聚多巴胺改性人工湿地填料对海水养殖废水处理的研究

作     者：晁正南 

作者单位：海南热带海洋学院 

学位级别：硕士

导师姓名：黄朝晖;张光星

授予年度：2024年

学科分类：082803[工学-农业生物环境与能源工程] 08[工学] 0828[工学-农业工程] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

主      题：聚多巴胺 人工湿地 海水养殖废水 抗生素 

摘      要：随着人们对于海产品需求的增加,使得海水养殖产业蓬勃发展,但是随着产业规模的扩大,伴生出海水养殖废水如何处理这一难题。海水养殖废水具有盐度高、含有较多种类高浓度抗生素的特点,增加了处理难度。抗生素随意排放到自然环境中,就会对生态环境与公众健康产生深远影响。基于人工湿地可以高效率、低成本处理海水养殖废水,以及聚多巴胺在固定微生物且不影响活性方面具有显著效应,本研究探究了多巴胺浓度、反应温度以及反应时间对聚多巴胺活性填料处理抗生素废水的效果;以聚多巴胺活性填料为基础制备作人工湿地,分析水力停留时间,曝气时间,植物选取对于模拟海水养殖废水中常规污染物与多种抗生素(恩诺沙星、磺胺嘧啶和诺氟沙星)的处理效果。获得实验结果如下: (1)多巴胺浓度6g/L,反应时间3h,反应温度25℃,总抗生素去除率为82.75%,为最佳处理效果。通过扫描电子显微镜进行表征,聚多巴胺成功的覆于基底材料上,使材料表面更加复杂。通过以不同基底材料作为变量进行实验对比,沸石作为聚多巴胺活性填料的基底材料对抗生素废水的处理效果相对最佳;通过对比不同沸石填料对抗生素废水的处理效果,证明聚多巴胺的加入可以提升填料对抗生素的去除率;通过对比沸石聚多巴胺活性填料与沸石活性填料对抗生素废水多次处理的效果,证明了聚多巴胺的加入可以提升填料对细菌的固定能力。 (2)通过参考前人研究与优化实验,确定停留时间48h,曝气时间为8h,曝气量为0.8±0.2L/min的情况下,由海榄雌、木榄两种红树林植物分别参与组成的人工湿地对恩诺沙星的平均去除率分别为96.22%、95.80%;对磺胺嘧啶的平均去除率分别为63.03%、62.01%;对诺氟沙星的平均去除率分别为83.07%、79.71%;对总抗生素的平均去除率分别为80.78%、79.17%;对COD的平均去除率分别为80.52%、80.17%;对氨氮的平均去除率分别为64.33%、66.15%;对总磷的平均去除率分别为65.72%、66.18%,为较好处理效果。 本研究有助于人们对于聚多巴胺活性填料处理抗生素的进一步理解,为人工湿地处理海水养殖废水提供了新的思路,对于海水养殖废水处理研究与应用具有一定的参考意义。