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摘 要

抗生素废水是一种有毒性、难降解的工业废水，排入环境后会产生很大的污染，因此研究其降解方法显得非常重要。本课题选择了四环素类抗生素废水进行降解处理，使用了铁碳微电解--芬顿法，研究其在不同条件下的处理效率，分析其可行性。

本论文在有限的实验条件下，选择了四环素作为研究对象，以COD的去除率为检测目标，探究了pH、时间和双氧水的投加量对四环素废水降解效果的影响，得出了降解效果较好的最佳条件。最佳条件为：pH为3~4、时间是120分钟、双氧水的投加量约为废水水样体积的千分之三。

本论文通过研究铁碳微电解--芬顿法对废水处理的影响，优化条件，提高效率，为铁碳微电解--芬顿法在抗生素废水处理工业化应用方面提供了一些有益参数。

关键词：四环素废水；铁碳微电解；芬顿

ABSTRACT

Antibiotic waste water is a kind of toxic and refractory industrial waste water which discharged into the environment will produce a lot of pollution，So it is important to study the degradation methods.This topic has chosen the tetracyclines antibiotic waste water degradation treatment,Using iron carbon micro electrolysis - fenton reaction，to study the processing efficiency under different conditions and analysis of the feasibility.

In the limited experimental conditions,this thesis chose the tetracycline as the research object,with the aim to detect the removal rate of COD,explores the pH, time, and dosing quantity of hydrogen peroxide to tetracycline waste water degradation effect.It is concluded that the best conditions to degradation effect and the best condutions for: pH of 3 ~ 4, time is 120 minutes, dosing quantity of hydrogen peroxide is about three over one thousand of the waste water volume.

This thesis studies the influence on waste water treatment by the iron carbon micro electrolysis - fenton，optimized conditions，increase efficiency，For iron carbon micro electrolysis - fenton reaction in antibiotic waste water treatment provides some useful parameters for industrial application。

Key words: Tetracycline wastewater, Iron carbon micro electrolysis, fenton

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 抗生素 1

1.1.1抗生素概述 1

1.1.2 水体中抗生素的来源 2

1.2 四环素类抗生素 3

1.2.1 四环素类抗生素概述 3

1.2.2 四环素类抗生素在环境中的流动过程 4

1.3 抗生素废水的处理方法 4

1.3.1物理处理技术 5

1.3.2 生物处理技术 5

1.3.3 化学处理技术 6

1.4 高级氧化技术 6

1.4.1 光催化氧化法 7

1.4.2 电催化氧化法 7

1.4.3 臭氧氧化法 7

1.4.4 芬顿技术 7

1.5 课题研究的对象、目的和内容 8

1.5.1 课题研究的对象 8

1.5.2 课题研究的目的 8

1.5.3 课题研究的内容 8

第二章 铁碳微电解-芬顿法处理四环素废水研究 9

2.1. 铁碳微电解法概述 9

2.1.1. 铁碳微电解的发展 9

2.1.2 铁碳微电解的机理 9

2.2 芬顿法概述 9

2.3 铁碳微电解--芬顿法概述 10

2.4 实验设备和材料 10

2.4.1 实验试剂 10

2.4.2 实验仪器 10

2.5 实验方法 11

2.5.1 铁碳微电解 11

2.5.2 芬顿法 11

2.5.3 铁碳微电解--芬顿法 11

2.6 COD（重铬酸钾法）的检测 11

2.6.1 废水COD的测定方法 11

2.6.2 标样COD的测定方法 11

2.6.3 计算方法 12

第三章 铁碳微电解-芬顿法处理四环素废水研究 13

3.1 芬顿法单因素变量 13

3.1.1 pH 13

3.1.2 反应时间 14

3.1.3 双氧水的投加量 14

3.2 铁碳微电解单因素变量 15

3.2.1 pH 15

3.2.2 反应时间 16

3.3 铁碳微电解--芬顿法与单一方法比较 17

第四章 结论和展望 19

4.1 结论 19

4.2 展望 19

参考文献 21

致谢 23

第一章 绪论

1.1 抗生素

1.1.1抗生素概述

近年来，在许多的国家的土壤和水体中都检测到一定含量的PPCPs(pharmaceuticals and personal care products),也被叫做药品和个人护理用品。这些物质不断进入环境，对人类和环境造成了很大的危害^[1]。抗生素就是其中一种比较典型的药品。抗生素是一种由高级动植物以及部分微生物在生活过程里面产生的具有抗病原体或者其它活性的次级代谢产物，可以在低浓度的情况下，有选择地抑制其它微生物^[2]。由于抗生素的这种特性，它也被广泛应用于治疗疾病和饲养畜禽等。但是，由于抗生素不能被完全吸收，所以会随着代谢产物进入环境中。环境中的抗生素很难被降解，最终通过被植物所富集进入食物链^[3]，对人类和其它生物产生危害。下图(1-1)为抗生素进入环境的示意图：

图(1-1) 抗生素进入环境示意

1.1.2 水体中抗生素的来源

水环境中残留的抗生素的来源主要可以分为以下几种^[4]：医疗用药、禽畜饲料、水产养殖业、工业制药等等。医用的抗生素是目前抗生素污染的最大来源，人类使用之后只能吸收一小部分，绝大多数都会随排泄物排出体外，最终通过地下水管网进入污水处理厂，经处理后排出。同样的道理，禽畜类使用的抗生素也是随着排泄物进入环境。在水产养殖中，抗生素可以让鱼类快速成长并可以预防疾病，所以抗生素被滥用，水中那些未被食用的抗生素和食用后未经分解就排出的抗生素会存在于水体中，对水体造成了危害。工业制药会在生产过程中产生含有高浓度抗生素的废水，还有许多具有毒性并且难以降解的物质，经污水处理厂处理后仍有部分未被降解^[5]，最后进入环境造成污染。下图(1-2)为环境水体中抗生素的来源示意图：

图(1-2) 水体中抗生素来源示意

1.2 四环素类抗生素

1.2.1 四环素类抗生素概述

四环素类抗生素包括^[6]四环素、土霉素、金霉素等，其形态为黄色结晶粉末，有苦涩的味道，是具有菲烷结构的一类抗生素。四环素类抗生素极微溶于水，微溶于乙醇和丙酮，在光照的条件下容易发生变色的情况。第一种四环素于1948年被发现，取名为金霉素，随后又陆续发现了土霉素和四环素等。四环素类抗生素的分子结构如图（1-3）所示：

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