在生物系统中优化H₂O₂生产,用于设计生物炉

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 生物技术是生物技术.

背景情况:

• 抗生素废水由于微毒性,抑制性和生物降解性差,因此存在重大处理挑战.
• 传统的方法通常涉及复杂的过程,高能耗和二次污染风险.
• 生物-芬顿技术提供了一种创新的方法,用于在接近中性pH的位置生产过氧化 (H2O2),减少能源需求和处理危险.

研究的目的:

• 设计和评估一个异质的Bio-Fenton反应堆用于抗生素废水处理.
• 优化有氧测序批量反应堆 (SBBR) 系统的运行条件,以提高H2O2生产和化学氧气需求 (COD) 清除.
• 评估结合Bio-Fenton工艺在去除Roxithromycin (ROX) 和Sulfadiazine (SDZ) 等特定抗生素方面的有效性.

主要方法:

• 使用纯藻类,纯细菌和细菌-藻类共生系统构建有氧SBBR系统.
• 调查最佳过程参数,包括碳源度,光持续时间,竹炭填充率和溶解氧 (DO) 含量.
• 在Bio-Fenton反应堆中将优化的SBBR与携带铁的催化剂合起来,用于抗生素降解.

主要成果:

• 细菌-藻类共生系统在有氧SBBR阶段表现出卓越的表现.
• 对于SBBR的最佳条件包括: 500 mg/L碳源,20°C,pH 7.5,5 mg/L DO,12h:12h光暗周期,2500 Lux光强度,10h HRT,33%的竹木木炭填充率.
• 综合的Bio-Fenton工艺实现了ROX的41.32%和SDZ的42.22%的初步去除率.

结论:

• 在抗生素污水处理的背景下,细菌-藻类共生系统对H2O2生产和COD去除非常有效.
• 在优化条件下,开发的异质Bio-Fenton反应堆显示出对ROX和SDZ等反复性有机污染物的可持续降解的希望.
• 这项研究提出了一种可行,低能耗和可持续的方法,用于管理具有挑战性的带有抗生素的工业废水.