电气石Fenton反应降解抗生素的效能研究文献综述

开题报告内容：（包括拟研究或解决的问题、采用的研究手段及文献综述，不少于2000字）

1 研究背景

近些年来，抗生素类药品已经成为我国上亿人家中不可或缺的必需品。但在抗生素发挥其消灭有害细菌的同时，其残留的生理效应却对其他生物产生了毒性作用，甚至导致超级细菌的出现。其中，水环境中抗生素的含量较大，主要是因为能被人们（或动物）吸收的抗生素很少，大多以原型通过尿液和粪便排出体外。普通的污水处理系统很难去除这类特殊的有机物，如此一来，抗生素也不可避免的进入水环境，造成环境问题。除了人们和动物对抗生素的使用，制抗生素类企业生产排放的废水则成为最大的污染来源。在生产过程中，抗生素产生的有机废水成分复杂，含难降解有机物，并具有生物抑制毒性。对抗生素废水的处理一直以来都是国内外学者研究的热点^[1-3]。

针对抗生素这类特殊的有机物，我们主要采取的方法有物化法，生物法，化学氧化法，高级氧化技术，以及以上方法的组合方法。物化法^[4,5]如混凝沉淀，吸附，气浮，膜分离等工艺，停留时间短，能有效去除悬浮固体，但因其无法去除残留的抗生素而仅仅被用于废水的预处理。生物法如好氧法，厌氧法等长期作为普通工业废水的主要处理方法，现也用于抗生素废水的治理。好氧方法^[6,7]主要处理工艺有活性污泥法，深井曝气法，生物接触氧化等，此法需要对高浓度抗生素废水做稀释等处理。抗生素本身所具有的生物抑制作用也会使好氧微生物中毒，导致微生物无法发挥生物降解作用，处理能力下降。厌氧方法^[8]是近几年逐渐发展起来的方法，主要工艺有上流式厌氧污泥床（UASB），UBF及ABR等，该方法适用多种抗生素污水的处理，能有效提高抗生素类废水的生化性能。但如若单独采用该类工艺，出水水质COD无法满足国家标准。化学氧化法^[9]是利用氧化能力很强的无机物氧化分解有机物的方法，主要有氯氧化法，光催化氧化法，臭氧氧化法等，此类方法效果明显，可小规模使用，大规模使用时若不能正确估量氧化剂的使用量，会导致二次污染。高级氧化法（AOPS）^[10]是利用˙OH等自由基将有机物矿化成小分子物质，现被广泛研究的是Fenton法及其组合方法，此类方法氧化能力强，选择性小，反应速度快，反应条件温和且处理成本低，无二次污染。

2 国内外相关研究进展

2.1 传统Fenton

传统Fenton试剂是由Fe² 和H₂O₂组成的氧化能力极强的氧化剂。酸性条件下，在Fe² 的催化下，H₂O₂释放出羟基自由基，其极强的氧化的能力是整个反应的关键。然而普通Fenton存在以下几点不足：1.由于自由基反应产生的Fe³ 不能及时被Fe² 还原，导致反应结束后的水质有颜色；2.反应速度较慢，受pH及温度等反应条件的限制；3.溶液中Fe² 有限，不能得到及时供给导致有机物矿化不充分；4.反应无法源源不断的提供羟基自由基，导致H₂O₂用量大，处理费用高，难以在实际废水处理工艺中得到推广^[11]。

由此，大家把目光投向了对传统Fenton的改良当中，可汇总为两个方面：反应条件和催化剂。

2.2 Fenton改良

从反应条件出发，普通Fenton衍化成光Fenton，电Fenton，微波Fenton，超声Fenton等。