碳納米材料對活性污泥影響研究.pdf

1、隨著社會經濟的飛速發(fā)展，碳納米材料的應用日趨廣泛，其對人類健康及生態(tài)環(huán)境的潛在負面影響也引起了科學界及政府部門的關注；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用前景。當碳納米材料釋放到環(huán)境中，就可隨著環(huán)境介質遷移進而出現(xiàn)在污水處理系統(tǒng)中，因此，闡明碳納米材料的環(huán)境效應和對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對廢水處理反應器中的微生物聚集體的影響，探索了其對反應器運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，取得了以下研究結果：
　　1.通過監(jiān)測SBR中活性污泥的生化特性及種群結構的變化，綜合考察了富勒烯C60對活性污泥影響。研究結果表明：加入C60水懸液后污泥耗氧速率變化經過迅速上升、短

3、暫平穩(wěn)、急速下降、緩慢下降、穩(wěn)定五個階段，C60水懸液對污泥耗氧速率變化過程無顯著影響。實驗組與對照組污泥對氨氮的去除率均為95.5%，對總有機碳的去除率分別為67.7%和66.7%。結果顯示C60水懸液短期內對活性污泥氨氮去除、總有機碳降解均無顯著影響，PCR-DGGE結果表明C60水懸液的處理在短期內沒有引起活性污泥微生物種群結構的改變。
　　2.用美國國家環(huán)保局標準分析方法結合化學分析、儀器分析手段，研究了單壁碳納米管對活性

4、污泥的呼吸抑制作用。結果表明：SWNTs對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；SWNTs對糖類、蛋白具有很強的親和性，加入SWNTs后活性污泥產生的溶解性微生物產物大部分被SWNTs吸附。污泥絮體表面負電荷增加，zeta電位向負方向增大，導致污泥絮體沉降性變差；SWNTs對反應器運行及處理效果無顯著影響。
　　3.從熱力學和動力學角度系統(tǒng)地研究了單壁碳納米管(SWNTs)對污泥胞外聚合物(EPS)