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系統識別號 U0002-1502201610225700
中文論文名稱 電氧化程序處理含抗生素廢水機制研究
英文論文名稱 The Mechanism Study of Electrooxidation Process Applied in Treating Wastewater Contained with Antibiotics
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 水資源及環境工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Water Resources and Environmental Engineering
學年度 104
學期 1
出版年 105
研究生中文姓名 吳胤廷
研究生英文姓名 Yin-Ting Wu
學號 603480111
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2016-01-14
論文頁數 94頁
口試委員 指導教授-陳俊成
委員-李柏青
委員-申永順
中文關鍵字 電氧化處理程序  抗生素  四環素  極板氧化  總有機碳分析儀 
英文關鍵字 electro-oxidation processing program  antibiotic  tetracycline  plate oxidation  TOC analyzer 
學科別分類 學科別應用科學環境工程
中文摘要 台灣養殖漁業及蔬果農業常以四環素添加來確保產品之品質及保存食物,而養殖漁業常以集約養殖的方式經營以提高產品的產量,然而集約養殖常造成養殖生物在養殖環境中集體感染疾病而造成大量死亡,養殖業者為使水產的產量及水產品質得以提升,業者常投以抗生素類藥品至養殖環境中來預防或治療疾病等。
台灣養殖業者及蔬果耕農長期投以抗生素作為預防、治療及控制微生物發酵之用,但水產養殖業者及蔬果耕農等將抗生素廢水排入河川湖泊等自然水域環境後,因含抗生素廢水影響效果穩定持久且具有好的穩定性及抑制微生物生長的特性,會降低微生物因利用食入細菌的生長,難以被水中的微生物所分解,含抗生素廢水排入環境中,環境中抗生素的過量累積會導致抗藥基因的產生並最終影響到生態平衡及人體健康。其研究目的為:
  在本團隊過去之研究中,曾使用COD、分光光度計及循環伏安計進行染料及抗生素的去除率及降解探討,而本實驗將嘗試以TOC分析儀分析溶液中四環素在電氧化程序後在TOC分析儀之結果表現,並探討極板與電解質在電氧化程序中對四環去除之貢獻率。
英文摘要 Fisheries and aquaculture in Taiwan fruit and vegetable agriculture often add tetracycline to ensure the quality of the products and to preserve food, and culture-based fisheries often intensive farming business methods to improve product yield, however, is often caused by intensive farming biological breeding in captivity mass infection the large number of deaths caused by the disease, the aquaculture industry to make the yield and quality of aquatic aquatic can be improved, the industry often vote antibiotic drugs to the culture environment to prevent or treat disease.
After Taiwan's aquaculture industry and fruit and vegetable cultivators long-term investment with antibiotics as prevention, treatment and control of microbial fermentation of use, but the aquaculture industry and fruit and vegetable cultivators and other antibiotic wastewater discharged into rivers and lakes and other natural aquatic environment, because it contains antibiotic wastewater affect the results lasting stability and has good stability and inhibit microbial growth characteristics, will reduce the use of microbes due to ingestion of bacterial growth, it is difficult to be decomposed by microorganisms in the water containing the antibiotic wastewater discharged into the environment, the environment will lead to accumulation of excess antibiotics generate resistance genes and ultimately affect the ecological balance and human health.
The experimental research purpose:
In the team's past studies we have been used COD, Spectrophotometer and cyclic voltammetry meter removal and degradation of dyes and antibiotics to explore, and this experiment will attempt to TOC analyzer solution of tetracycline in the electro-oxidation program the results of the TOC analyzer performance, and to explore the plates and the electrolyte in the electro-oxidation of the program for the removal of tetracycline contribution rate.
論文目次 目錄
圖目錄
表目錄
第一章 前言 1
1.1研究源起 1
1.2 研究內容 2
1.3 研究目的 3
第二章 文獻回顧 4
2.1抗生素 5
2.1.1何謂抗生素: 5
2.1.2 抗生素之使用: 5
2.2四環素之廢水特性 7
2.2.1四環素介紹 7
2.2.2四環素之廢水特性 7
2.2.3四環素之結構 8
2.3抗生素廢水處理方式 10
2.3.1物理吸附 10
2.3.2生物處理法 11
2.3.3 TiO2光催化法 12
2.3.4臭氧、過氧化氫氧化處理 12
2.4電化學氧化機制 13
2.4.1 電氧化三途徑理論 14
2.4.2 影響電化學氧化降解程序因素 16
2.5 四環素降解途徑 19
第三章 實驗方法與實驗設備 20
3.1實驗藥品 20
3.2實驗設備 22
3.2.1電化學氧化程序 22
3.2.2 總有機碳分析儀(TOC) 28
3.3實驗方法與步驟流程 29
3.3.1在使用石墨極板比較不同種類電解質於電氧化程序 29
3.3.2在使用二氧化釕極板比較不同種類電解質於電氧化程序 32
3.3.3不同濃度氯化鈉為電解質在兩種極板之電氧化程序中四環素降解效率比較 35
3.4 實驗參數之討論 38
第四章 結果與討論 39
4.1 石墨極板作為陽極時不同電解質比較 39
4.1.1 實驗條件為10V之TOC比較 39
4.1.2實驗條件為15V之TOC比較 41
4.1.3實驗條件為10V之四環素降解比較 42
4.1.4實驗條件為15V之四環素降解比較 44
4.2二氧化釕極板作為陽極時不同電解質比較 46
4.2.1 實驗條件為10V之TOC比較 46
4.2.2 實驗條件為15V之TOC比較 48
4.2.3 實驗條件為10V與15V之四環素降解比較 50
4.3 電解質於不同陽極極板之降解 52
4.3.1 Na2SO4為電解質在條件10V與二氧化釕及石墨極板之比較 53
4.3.2 Na2SO4為電解質在條件15V與二氧化釕及石墨極板之比較 55
4.3.3 NaCl為電解質在條件10V與二氧化釕及石墨極板之比較 57
4.3.4 NaCl為電解質在條件15V與二氧化釕及石墨極板之比較 59
4.3.5 NaCl為電解質在條件10V與二氧化釕及石墨極板之降解比較 60
4.3.6 NaCl為電解質在條件15V與二氧化釕及石墨極板之降解比較 61
4.4 結果比較 62
4.4.1 62
4.4.2 63
4.4.3 64
4.5 以不同濃度NACL為電解質之含四環素溶液與兩種極板之比較 65
4.5.1 以10V 1.71 x 10-2 M之NaCl為電解質與兩種極板之比較 65
4.5.2 以15V 1.71 x 10-2 M之NaCl為電解質與兩種極板之比較 67
4.5.3 以10V 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質與兩種極板之降解比較 68
4.5.4 以15V 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質與兩種極板之降解比較 69
4.5.5 以10V 8.55 x 10-3 M之NaCl為電解質與兩種極板之比較 70
4.5.6 以15V 8.55 x 10-3 M之NaCl為電解質與兩種極板之比較 71
4.5.7 以10V 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質與兩種極板之降解比較 72
4.5.8 以15V 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質與兩種極板之降解比較 73
4.6 陽極極板與氧化劑之貢獻率 75
4.6.1 10V兩種電解質在二氧化釕極板為陽極極板中之貢獻率比較 76
4.6.2 15V兩種電解質在二氧化釕極板為陽極極板中之貢獻率比較 77
4.6.3 10V 兩種電解質在石墨極板為陽極極板中之貢獻率比較 78
4.6.4 15V 兩種電解質在石墨極板為陽極極板中之貢獻率比較 78
4.6.5 10V 二氧化釕極板與石墨極板之貢獻率比較 79
4.6.6 15V 二氧化釕極板與石墨極板之貢獻率比較 81
4.6.7 10V 不同陽極極板在NaCl為電解質之水溶液的貢獻率比較 82
4.6.8 15V 不同陽極極板在NaCl為電解質之水溶液的貢獻率比較 83
4.6.9 主要氧化劑之貢獻率比較 84
4.7 易溶性染料及四環素電氧化程序與主要氧化劑之比較 86
第五章 結論與建議 88
5.1 結論 88
5.2 建議 90
參考文獻 91


圖目錄
圖2-1 四環素結構圖 9
圖2-2 金屬過氧化物產生途徑圖 15
圖2-3 不同pH值Cl2 / HOCl / OCl-存在百分比變化[26] 17
圖2-4 四環素之降解機制[28] 19
圖3-1 四環素化學結構圖 20
圖3-2反應槽 22
圖3-3 實驗所使用之極板(由左至右分別為二氧化釕極板、石墨極板、鈦極板) 23
圖3-4 數位三用電表 24
圖3-5 直流電電源供應器 24
圖3-6 分光光度計 25
圖3-7 酸鹼度計(pH meter) 25
圖3-8 加熱攪拌器 26
圖3-9 抽濾裝置 27
圖3-10 TOC總有機碳分析儀 28
圖4-1 10V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 39
圖4-2 15V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 41
圖4-3 10V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 42
圖4-4 15V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 44
圖4-5 10V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 46
圖4-6 15V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 48
圖4-7 10V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 50
圖4-8 15V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 51
圖4-9 Na2SO4為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 53
圖4-10 Na2SO4為電解質15V C與RuO2極板之TOC比較 55
圖4-11 NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 57
圖4-12 NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 59
圖4-13 NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之降解比較 60
圖4-14 NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 61
圖4-15 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 65
圖4-16 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 67
圖4-17 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之降解比較 68
圖4-18 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 69
圖4-19 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 70
圖4-20 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 71
圖4-21 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之降解比較 72
圖4-22 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 73
圖4-23 10V K4及K5之貢獻率比較 80
圖4-24 15V K4及K5之貢獻率比較 81
圖4-25 10V K3及K6之貢獻率比較 82
圖4-26 15V K3及K6之貢獻率比較 83
圖4-27 10V 主要貢獻率比較 84
圖4-28 15V 主要貢獻率比較 85
圖4-29 易溶性染料RB-19 結構圖 86
表目錄
表2-1 四環素結構 9
表2-1 不同pH值條件下,水溶液中Cl2 / HOCl / OCl-含量百分比[13] 17
表4-1 10V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 39
表4-2 15V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 41
表4-3 10V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 42
表4-4 15V以石墨極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 44
表4-5 10V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 46
表4-6 15V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之TOC比較 48
表4-8 15V以二氧化釕極板為陽極 NaCl與Na2SO4之降解比較 50
表4-9 Na2SO4為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 53
表4-10 Na2SO4為電解質15V C與RuO2極板之TOC比較 55
表4-11 NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 57
表4-12 NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 59
表4-13 NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之降解比較 60
表4-14 NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 61
表4-15 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 65
表4-16 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 67
表4-17 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之降解比較 68
表4-18 1.71 x 10-2 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 69
表4-19 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在10V C與RuO2極板之TOC比較 70
表4-20 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之TOC比較 71
表4-22 8.55 x 10-3 M NaCl為電解質在15V C與RuO2極板之降解比較 73
表4-23 K3與K4 10V之貢獻率 76
表4-24 主要氧化劑10V之貢獻率 77
表4-25 K3與K4 15V之貢獻率 77
表4-26 主要氧化劑15V之貢獻率 77
表4-27 K6與K5 10V之貢獻率 78
表4-28 主要氧化劑10V之貢獻率 78
表4-29 K6與K5 15V之貢獻率 79
表4-30 主要氧化劑15V之貢獻率 79
表4-31 10V K4及K5之貢獻率比較 80
表4-32 15V K4及K5之貢獻率比較 81
表4-33 10V K3及K6之貢獻率比較 82
表4-34 15V K3及K6之貢獻率比較 83
表4-35 10V 主要貢獻率比較 84
表4-36 15V 主要貢獻率比較 84
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