光催化和生物法直接耦合处理环丙沙星废水,该文是关于光催化类论文怎么写与环丙沙星和光催化和耦合类论文参考文献范文.
光催化论文参考文献：
摘 要：本研究采用光催化氧化与生物降解直接耦合技术对典型抗生素废水环丙沙星(CIP) 进行处理,考察该耦合技术对CIP 的降解能力.结果表明：实验成功的建立了光催化与生物降解耦合体系,该体系对CIP 的降解能力及降解速率均优于其他体系,并且微生物具有较高的活性.光催化氧化及生物降解具有一定的协同作用,可有效地去除抗生素类废水.
关键词：光催化氧化；生物降解；降解；直接耦合
中图分类号：X783 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2018)018-0362-01
环丙沙星是一种典型的氟喹诺酮类抗生素,被广泛应用于人用与兽用抗菌药.目前,该类抗生素在环境水体中被频繁检出,并因其对生物体存在的潜在威胁而引起了国内外的广泛关注.传统的水处理技术不能有效的去除CIP,高级氧化技术可以有效的去除抗生素废水,但是处理费用高、矿化不彻底,甚至可能产生毒性更高、可生化性更差的中间产物[1].
光催化氧化- 生物降解直接耦合技术是一种新型的处理难生物降解废水的技术.光催化氧化与生物降解可同时发生在一个反应器内,通过多孔载体实现对光催化剂的负载,同时该载体的多孔结构又对微生物起到保护作用.该技术实现了将光催化氧化与生物降解在时间与空间上的同步运行.
一、光催化氧化- 生物降解直接耦合体系的建立
反应器采用自制的内循环流化床光催化反应器[2],通过溶胶-凝胶法制备Ag-TiO2 可见光光催化剂并将其负载于60 PPI 聚氨酯海绵上,活性污泥取自吉林市污水处理厂,活性污泥的培养驯化采用间歇培养方式.采用一定的C : N : P 之比配制培养基,培养活性污泥2 天,经过培养后的活性污泥定期加入一定浓度的CIP,对活性污泥进行驯化20 天.将负载有Ag-TiO2 光催化剂的多孔海绵载体浸没于驯化过的活性污泥当中,吸附接种48h,采用培养基连续进水7 天循环流化挂膜,即建立起光催化氧化- 生物降解直接耦合体系[3].
二、光催化氧化- 生物降解直接耦合体系对CIP 降解作用
实验考察了光解、吸附、光催化氧化、生物降解及光生直接耦合五个体系对CIP 的降解效果.结果表明,光解对CIP 几乎没有降解作用.在避光条件下,负载了Ag-TiO2 可见光光催化剂的多孔海绵对CIP 具有一定的吸附作用,吸附的去除率在35% 左右.光催化氧化对CIP 具有较好的去除效果,经过连续5 个小时的光催化氧化,CIP 的去除率为92.5%.在单独的生物降解过程中,对CIP 的去除也主要是吸附作用,不存在对CIP 的生物降解作用.在光生直接耦合体系中,经过连续5 小时对CIP 的降解,其去除率为95%,并且经过动力学分析,其去除速率要高于单独的光催化氧化,表现出了对CIP 最优的降解效果.
三、光催化氧化- 生物降解直接耦合体系降解CIP 的微生物响应
在光催化氧化- 生物降解直接耦合体系中,微生物起到了至关重要的作用.CIP 在光催化作用.
下降解为可被微生物利用的小分子,这些小分子附着于生物膜上,被微生物利用从而达到降解的目的.从光生直接耦合以及单独生物降解反应过程中的总体活菌死菌的分布分析,光生直接耦合体系对微生物具有极大的保护作用,经过连续长时间的实验,其中的活菌数量要远高于单独的生物降解实验,这主要归因于载体是三位多孔结构,对微生物起到一定的保护作用.另外,实验还考察了微生物脱氢酶活性的变化情况,脱氢酶活性能够最大程度的反映生物体的活性状态.在光生直接耦合体系中,实验开始阶段,脱氢酶的活性是逐渐降低的,这可能是由于实验初期CIP 的浓度较高,对微生物会有一定的伤害作用,所以导致了脱氢酶活性的降低,随着实验的进行,光催化作用使得CIP 的浓度逐渐降低,同时,被分解的小分子被微生物所利用,也使得脱氢酶活性又逐渐的升高.
四、光催化氧化- 生物降解直接耦合体系作用机制分析
在光催化氧化- 生物降解直接耦合体系中,采用三维立体多孔结构的载体,在载体外表面负载了光催化剂,在其内部生长了生物膜,通过内循环流化床光催化反应器使得载体在反应器内循环流化,极大限度的提高了降解效果.光催化作用使得CIP 被逐步氧化降解为一定的中间产物,生长于载体内部的生物膜很快将可以被微生物利用的中间产物降解为二氧化碳和水,而不能被微生物利用的则继续进行光催化氧化,直至被完全矿化.多孔的载体结构可以保护内部的微生物不被光照伤害,同时光催化降解产物又为生物膜的正常代谢提供碳源,光催化氧化与生物降解作用相互促进,具有一定的协同作用.
五、结语
光催化氧化- 生物降解直接耦合技术可有效降解抗生素类废水,体系内具有较高生物活性.光催化氧化与生物降解具有一定的协同作用,避免了单独光催化氧化与生物降解的弊端,是一种高效经济的新型处理抗生素废水的工艺,值得进一步研究.
参考文献：
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[2]Ma DM,Zou DL,Zhou DD,et al. Phenol removal andbiofilm response in coupling of visible-light-driven photocatalysis andbiodegradation: effect of hydrothermal treatment temperature [J]. InternationalBiodeterioration & Biodegradation,2015(104):178-185.
[3] 李婷婷. 光催化- 生物降解直接耦合处理TCH 废水的行为及生物响应的研究[D]. 长春: 吉林大学,2016.
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