城市污泥堆肥對典型氟喹諾酮類抗生素的吸附去除機制.pdf

1、堆肥是去除氟喹諾酮類抗生素（Fluoroquinolones,FQs)的有效途徑，而吸附和生物降解則是堆肥去除FQs的潛在途徑，但FQs在堆肥過程中的吸附去除機制尚未明確。因此，本研究選取兩種典型FQs氧氟沙星（Ofloxacin,OFL)和諾氟沙星(Norfloxacin,NOR)為研究對象，開展其在堆肥過程中的吸附去除行為研究，分別從熱力學(xué)、動力學(xué)和吸附解析三個方面探究和討論了可能的吸附機制，為固體廢棄物和土壤中FQs的污染控制提供

2、理論依據(jù)。
　　分別以兩種抗生素為吸附質(zhì)，快速升溫期物料（D1)和腐熟后物料(D20)為吸附劑，選取不同的固液比（1:5、1:25、1:50、1:100、1:250、1:500、1:2500)，確定吸附的最佳固液比；選取最佳固液比進行吸附動力學(xué)實驗，通過不同時間（0.25、0.5、1、2、4、8、12、18、24 h)的吸附率結(jié)果確定吸附平衡時間；取最佳固液比，在不同溫度（20、40、60℃)下，選取不同初始濃度（5、6、8、10

3、、15、20、30 m g/L)，進行吸附熱力學(xué)實驗，吸附時間取18h;取吸附熱力學(xué)和吸附動力學(xué)實驗后的物料，在不同時間（0.25、0.5、1、2、4、8、12、18、24 h)和不同濃度條件（5、6、8、10、15、20、30 m g/L)下進行吸附解吸實驗；對吸附前后兩種物料進行傅里葉變換紅外光譜分析并對比。
　　OFL吸附實驗結(jié)果表明：D1和D20吸附OFL的最佳固液比均為1:500；OFL在濃度為5、10 m g/L時，均

4、在18h左右達到吸附平衡，且在相同濃度下，D20對NOR的吸附量要高于D1。吸附動力學(xué)擬合結(jié)果能較好的符合準二級動力學(xué)方程，R2均達到0.999以上；在20、40、60℃下，D1和D20吸附結(jié)果均能較好的符合Freundlich吸附等溫方程，且均為非線性吸附。而比較kf發(fā)現(xiàn)，D1

5、吸附OFL均為放熱反應(yīng)，且主要是物理吸附占主要作用。兩種物料在吸附O FL過程中均存在滯后現(xiàn)象，初始濃度為5、15、30 m g/L時，兩種物料滯后系數(shù)分別為：0.228、0.330、0.572；0.277、0.390、0.691，這說明吸附不完全可逆，以物理吸附為主且存在少量化學(xué)吸附。傅里葉變換紅外光譜分析結(jié)果表明，可能有C-N和C-H參與化學(xué)吸附作用。
　　NOR吸附實驗結(jié)果表明:D1和D20兩種物料吸附OFL的最佳固液比均為

6、1：500；NOR在初始濃度為5、10mg/L時，吸附均在18h左右達到吸附平衡，且兩種物料對OFL的吸附均分為快速吸附階段（0?4h)和緩慢吸附階段（4h?18h)。與準一級、Bangham動力學(xué)方程相比，準二級動力學(xué)方程能更優(yōu)地擬合動力學(xué)結(jié)果，兩種物料的相關(guān)系均在0.999以上；D1和D20在20、40、60℃三個溫度下吸附結(jié)果均能較好的符合Freundlich吸附等溫方程。通過熱力學(xué)計算發(fā)現(xiàn)，D1和D20吸附NOR均為放熱的過程，