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北京颗粒活性炭对四环素的吸附研究

2018-09-12 08:58:43 露丰水处理 阅读

    活性炭对四环素的吸附,有限的氧气条件下从原资料热解发生的活性炭炭能够用作环境修正进程中的吸附剂。运用在300,500和700℃热解的来自原资料的活性炭样品作为吸附剂从水溶液中除掉四环素。抗生素广泛用于操控流行症和作为促进健康成长的动物饲料添加剂。这种广泛的运用明显提高了抗生素在环境中的浓度。这是由于动物只吸收一部的剂量,然后许多的抗生素经过尿液和粪便排出到环境中。乃至能够在人类食物链中堆集。此外,环境中继续存在的抗生素水平经过基因转移,特别是抗生素促进致病性细菌耐药性。四环素是最广泛运用的抗生素之一,而且一般在牲畜工业中运用,其间废水剖析现已显现四环素浓度到达每升几微克。

    有许多办法能够用来抵抗废水和更广泛的环境中的抗生素污染。这些一般能够归类为采用高档氧化,电化学,生物剂,或吸附系统。吸附是约束抗生素污染的最有用手法之一,具有本钱低,设计简略,操作简略等长处。现已运用吸附进程来去除大约30种类型的抗生素,其间污染水中mg/L浓度水平的去除效率在90-100%范围内。许多吸附剂现已被证明可去除四环素,包含活性炭,碳纳米管和膨润土有用。可是,这些资料价格昂贵,需求更低本钱的替代品,特别是关于大规模的水处理操作,这次试用低本钱质料来制造经济型活性炭,在300、500、700℃热解取得的活性炭别离测验四环素的吸附水平。

    热解取得的活性炭外表包含非碳化分数,其包含含O羧基,羟基和酚官能团,其能够固定污染物。活性炭吸附剂现已被证明是除掉抗生素组分,包含四环素,磺胺类,头孢噻呋和从含水环境的高效低本钱资料。关于四环素浓度在50-1000mg / L范围内的分批试验活性炭对四环素的吸附容量为17mg / g。但是,活性炭的吸附才能取决于生物质质料和热解进程,由于这些因素会影响活性炭炭特性,例如外表积,外表官能团和孔隙率。其他作业已研讨了溶液的pH值和活性炭的抗生素吸附的离子强度的影响。

    活性炭关于四环素吸附试验以分批吸附形式进行。运用纯化水和甲醇制备四环素(100mg / L)储藏溶液,其间甲醇浓度<0.1%以使共溶剂对吸附进程的潜在效果最小化。在15,25和35℃的温度下,在四环素浓度范围为0.5至32mg / L时取得吸附等温线。将60mg活性炭和20ml四环素的溶液参加装有塑料盖的40ml棕色玻璃小瓶中。然后将小瓶在恒温振动器中以150rpm振动24小时以到达平衡状态。摇摆之后,将样品以5000rpm离心10分钟,然后用0.45μm的膜过滤上清液。上清液中四环素的浓度经过高效液相色谱,运用在355nm波长下操作的C-18柱和分光计丈量。一起制备对照样品(不含活性炭)以评价吸附进程中四环素的任何丢失。但是,在对照试验中没有观察到四环素浓度的可丈量改动。一切的试验一式三份进行。

    在另一系列的批次试验中,运用浓度为32mg / L的四环素,测定改动pH对活性炭对四环素吸附的影响。运用0.1mol / L的HCl或NaOH将溶液的pH调理至2.0,3.5,5.5,7.5和10.0。将称取量的活性炭(60mg)参加到20mL四环素溶液中。试验重复三次。

    活性炭样品上四环素的吸附等温线如图1所示。吸附数据显现与Langmuir和Freundlich模型都很好,R 2系数高于0.919 。关于Freundlich模型中的参数,不同样品的n值附近(0.53-0.62),小于1,阐明吸附是浓度依赖性进程。反映样品吸收四环素才能的K f的值在700℃热解发生的活性炭中最高。q max标明的趋势Langmuir模型中的值也标明吸附容量随着热解温度的添加而添加。计算最大吸附容量在大约11,834-14,157mg / kg的范围内。外表积是已知的是影响活性炭的吸附才能的一个重要因素,尤其在去除四环素的情况下。这在本研讨中得到证明,活性炭样品的外表积(S BET)与q e值明显正相关。在较高的热解温度下,活性炭样品的外表积添加,吸附才能添加。

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