負(fù)載納米二氧化鈦對(duì)好氧顆粒污泥的影響及對(duì)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(jī)物，是在自然界中很難被生物利用降解的有機(jī)物，也是最經(jīng)常使用的磺胺類(lèi)藥物。由于該藥的用量逐年增大，環(huán)境中經(jīng)常檢測(cè)到該物質(zhì)濃度超標(biāo)，這嚴(yán)重威脅著水環(huán)境生態(tài)平衡和人類(lèi)健康，所以目前針對(duì)如何高效降解磺胺類(lèi)廢水的研究越來(lái)越多。本文在序批式污泥反應(yīng)器中培養(yǎng)得到好氧顆粒污泥并以其為吸附劑負(fù)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(duì)水中的納米二氧化鈦的吸附機(jī)理及二氧化鈦負(fù)載對(duì)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(duì)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(nèi)容包括：⑴通過(guò)提高SBR反應(yīng)器里的進(jìn)水負(fù)荷和曝氣量、加入鈣離子作為顆粒內(nèi)核、不斷降低污泥沉降時(shí)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(jié)構(gòu)緊湊、快速沉降和生物菌落豐富等特點(diǎn)。形成的顆粒粒徑在1-5 mm，SVI大約40 mL/g，反應(yīng)器

3、對(duì)進(jìn)水COD和氨氮的降解效率高達(dá)98％。⑵在序批式顆粒污泥反應(yīng)器中加入一定濃度二氧化鈦使其負(fù)載到顆粒污泥表面，利用掃描電鏡(SEM)、X射線(xiàn)能譜分析(EDS)、激光共聚焦熒光顯微鏡(CLSM)等方法對(duì)生成的納米生物材料進(jìn)行表征和生物影響分析。此外，考察了好氧顆粒污泥對(duì)溶液中納米二氧化鈦的吸附機(jī)理。數(shù)據(jù)表明，顆粒污泥吸附P25的過(guò)程更符合偽二級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，其相關(guān)系數(shù)均大于0.999。整個(gè)吸附受表面擴(kuò)散和顆粒內(nèi)部擴(kuò)散協(xié)同作用影響，但是表面擴(kuò)

4、散在當(dāng)中其主要作用。隨后的脫附實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)震蕩過(guò)程中脫落的P25幾乎可以忽略不計(jì)，這說(shuō)明P25和顆粒污泥結(jié)合比較牢固。通過(guò)對(duì)EPS中PN，PS和活死細(xì)胞的測(cè)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(huì)出現(xiàn)一定量細(xì)胞的死亡，從而導(dǎo)致PN，PS的下降。⑶紫外光在一定光強(qiáng)和光照時(shí)間內(nèi)，可以促進(jìn)顆粒污泥中異養(yǎng)菌的活性，并且不會(huì)對(duì)AOB造成太大影響。紫外線(xiàn)照射促進(jìn)了SD的光降解，降解過(guò)程中生成了部分中間產(chǎn)物，主要包括:2-AP和4-APS，氨