研究臭氧催化氧化工艺对海水中FF的去除率

 

       随着海产养殖业的兴起，抗生素在海产养殖过程中的使用量与日俱增。但是，部分养殖户盲目追求经济效益，在养殖过程中不科学地投加抗生素，导致了抗生素在养殖水体中大量残留，给养殖区域及附近水体造成严重污染。因此，如何有效去除养殖废水中的抗生素，已成为国内外研究的热点。现有的抗生素去除技术中，高级氧化技术很为有效，其中臭氧氧化技术以其工艺简单，对抗生素的去除率高而受到众多学者的关注。但是，由于臭氧氧化技术运行成本高、气液传质效率低、臭氧在水中稳定性差等客观问题，在海产养殖业推广的过程中受到一定限制。针对以上情况，催化臭氧氧化技术应运而生，其主要原理是利用具有强氧化性、低选择性、反应速度快的羟基自由基(·OH) 去除抗生素。由于催化剂的引入，单位时间内·OH 产量更高，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术去除海产养殖废水中的抗生素氟苯尼考( Florfenicol，FF) 。文中对催化剂类型进行筛选，考察了臭氧浓度、催化剂用量等工艺条件对FF 去除率的影响，同时探究了海水中CODMn和氨氮浓度对FF 去除效果的影响。利用液相质谱－色谱( LC-MS) 技术推断FF 的降解途径，并通过生物毒性实验对经过Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化处理后的废水生物毒性进行分析测定。

 

结论

1) Mn-CeOx /γ-Al2O3作为催化剂更适合于催化臭氧氧化去除模拟海产养殖废水中的FF。

2) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化体系中臭氧浓度为12. 86 mg /L，催化剂投加量为200 g，ρ( FF) 为25 mg /L，反应20 min 时，FF 去除率接近100%。

3) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化体系中，增加催化剂投加量或者提高臭氧浓度，均可提高FF 去除率。

4) Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化体系中，氨氮和CODMn浓度增加均会降低FF 的去除率。

5) FF 的降解机理为·OH 攻击FF 使其转化为酰基有机物或是醛类有机物，之后逐步被分解成小分子有机物和氨氮，很后，NH+4被进一步氧化为NO－3，小分子有机物逐步矿化为CO2和H2O。

6) 明亮发光杆菌T3毒性实验结果表明，经过Mn-CeOx /γ-Al2O3催化臭氧氧化去除FF 后的模拟海产养殖废水，生物毒性降低，更适合生物生存。