9952，线性相关性良好。