PAC强化MBR去除酰胺咪嗪的效能研究

论文摘要

近年来,药物及其代谢产物在水环境中的不断出现引起了各国学者的广泛关注。在美国,已经有24个大城市居民饮用水存在安全隐患,据调查显示,至少有四千一百万人在饮用这些存在安全风险、对人体健康有潜在威胁的水,这些饮用水中含有抗生素、镇静剂、性激素、消炎药、镇痛解热药等多种药物成分。酰胺咪嗪是一种在世界范围内大量应用的抗癫痫类药物。本试验中以酰胺咪嗪作为目标污染物,考察了其在生物处理过程中的去除情况。本文对粉末活性炭在强化MBR去除污水中药物类污染物酰胺咪嗪的效果和机理做了较详细的研究。两个半月的连续试验结果表明,在没有投加粉末活性炭的时候酰胺咪嗪的去除率从最开始的50%降到了0,然而向10L反应器中投加500mg粉末活性炭后,经过一个多月的试验结果表明,酰胺咪嗪的最终去除率稳定在30%-40%左右。为了探讨酰胺咪嗪的去除机理,进行了一些对比试验。结果显示,在投加粉末活性炭之后酰胺咪嗪的去除率提高了24.44%,生物吸附作用和生物降解作用在投加粉末活性炭之后得到明显提高。该试验说明粉末活性炭不但可以吸附酰胺咪嗪,还可以促进微生物对酰胺咪嗪的降解能力。此外,在投加粉末活性炭之后,酰胺咪嗪的泥水分配系数（Kp）由0.0569L/gMLSS提高至0.597L/gMLSS。投加粉末活性炭后对酰胺咪嗪的吸附能力大约提高了33倍。粉末活性炭对酰胺咪嗪的吸附试验结果表明,该吸附过程很好的符合Frendlich和Langmuir吸附等温式。相关系数均高于0.98。Frendlich和Langmuir的吸附平衡常数为Kf=194.4[（mg/g）（L/mg）1/n] , 1/n=0.31 , a=188.68mg/g,b=13.25L/mg。这两条吸附等温线可以被用来近似的计算酰胺咪嗪在粉末活性炭上的理论吸附量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 药物污染概况
• 1.2 药物向水环境中的暴露途径
• 1.3 药物水环境中的分布
• 1.3.1 药物污染物在世界范围内分布
• 1.3.2 国外对药物类污染物研究现状
• 1.3.3 国内对药物类污染物研究现状
• 1.4 酰胺咪嗪
• 1.4.1 概述
• 1.4.2 物理化学性质
• 1.4.3 酰胺咪嗪的使用量
• 1.4.4 药理学性质
• 1.4.5 酰胺咪嗪对人体健康的影响
• 1.5 酰胺咪嗪去除技术研究现状
• 1.5.1 酰胺咪嗪的去除技术
• 1.5.2 投加 PAC 强化 MBR 工艺
• 1.6 研究内容
• 第2章 试验材料和分析方法
• 2.1 实验装置
• 2.2 模拟污水
• 2.3 主要测试项目和分析方法
• 2.3.1 水相中酰胺咪嗪的分析方法
• 2.3.2 污泥相中酰胺咪嗪的分析方法
• 2.3.3 COD 分析
• 2.3.4 MLSS 分析
• 2.3.5 其他分析
• 2.4 目标化合物
• 2.5 对比实验
• 2.5.1 PAC 吸附与活性污泥吸附对去除 CBZ 效果的对比实验
• 2.5.2 酰胺咪嗪在 PAC 上的吸附实验
• 2.5.3 活性污泥吸附实验
• 2.5.4 活性污泥吸附量回收率实验
• 2.5.5 吸附等温线
• 2.6 膜生物反应器系统的运行
• 第3章 连续试验结果及分析
• 3.1 反应器中 MLSS 的变化分析
• 3.2 反应器中 pH 值的变化分析
• 3.3 反应器中温度的变化分析
• 3.4 反应器中 COD 的变化分析
• 3.5 膜生物反应器去除酰胺咪嗪的效果分析
• 3.6 本章小结
• 第4章 PAC 强化 MBR 去除酰胺咪嗪效能研究
• 4.1 对比粉末活性炭和活性污泥对酰胺咪嗪吸附作用的分析
• 4.2 粉末活性炭投加前后泥水分配系数 Kp 的变化
• 4.3 PAC 投加前后 CBZ 去除效果分析
• 4.3.1 投加 PAC 前酰胺咪嗪质量平衡计算
• 4.3.2 投加 PAC 后酰胺咪嗪质量平衡计算
• 4.4 污泥吸附实验分析
• 4.5 活性污泥吸附量方法回收率及相关对比分析
• 4.6 酰胺咪嗪的吸附分析
• 4.7 粉末活性炭作用效果分析
• 4.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 1
• 致谢