超声-Fenton法对沼液中3种四环素类和3种磺胺类抗生素氧化去除的研究

摘要：

近年来,各类抗生素被广泛用于畜禽养殖,并经动物代谢后随粪便和尿液排出体外.代谢物通过沼气工程处理后,得到的沼液又多用于灌溉,使得抗生素进入环境被农作物吸收,进而通过食物链的传递对人体产生危害,因此,沼液中抗生素的去除就显得尤为重要.本文选择畜禽养殖中使用较多的6种抗生素作为目标物质,采用超声-Fenton氧化技术进行去除.通过设置单因素实验考察了超声能量密度、H2O2浓度、pH值、n(H2O2)/n(Fe2+)对抗生素去除的影响,并利用响应曲面法研究了各个因素的交互性影响,拟合出去除抗生素的最优条件.结果表明,通过单因素试验筛选出的最佳反应条件为:pH=4,H2O2浓度为0.04 mol·L-1,n(H2O2)/n(Fe2+)=10,超声能量密度为0.050 kW·L-1,在此条件下四环素、土霉素、金霉素、磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶的去除率分别为91.90％、93.65％、86.09％、87.30％、77.54％、88.21％;再经由响应曲面法进一步优化实验方案得出优化条件为:pH=3.80,H2O2浓度为0.04 mol·L-1,n(H2O2)/n(Fe2+)=10.9,超声能量密度为0.055 kW·L-1,在此条件下四环素、土霉素、金霉素的去除率分别为92.04％、94.23％、88.46％,磺胺甲恶唑、磺胺甲基嘧啶、磺胺嘧啶的去除率分别为87.98％、80.78％、89.58％,养分TN、TP、TK的保留率分别为99.1％、98.6％、100.2％.可见,超声-Fenton氧化法对沼液中抗生素的去除效果良好,同时又可保留其养分.响应曲面法对优化超声-Fenton氧化去除沼液中的抗生素具有实际应用价值,这为沼液中抗生素的去除提供了一条可能的途径.

关键词：超声-Fenton、抗生素去除率、沼液、养分保留率、响应曲面法

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分类号：X703(一般性问题)

资助基金：国家重点研发计划项目2017YFD0800804-01,2018YFF0213503

在线出版日期：2019-08-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2152-2162