納米氧化物在污水中的特性及其對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),對污水生物處理系統(tǒng)形成新的威脅。本文針對兩種典型納米氧化物,研究其對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)定運行提供了理論基礎(chǔ)。
　　通過將生活污水超濾分級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分生活污水電位值減小,加入納米氧化物后各級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靜電斥力占主導(dǎo)作用,導(dǎo)致聚集體分散,粒徑減小。各級分生活污水傅立葉紅外譜圖相似,個別吸收峰峰強(qiáng)和峰寬不同,低分子量級分中含有更多的伯醇、羧基等官能團(tuán)。各級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會使系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除率下降,100mg/L納米TiO2對系統(tǒng)氨氮和有機(jī)物的去除產(chǎn)生影響的時間早于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對系統(tǒng)除磷效果沒有產(chǎn)生影響。25mg/L納米ZnO對系統(tǒng)除磷效果影響較大。
　　同等濃度的納米氧化物對污泥生物活性指標(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)評價的有效指標(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)含量隨著暴露時間的延長有不同程度的減少,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(