納米鐵添加協(xié)同生物脫氮除磷效果及其對微生物的影響.pdf

1、近年來，水體富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重，如何經(jīng)濟(jì)、高效地去除污水中的氮磷，已成為水體污染防治領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。常規(guī)生物脫氮除磷工藝由于脫氮和除磷過程存在的矛盾，往往很難達(dá)到同步高效脫氮除磷的效果。
　　近年來，納米鐵作為一種具有極強(qiáng)還原活性和吸附能力的新型材料，被廣泛的應(yīng)用于廢水處理領(lǐng)域。本文針對我國現(xiàn)有的城市污水脫氮除磷的現(xiàn)狀及問題，研究了納米鐵去除水中磷酸鹽的效果及其機(jī)理，系統(tǒng)地研究了納米鐵添加對污水生物處理系統(tǒng)協(xié)同脫氮除磷的作用，探

2、索了納米鐵的添加對序批式活性污泥系統(tǒng)(SBR)中微生物活性、微生物多樣性及群落結(jié)構(gòu)的影響，主要取得如下結(jié)果:
　　1、納米鐵去除水中磷酸鹽研究:考察了納米鐵投加量、初始磷酸鹽濃度、pH、納米鐵分散狀態(tài)等因素對納米鐵去除PO43-效果的影響，對比微米鐵和納米鐵的除磷效果，并探究納米鐵除磷的機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)初始磷酸鹽濃度一定，磷酸鹽的去除效率隨納米鐵投加量的增加而增高，當(dāng)納米鐵濃度為600mg/L時，磷酸鹽的去除率達(dá)到了87.01％

3、;當(dāng)初始納米鐵濃度為400mg/L，磷酸鹽濃度從10上升到90mg/L時，磷酸鹽的去除率從72.89％下降到51.39％，說明磷酸鹽的去除與鐵磷比呈正相關(guān)。酸性條件有利于磷酸鹽的去除，初始磷酸鹽濃度為20mg/L，納米鐵濃度為400mg/L時，當(dāng)pH值為2時，磷酸鹽的去除率達(dá)到了99.41％;相同條件下，在羧甲基纖維素(CMC)-水體系中合成的納米鐵對磷酸鹽的去除率為81.25％，高于乙醇，水體系中合成的納米鐵(66％);相同條件下，納

4、米鐵對磷酸鹽的去除效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于微米鐵;結(jié)合X射線衍射(XRD)研究結(jié)果，推測納米鐵對磷酸鹽的去除是由吸附和化學(xué)沉淀共同作用的結(jié)果，化學(xué)沉淀的產(chǎn)物為磷酸亞鐵。
　　2、納米鐵的添加對SBR系統(tǒng)中生物脫氮除磷效果影響研究:構(gòu)建了SBR脫氮除磷裝置，研究不同納米鐵濃度對于生物處理系統(tǒng)脫氮除磷效果的影響。結(jié)果表明:納米鐵的添加促進(jìn)了磷酸鹽的去除，其去除效率隨著納米鐵濃度的增加而增加，當(dāng)納米鐵濃度為400mg/L時，磷酸鹽的去除率達(dá)到了97

5、.69％。當(dāng)納米鐵濃度為20和50mg/L時，對氮的去除效果并沒有明顯的影響，當(dāng)納米鐵濃度為200mg/L時，最終能將氨氮完全去除，但氨氮的去除速率明顯低于其他各組。
　　3、納米鐵的添加對SBR系統(tǒng)中微生物活性影響研究:以胞內(nèi)活性氧(ROS)以及乳酸脫氫酶(LDH)的釋放來評價納米鐵添加對活性污泥中微生物的毒性，以ATP含量以及脫氫酶活性作為評價納米鐵添加對活性污泥中微生物的活性及生物量影響的指標(biāo)，研究了納米鐵的添加對SBR系統(tǒng)

6、中微生物活性的影響。從ROS和ATP的結(jié)果可知，納米鐵的添加對微生物的活性有一定的抑制作用，且納米鐵濃度越高抑制作用越明顯。但從脫氫酶活性的結(jié)果可知，當(dāng)納米鐵濃度為20和50mg/L時，提高了脫氫酶的活性。
　　4、納米鐵的添加對SBR系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)影響研究:利用新一代454高通量測序技術(shù)，對活性污泥中微生物的16SrDNA進(jìn)行深度測序，分析不同納米鐵濃度添加下微生物群落多樣性的變化，確定活性污泥中易受納米鐵影響的菌種。結(jié)果