城市污水處理廠中痕量抗生素的歸趨及其減排技術研究.pdf

1、痕量抗生素在環(huán)境中的出現日益引起人們的關注。城市污水處理廠被認為是環(huán)境中痕量抗生素的主要來源之一。本研究考察了抗生素在污水處理過程中的歸趨，探索了能夠有效去除污水中痕量抗生素的技術與其原理，力求實現抗生素從污水處理廠的減量排放，對促進生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展具有一定意義。本研究首先選取了6種使用頻率較高的抗生素作為目標物，構建了以固相萃取前處理技術和高效液相色譜-串聯質譜檢測技術為技術支撐的痕量抗生素檢測方法。然后，在大連市6所污水處理廠中采樣

2、分析。結果表明，6種抗生素在污水處理廠進水和出水中的濃度分別在20-711 ng·L-1和29-728 ng·L-1范圍內。在污水處理過程中，頭孢氨芐與頭孢拉定兩種β-內酰胺類抗生素在生物處理階段被有效去除（平均去除率分別為100％和72％）;諾氟沙星和氧氟沙星兩種氟喹諾酮類抗生素主要通過初級污泥與二級污泥吸附被部分去除(平均去除率分別為70％和40％);而羅紅霉素和阿奇霉素兩種大環(huán)內酯類抗生素在污水中呈現負去除現象。此外，在所考察的黃

3、海近海海域中檢測到6種目標抗生素的濃度在2-396 ng·L-1范圍內。
　　鑒于部分痕量抗生素在污水處理廠中不能被有效去除，隨后本研究開展了基于膜技術和高級氧化技術去除污水中痕量抗生素的研究。在采用納濾聯合臭氧-紫外氧化技術處理污水廠二級出水中痕量抗生素的研究中發(fā)現，NFX納濾膜對二級出水中檢出頻率較高的4種痕量抗生素具有良好的截留效果（截留率達到98％以上）。同時，臭氧-紫外氧化技術對納濾濃縮液的處理效果良好，濃縮液中抗生素的

4、去除率達到94％以上，溶解有機碳的去除率達到40％，濃縮液可生化性提高了4.6倍，急性毒性降低了58％。
　　在采用正滲透膜截留污水中痕量抗生素的研究中發(fā)現，在正滲透膜分離器內原料液一側膜面上方添加不銹鋼篩網能夠提高正滲透膜對抗生素的截留率。不同操作條件下截留率提高在2.3-8.5％范圍。分析其機理為，篩網促使膜分離器內流體產生湍流，從而擾動膜面的邊界層，促使其中的抗生素向主體溶液擴散，降低了邊界層中抗生素的濃度，減小了膜兩側抗生

5、素的濃度差，減弱了抗生素向汲取液一側擴散的濃差驅動力，從而提高了膜截留率。此外，本研究構建了電化學正滲透一體化反應器。該反應器截留抗生素效能較正滲透膜過濾器最大提高45％，降解濃縮液中抗生素效率較傳統電解池最大提高30％，體現出正滲透與電化學氧化在本反應器中的協同效應。城市污水處理廠二級出水（目標抗生素含量在134-1311 ng·L-1范圍）經該一體化反應器處理后，出水和濃縮液中抗生素的濃度均低于檢測限?？偠灾?，電化學正滲透一體化反