負載納米二氧化鈦對好氧顆粒污泥的影響及對磺胺嘧啶的去除研究.pdf

1、磺胺嘧啶(Sulfadiazine，SD)是使用最廣的抗生素之一，它是由嘧啶環(huán)和苯環(huán)共同組成的含有硫和氮兩元素的有機物，是在自然界中很難被生物利用降解的有機物，也是最經(jīng)常使用的磺胺類藥物。由于該藥的用量逐年增大，環(huán)境中經(jīng)常檢測到該物質濃度超標，這嚴重威脅著水環(huán)境生態(tài)平衡和人類健康，所以目前針對如何高效降解磺胺類廢水的研究越來越多。本文在序批式污泥反應器中培養(yǎng)得到好氧顆粒污泥并以其為吸附劑負載納米二氧化鈦而制備得到一種新型納米生物材料，分

2、析其對水中的納米二氧化鈦的吸附機理及二氧化鈦負載對顆粒污泥造成的影響。另外，還考察了此納米生物材料在紫外光條件下對磺胺嘧啶的去除效果及生成的中間產(chǎn)物研究。
　　本研究主要內容包括：⑴通過提高SBR反應器里的進水負荷和曝氣量、加入鈣離子作為顆粒內核、不斷降低污泥沉降時間等控制條件培養(yǎng)出成熟的顆粒污泥。培養(yǎng)得到的顆粒污泥為黃褐色，具有結構緊湊、快速沉降和生物菌落豐富等特點。形成的顆粒粒徑在1-5 mm，SVI大約40 mL/g，反應器

3、對進水COD和氨氮的降解效率高達98％。⑵在序批式顆粒污泥反應器中加入一定濃度二氧化鈦使其負載到顆粒污泥表面，利用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜分析(EDS)、激光共聚焦熒光顯微鏡(CLSM)等方法對生成的納米生物材料進行表征和生物影響分析。此外，考察了好氧顆粒污泥對溶液中納米二氧化鈦的吸附機理。數(shù)據(jù)表明，顆粒污泥吸附P25的過程更符合偽二級動力學模型，其相關系數(shù)均大于0.999。整個吸附受表面擴散和顆粒內部擴散協(xié)同作用影響，但是表面擴

4、散在當中其主要作用。隨后的脫附實驗發(fā)現(xiàn)震蕩過程中脫落的P25幾乎可以忽略不計，這說明P25和顆粒污泥結合比較牢固。通過對EPS中PN，PS和活死細胞的測定發(fā)現(xiàn)，隨著二氧化鈦濃度的不斷增高，顆粒污泥的表面會出現(xiàn)一定量細胞的死亡，從而導致PN，PS的下降。⑶紫外光在一定光強和光照時間內，可以促進顆粒污泥中異養(yǎng)菌的活性，并且不會對AOB造成太大影響。紫外線照射促進了SD的光降解，降解過程中生成了部分中間產(chǎn)物，主要包括:2-AP和4-APS，氨