納米氧化物在污水中的特性及其對(duì)SBR系統(tǒng)影響的研究.pdf

1、隨著納米材料的廣泛應(yīng)用,大量的納米材料不可避免的進(jìn)入市政污水處理系統(tǒng),對(duì)污水生物處理系統(tǒng)形成新的威脅。本文針對(duì)兩種典型納米氧化物,研究其對(duì)市政污水生物處理系統(tǒng)安全性的影響,為污水生物處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了理論基礎(chǔ)。
　　通過(guò)將生活污水超濾分級(jí)研究生活污水中有機(jī)污染物與納米氧化物(納米TiO2和納米ZnO)的相互作用規(guī)律。隨分子量的增加各級(jí)分生活污水電位值減小,加入納米氧化物后各級(jí)分生活污水中顆粒表面電位依然是隨著分子量的增加而減小

2、。低分子量生活污水與納米氧化物相互作用時(shí)配位體交換作用占主導(dǎo)作用,所以顆粒粒徑變大。高分子量生活污水與納米氧化物相互作用時(shí)靜電斥力占主導(dǎo)作用,導(dǎo)致聚集體分散,粒徑減小。各級(jí)分生活污水傅立葉紅外譜圖相似,個(gè)別吸收峰峰強(qiáng)和峰寬不同,低分子量級(jí)分中含有更多的伯醇、羧基等官能團(tuán)。各級(jí)分生活污水與納米氧化物吸附作用后傅立葉紅外譜圖中羧基官能團(tuán)發(fā)生了明顯的偏移,說(shuō)明羧基官能團(tuán)是生活污水中有機(jī)物顆粒與納米氧化物相互作用的主要官能團(tuán)。由于低分子量級(jí)分與

3、納米氧化物主要是以配位體交換為主要作用方式,高分子量級(jí)分與納米氧化物以靜電斥力為主要作用方式,所以低分子量級(jí)分與納米氧化物相互作用程度較高。
　　納米氧化物進(jìn)入到SBR系統(tǒng)后,5mg/L納米TiO2對(duì)系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除不產(chǎn)生影響,25mg/L和100mg/L納米TiO2會(huì)使系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除率下降,100mg/L納米TiO2對(duì)系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除產(chǎn)生影響的時(shí)間早于25mg/L納米TiO2。系統(tǒng)內(nèi)投加納米TiO2后系統(tǒng)的除

4、磷效果并未受到影響。1mg/L納米ZnO對(duì)系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除不產(chǎn)生影響,5mg/L和25mg/L納米ZnO很快使系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除率顯著下降,但是在一周內(nèi)系統(tǒng)有一定程度的恢復(fù)。1mg/L和5mg/L納米ZnO對(duì)系統(tǒng)除磷效果沒(méi)有產(chǎn)生影響。25mg/L納米ZnO對(duì)系統(tǒng)除磷效果影響較大。
　　同等濃度的納米氧化物對(duì)污泥生物活性指標(biāo)的抑制率從小到大依次為:INT-電子傳遞體系(INT-ETS)<活性污泥比好氧速率(SOUR)

5、C-電子傳遞體系(TTC-ETS)。所以用TTC-ETS表征納米氧化物毒性的靈敏性較高,可以作為毒性效應(yīng)評(píng)價(jià)的有效指標(biāo)。
　　投加25、100mg/L納米TiO2的系統(tǒng)和投加5mg/L納米ZnO的系統(tǒng)污泥胞外聚合物中蛋白質(zhì)和多糖含量都有不同程度的減少。投加25mg/L納米ZnO系統(tǒng)的EPS中蛋白質(zhì)含量隨著暴露時(shí)間的延長(zhǎng)有不同程度的減少,但是多糖含量始終處于較低的濃度范圍。系統(tǒng)內(nèi)投加納米TiO2(25、100mg/L)、納米ZnO(