论文部分内容阅读
本研究以海口市三家采用不同废水处理工艺的三甲医院作为研究对象,以医院使用量较多的2种喹诺酮类(氧氟沙星、环丙沙星)和4种磺胺类(磺胺嘧啶、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲嗯唑)抗生素作为检测对象,建立了医院废水中上述6种抗生素同时检测的分析方法,通过检测医院废水处理工艺各单元环节中抗生素的含量来评价医疗废水典型处理工艺单元环节对抗生素的去除效果；采用活性炭、高岭土和大孔树脂3种吸附剂对医疗废水中6种抗生素的吸附特征进行了研究,考察了pH值、温度、反应时间、投加量对吸附性质的影响。得出结论如下：1.固相萃取-高效液相色谱法同时检测医院废水中6种典型抗生素的分析方法的建立。通过对色谱条件(检测器波长、色谱柱温度、流动相缓冲盐、缓冲盐浓度、流动相流速)和洗脱液(种类、配比)的优化,确定在检测器波长为285nm、色谱柱温度为30℃、流动相为0.1%甲酸溶液、流动相流速为1mL/min、洗脱液为纯甲醇的条件下,6种抗生素回归方程的相关系数在0.99以上,质量浓度在0.01-50.0μ g/L范围内线性关系良好：6种抗生素的方法检出限为1.42-6.15ng/L,方法定量限为4.12-18.54ng/L,仪器检出限为0.138-0.278μ g/L,仪器定量限为0.462-0.904μ g/L；6种抗生素的加标回收率为75.4%-94.3%,相对标准偏差为4.2%-7.5%(n=5)。2.医疗废水典型处理工艺及各单元环节对抗生素的去除效果比较：(1)医疗废水典型处理工艺对抗生素的去除能力介于10.8%-100%之间,对医院废水中6种抗生素的去除能力有：“厌氧池→好氧池→沉淀池→加氯”>“曝气池→沉淀池→加氯”>“化粪池→加氯”的趋势。(2)“厌氧池→好氧池→沉淀池→加氯”工艺对磺胺嘧啶和磺胺甲嗯唑去除率达到100%,氧氟沙星和环丙沙星的去除率分别为92.5%和95.5%,磺胺甲基嘧啶的去除率为45.5%；“曝气池→沉淀池→加氯”工艺对磺胺甲基嘧啶去除率达到100%,氧氟沙星、环丙沙星和磺胺甲嗯唑的去除率分别为59.5%、10.8%和52.4%,“化粪池→加氯”工艺对磺胺甲基嘧啶和磺胺甲嗯唑去除率达到100%,氧氟沙星的去除率达到97.6%,环丙沙星、磺胺嘧啶和磺胺二甲基嘧啶的去除率分别为74.6%、58.7%、51.5%。(3)厌氧单元对氧氟沙星去除效果较差,对磺胺嘧啶去除效果较好；好氧单元对环丙沙星、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲嗯唑和氧氟沙星的去除率分别为75.9%、62.3%、77.3%、69.6%和13.9%；加氯消毒单元对磺胺二甲基嘧啶的去除效果较差,对磺胺甲嗯唑的去除效果较好,对其他4种抗生素的去除率也能达到50%以上；曝气单元对抗生素去除效果较差,可能与底泥中被吸附的抗生素释放相关。3.活性炭、高岭土和大孔树脂对6种抗生素的吸附特征：(1)活性炭对6种抗生素的吸附作用受到初始pH值、温度、反应时间以及活性炭投加量的影响。pH为5.5时,活性炭对6种抗生素的吸附效果最好；pH小于5.5时,吸附作用随着pH的增大而增强；pH大于5.5时,吸附作用随着pH的增大而减弱：pH对活性炭吸附氧氟沙星和环丙沙星的影响小于对其它4种磺胺类抗生素的影响;室温条件下,活性炭对6种抗生素的吸附作用较好,温度越高,越不利于活性炭对抗生素的吸附；活性炭对抗生素的吸附过程经历了三个阶段,前30min吸附比较快,随后吸附速度放缓,]30min之后达到吸附平衡；活性炭投加量对抗生素吸附作用影响明显,在最适pH为5.5,最适温度为28℃条件下,投加0.02g活性炭能在130min内将废水中6种抗生素完全吸附。(2)高岭土对6种抗生素的吸附效果因抗生素的种类不同而不同,相比于磺胺类抗生素,喹诺酮类抗生素更容易被高岭士所吸附。高岭土对2种喹诺酮类抗生素的吸附作用受pH、温度、反应时间以及高岭土投加量等因素影响较大,当pH=5.5时,吸附效果最好：随着温度升高,吸附率呈下降趋势；吸附反应在前5min比较迅速,在130min左右时达到吸附平衡；当高岭土投加量为1.0g时,氧氟沙星和环丙沙星的吸附率均达到99.9%,吸附效果较理想；高岭土对4种磺胺类抗生素的吸附作用受pH、温度、反应时间、高岭土投加量等因素影响较小,且吸附能力有限,即使在高岭土投加量为1.0g,2种喹诺酮类抗生素基本被吸附完的同等条件下,4种磺胺类抗生素的吸附率仍然较低,吸附率不足40%。(3)大孔树脂对6种抗生素的吸附作用受pH、温度、反应时间、树脂投加量等因素的影响不一致。pH对大孔树脂吸附喹诺酮类抗生素的吸附率影响较大,在pH=9.5的条件下吸附率达到最大值；大孔树脂对磺胺甲噁唑的吸附作用也受到pH的影响,吸附率在pH=5.5时达到最大；pH对大孔树脂吸附其它3种磺胺类抗生素影响很小,吸附率基本不随pH的改变而变化；温度基本不对大孔树脂吸附氧氟沙星、磺胺嘧啶和磺胺甲基嘧啶产生影响,但对环丙沙星、磺胺二甲基嘧啶和磺胺甲噁唑的吸附作用影响较大,且随着温度的升高,吸附率下降；大孔树脂对氧氟沙星、环丙沙星和磺胺甲噁唑的吸附随着时间的推移不断发生吸附-解吸作用,而对其它3种磺胺类抗生素的吸附率基本维持不变,30min后达到吸附平衡；大孔树脂投加量对6种抗生素的吸附率随投加量的增加增幅较小,吸附效果不理想。(4)活性炭、高岭土、大孔树脂3种吸附剂对抗生素的吸附效果较理想的是活性炭,能以较低的投加量吸附完6种抗生素。