碳納米材料對(duì)活性污泥影響研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，碳納米材料的應(yīng)用日趨廣泛，其對(duì)人類健康及生態(tài)環(huán)境的潛在負(fù)面影響也引起了科學(xué)界及政府部門的關(guān)注；生物處理是目前廢水處理的重要手段之一，在城市污水和工業(yè)污水處理中具有非常廣泛的應(yīng)用前景。當(dāng)碳納米材料釋放到環(huán)境中，就可隨著環(huán)境介質(zhì)遷移進(jìn)而出現(xiàn)在污水處理系統(tǒng)中，因此，闡明碳納米材料的環(huán)境效應(yīng)和對(duì)污水處理工藝的影響，是十分重要和迫急的。
　　本文系統(tǒng)研究了兩種碳納米材料，單壁碳納米管(Single-walled na

2、notubes，SWNTs)及富勒烯C60對(duì)廢水處理反應(yīng)器中的微生物聚集體的影響，探索了其對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行以及微生物生化特性的變化，深入探討了胞外聚合物(Extracelluarpolymeric substances，EPS)與碳納米材料間的相互作用，取得了以下研究結(jié)果：
　　1.通過監(jiān)測(cè)SBR中活性污泥的生化特性及種群結(jié)構(gòu)的變化，綜合考察了富勒烯C60對(duì)活性污泥影響。研究結(jié)果表明：加入C60水懸液后污泥耗氧速率變化經(jīng)過迅速上升、短

3、暫平穩(wěn)、急速下降、緩慢下降、穩(wěn)定五個(gè)階段，C60水懸液對(duì)污泥耗氧速率變化過程無顯著影響。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組污泥對(duì)氨氮的去除率均為95.5%，對(duì)總有機(jī)碳的去除率分別為67.7%和66.7%。結(jié)果顯示C60水懸液短期內(nèi)對(duì)活性污泥氨氮去除、總有機(jī)碳降解均無顯著影響，PCR-DGGE結(jié)果表明C60水懸液的處理在短期內(nèi)沒有引起活性污泥微生物種群結(jié)構(gòu)的改變。
　　2.用美國國家環(huán)保局標(biāo)準(zhǔn)分析方法結(jié)合化學(xué)分析、儀器分析手段，研究了單壁碳納米管對(duì)活性

4、污泥的呼吸抑制作用。結(jié)果表明：SWNTs對(duì)活性污泥有呼吸抑制作用，并且隨著SWNTs濃度的增加呼吸抑制作用增強(qiáng)；SWNTs對(duì)糖類、蛋白具有很強(qiáng)的親和性，加入SWNTs后活性污泥產(chǎn)生的溶解性微生物產(chǎn)物大部分被SWNTs吸附。污泥絮體表面負(fù)電荷增加，zeta電位向負(fù)方向增大，導(dǎo)致污泥絮體沉降性變差；SWNTs對(duì)反應(yīng)器運(yùn)行及處理效果無顯著影響。
　　3.從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度系統(tǒng)地研究了單壁碳納米管(SWNTs)對(duì)污泥胞外聚合物(EPS)