劉曉艷，葉中偉，汪恂，朱雷，王姍，張軍華

(1.武漢科技大學(xué)城市建設(shè)學(xué)院，湖北 武漢 430065；2.武漢東弘思源工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，湖北 武漢 430070；3.湖北城市建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院市政工程學(xué)院，湖北 武漢 430205)

0 引言

土霉素(OTC)是廣泛用于畜牧業(yè)的一種廣譜抗生素，一般的污水處理廠對(duì)廢水中微量的抗生素去除能力有限，土霉素隨著污水廠的尾水排放、地表徑流及垃圾滲濾液的滲透進(jìn)入水環(huán)境.地表水、地下水等水源中都有檢測(cè)出抗生素的報(bào)道[1-6].水環(huán)境中的土霉素可以通過飲用水、畜禽產(chǎn)品等途徑進(jìn)入食物鏈，導(dǎo)致人體內(nèi)產(chǎn)生相應(yīng)的抗生素耐藥性，對(duì)生態(tài)穩(wěn)定和人類健康構(gòu)成潛在的威脅.因此尋求新型高效、無(wú)二次污染的抗生素廢水處理技術(shù)顯得尤為必要[7-8].

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料主要試劑：鈦酸四丁酯(TBT)、無(wú)水乙醇、濃硫酸、鹽酸、氫氧化鈉均為分析純；土霉素(質(zhì)量分?jǐn)?shù)>95%)，上海國(guó)藥；去離子水，實(shí)驗(yàn)室自制.

主要儀器：電子天平(AL204)，超純水儀(SDLA-B-0501-P)，恒溫磁力攪拌器(HJ-3)，電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱(DGG-9140A)，馬弗爐(KS-D-11A)，紫外-可見光分光光度計(jì)(UV-6100S)，光化學(xué)反應(yīng)儀(YZ-GHX-A)，臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)(TGL-16M)，恒溫震蕩搖床(KYC-100B)，X線衍射儀(日本理學(xué))，比表面積與孔隙率分析儀(美國(guó)Quanta).

(1)

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2 結(jié)果與討論

圖1 廢水中土霉素濃度對(duì)降解能力的影響

2.2 TiO2和稀硫酸改性后復(fù)合TiO2投加量對(duì)土霉素去除率的影響廢水中土霉素的初始濃度25 mg/L，反應(yīng)溫度30 ℃，廢水pH值為4.3，當(dāng)TiO2和稀硫酸改性后復(fù)合TiO2的投加量分別為30、40、50、60、70、80 mg，對(duì)應(yīng)于50 mL反應(yīng)溶液的質(zhì)量濃度分別為0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6 g/L，震蕩時(shí)間為5 h，直至吸附達(dá)到平衡，結(jié)果如圖2所示.

圖2 TiO2和稀硫酸改性后復(fù)合TiO2投加量對(duì)土霉素去除效果的影響

圖3 pH對(duì)土霉素去除效果的影響

2.4 吸附時(shí)間對(duì)廢水去除率的影響當(dāng)廢水中土霉素濃度25 mg/L，最佳催化劑量1.2 g/L，廢水初始pH值為原水pH值，水溫30 ℃，反應(yīng)時(shí)間分別為10、20、30、45、60、90、120、180、300 min時(shí)，進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn).結(jié)果如圖4所示.

圖4 反應(yīng)時(shí)間t對(duì)土霉素的吸附效果

圖5 樣品的N2吸附-脫附等溫線及其附支的孔徑分布曲線圖

圖6 樣品的BET比面積以及吸附、脫附支孔平均孔徑

圖7 樣品的孔徑-孔容增量分布圖

圖8 樣品的孔徑-累積孔容分布圖

圖9 純的XPS全譜圖

圖原子相對(duì)含量

為進(jìn)一步確定兩復(fù)合物表面元素化合態(tài)及其化學(xué)位移的變化情況，分別對(duì)C1s、O1s、Ti2p和S2p進(jìn)行XPS窄區(qū)掃描，如圖11～13所示.

圖11 純中C1s的XPS擬合能譜圖

圖中S2p的XPS能譜圖

圖13 純中Ti2p的XPS能譜圖

圖14 純中O1s的XPS擬合能譜圖

圖15 純的紅外光譜(FT-IR)圖

圖16 (a)樣品的UV-vis圖、(b)樣品的hν-[F(R)·hν]1/2曲線圖

3 結(jié)論

純TiO2和稀硫酸改性后復(fù)合TiO2處理廢水中的土霉素時(shí)：

2)當(dāng)廢水中土霉素濃度一定時(shí)，隨著催化劑投加量的增加，土霉素去除率先急劇增加再平緩增長(zhǎng)，最后達(dá)到吸附飽和，去除率基本保持不變，本實(shí)驗(yàn)土霉素的初始濃度25 mg/L，水溫30 ℃，廢水pH值為4.3時(shí)，催化劑最佳投量1.2 mg/L.