论文总字数：16639字

摘 要

我国凹凸棒土储量丰富，且具有良好的吸附性能。且近年来，抗生素废水的污染引起人们广泛关注。本文就凹凸棒土对氨苄西林的吸附进行研究，探究凹凸棒土对氨苄西林的吸附效果，期待对凹凸棒土吸附氨苄西林的性能有所了解，为今后处理抗生素废水提供一些参考。

本论文通过单因素实验（吸附时间、凹凸棒土用量、氨苄西林初始浓度、溶液pH值、温度）和正交实验对凹凸棒土吸附氨苄西林的效果进行分析，并寻找出凹凸棒土吸附氨苄西林的最适条件。通过实验，得出的结论为：氨苄西林初始浓度为200mg/L、吸附剂用量为0.5g、溶液pH值为3、吸附剂用量为0.5g、温度为40℃时凹凸棒土的吸附效果最佳达到62.8%。

关键词：凹凸棒土；氨苄西林；吸附

Adsorption of ampicillin wastwater on attapulgite

Abstract

Attapulgite is abundant in China, and has a good adsorption performance.In recent years,people have been focusing on antibiotic pollution seriously.This paper adopts sorption of ampicillin on attapulgite in an attempt to know something about attapulgite's sorption ability, provides some references for treating of antibiotic wastewater for the future.

We research priorities of various factors(including the amount of attapulgite,temperature,adsorption time ,the dosage of attapulgite and solution pH) and optimal experimental conditions by single factor and orthogonal experiments.And we find out the attapulgite adsorption ampicillin optimum conditions.Through the experiment, the conclusion is ampicillin initial concentration of 200 mg/L, adsorbent dosage is 0.5 g, solution pH value of 3, adsorbent dosage is 0.5 g, temperature of 40 ℃ attapulgite adsorption effect is best.

Key words: attapulgite;ampicillin;adsorption

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪 论 1

1.1氨苄西林废水污染现状及主要危害 1

1.2氨苄西林废水的处理技术进展 1

1.2.1光催化法 1

1.2.2 Fenton氧化法 2

1.2.3臭氧化法 2

1.2.4吸附法 2

1.2.5其它方法 3

1.3凹凸棒土的特性及研究进展 3

1.3.1凹凸棒土的特性 3

1.3.2凹凸棒土的研究进展 4

1.4课题研究主要内容、方法及意义 4

1.4.1论文研究主要内容 4

1.4.2课题研究方法 4

1.4.3课题研究意义 5

第二章 实验内容和分析方法 6

2.1实验仪器及试剂 6

2.1.1实验仪器 6

2.1.2实验试剂 6

2.2分析方法及内容 7

2.2.1凹凸棒土的预处理 7

2.2.2分析方法及标准曲线的绘制 7

第三章 凹凸棒土对氨苄西林的吸附 9

3.1吸附时间对凹凸棒土吸附氨苄西林的影响 9

3.1.1实验方法 9

3.1.2实验结果与分析 9

3.2初始浓度对凹凸棒土吸附氨苄西林的影响 10

3.2.1实验方法 10

3.2.2实验结果与分析 10

3.3吸附剂用量对凹凸棒土吸附氨苄西林的影响 11

3.3.1实验方法 11

3.3.2实验结果与分析 11

3.4溶液pH值对凹凸棒土吸附氨苄西林的影响 12

3.4.1实验方法 12

3.4.2实验结果与分析 12

3.5温度对凹凸棒温度附氨苄西林的影响 13

3.5.1实验方法 13

3.5.2实验结果与分析 13

3.6正交实验 14

3.6.1实验方法 14

3.6.2实验结果与分析 15

3.7 存在问题 16

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致 谢 21

第一章 绪 论

1.1氨苄西林废水污染现状及主要危害

抗生素是专门为治疗或预防感染性的人类或动物疾病的药物。抗生素类药物已经成为人类生活中不可或缺的药剂。这些药物的全球市场消费每年稳步增长。为预防或治疗感染人类或动物疾病，只有部分的抗生素剂量经代谢和分泌仍然是活跃的化合物。药物残留物经人类环境、医疗废物、农场、制药和医院污水等流入环境中，从而使可能包含各种抗生素和抗生素抗性基因污染自然环境^[1]。此外，抗生素和抗生素抗性基因可以通过工业路线进行排泄，逐渐积累的浓度通常远远高于公共排泄^[2]。

氨苄青霉素已广泛用于治疗革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌所引起的感染。氨苄青霉素是氨基青霉素家族的一部分^[3]。目前，氨苄青霉素用于治疗各种感染性疾病，如淋病、尿路感染、耳、鼻、喉感染等。类似于它的继任者——阿莫西林。氨苄青霉素也被认为是很难降解的抗生素药物，其仍然活跃在尿液和粪便中。氨苄西林的存在导致一些潜在的环境问题。由于氨苄青霉素耐药细菌的增加，大约有35 - 40%的大肠杆菌分离株耐氨苄青霉素，且95%以上的肺炎克雷佰氏杆菌也同样有耐抗生素性^[3]。

氨苄西林废水是一种成份复杂、色度高且含有多种生物抑制物质的高浓度难降解的有机废水，其中残留的氨苄西林对微生物具备较强的抑制作用，使处理废水的过程复杂、成本高且运行效果不稳定^[4]。作为目前国内外污水处理的难点和热点，虽然其去除费用相当昂贵，但这种废水经正确处理后排放也是必要的^[3]。

1.2氨苄西林废水的处理技术进展

1.2.1光催化法

氨苄西林的废水生物毒性较大，对微生物有较强抑制作用，主要含有硝基苯类化合物，属于较难处理的工业废水。光催化氧化法是利用氧化剂的分解，在一定条件下促使氧化剂发生链式反应并使其产生具备高氧化性的基团或离子，从而氧化废水中的有机物，促使难降解的有机物发生氧化或者偶合反应。故适用于处理具有生物毒性或者难降解的有机污染物。卢格斯特^[5]等人利用CeO₂/CNT作复合光催化剂，对抗生素废水进行光催化的研究，结果表明光催化有较好的降解作用；此外，利用二氧化钛作为光催化剂的光催化法^[6]，对阿莫西林和氨苄西林去除也有很好的效果。

通过光催化的方式，不仅可以利用“绿色”且低价的太阳光，而且还可以有效地降解难处理的污染物，故光催化法是目前解决环境恶化和能源危机问题的一个重要方法^[5]。但是其催化剂的制备以及导体的选择是制约其发展的重要因素。

1.2.2 Fenton氧化法

Fenton氧化法是一种较为高级氧化技术，主要是是利用Fe² 的催化作用。其反应机理是在酸性条件下，H₂O₂易被Fe² 催化分解，产生大量拥有强氧化性的·OH，而·OH几乎可以无选择的氧化大部分有机物，从而达到废水净化的目的。Fenton氧化法具有操作简单、反应物易得、设备简易且绿色环保等特点，在化工、制药^[7]、印染^[8]、焦化^[9]和制革^[10]等废水的预处理以及深度处理过程中得到了较为广泛的研究和应用。李再兴^[11]等人的研究，结果表明利用Fenton氧化法处理后的抗生素废水可达到制药行业污水排放标准。但此法须与其它工艺相结合，并且若想得到较理想的处理效果需要严格控制反应条件，增加了运行成本。

1.2.3臭氧化法

臭氧化法是利用活跃的羟基自由基（·OH）和有机污染物进行反应，使有机污染物降解，生成小分子物质，从而达到脱色和去除污染物目的的方法。其是一种实用且高效的氧化技术，具有反应时间短、氧化能力较强、没有二次污染、设备装置简单、反应过程易操作等优点，在处理抗生素废水、印染废水、石化行业废水等生物难降解废水过程当中有着较强的应用潜力^[12]。但由于国内臭氧制备技术发展较为落后，目前制备臭氧的成本相对偏高，且技术并不成熟，这也是影响臭氧未能在水处理工程中大规模应用的一个重要因素^[12]。

1.2.4吸附法

当含有挥发性有机物的气态混合物通过多孔性固体时，由于固体表面的分子吸引或者化学键的作用，把挥发性有机物组分固定到固体的表面，这种方法被称作吸附法。近几年运用较多的吸附剂有：活性炭、沸石和凹凸棒土。

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