多壁碳納米管對(duì)厭氧污泥系統(tǒng)廢水處理效果及其微生物群落結(jié)構(gòu)影響研究.pdf

1、納米材料不僅應(yīng)用在軍事、航天等高精尖領(lǐng)域，而且其產(chǎn)品開始融入到人們的生活中，這給我們帶來便利的同時(shí)，也引發(fā)了一系列憂患。隨著納米材料的商業(yè)化的生產(chǎn)和應(yīng)用，消費(fèi)后的廢物會(huì)被遺棄到環(huán)境中，使得其環(huán)境負(fù)荷和風(fēng)險(xiǎn)增加。當(dāng)前研究表明許多納米材料對(duì)人體健康存在威脅，當(dāng)這些納米顆粒進(jìn)入到水環(huán)境中時(shí)，會(huì)通過各種途徑進(jìn)入到污水處理系統(tǒng)，作為新型污染物可能會(huì)給污水處理系統(tǒng)帶來風(fēng)險(xiǎn)，這引發(fā)了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度重視。針對(duì)這一問題，本研究選取應(yīng)用較為普遍的多壁碳納

2、米管（multiwalled carbon nanotubes，MWCNTs），以厭氧污泥系統(tǒng)—上流式厭氧污泥床(upflow anaerobic sludge blanket，UASB)為作用對(duì)象，探究MWCNTs對(duì)UASB中厭氧污泥系統(tǒng)廢水處理效果及其微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。
　　研究不同濃度(1、20和100 mg·L-1)的MWCNTs短期作用(7 d)對(duì)厭氧污泥系統(tǒng)的影響。結(jié)果表明:1、20和100 mg·L-1的MWCN

3、Ts反應(yīng)器出水中的COD、pH、揮發(fā)性有機(jī)酸(volatile fatty acid, VFA)與對(duì)照組變化規(guī)律一致;其中，100 mg·L-1的MWCNTs可以誘導(dǎo)更快的底物利用率。不同濃度MWCNTs反應(yīng)器的產(chǎn)氣量和甲烷體積分?jǐn)?shù)與對(duì)照組之間相比無顯著差異(p＞0.05)。運(yùn)用修正Gompertz方程擬合甲烷產(chǎn)量曲線以及計(jì)算最大比產(chǎn)甲烷速率（Umax,CH4）和最大比COD去除速率（Umax，COD）表明厭氧產(chǎn)甲烷菌產(chǎn)氣特性沒有受到M

4、WCNTs的影響。掃描電鏡(scanningelectron microscope，SEM)結(jié)果表明大量厭氧微生物被吸附在MWCNTs表面上，其中含100 mg·L-1 MWCNTs的污泥附著效果明顯。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，厭氧微生物表面產(chǎn)生大量胞外聚合物(extracellular polymericsubstances，EPS)。
　　MWCNTs投加到模擬廢水中（濃度為20 mg·L-1）進(jìn)行長(zhǎng)期作用(120d)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明:在

5、水質(zhì)處理上，MWCNTs長(zhǎng)期作用后UASB出水COD的去除與短期作用實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，NH4+-N的去除率先升后降，TP去除率提高29.34％;另外，出水中VFA濃度明顯下降，pH維持在6.5～7.6之間。在產(chǎn)氣效果方面，長(zhǎng)期作用后UASB中的沼氣產(chǎn)量和甲烷含量沒有發(fā)生明顯的變化，沼氣中CO2含量略有降低，沒有H2檢出。在污泥特征的變化上，MWCNTs可以提高厭氧污泥的電導(dǎo)率，同時(shí)測(cè)得長(zhǎng)期作用后污泥中EPS總量在增加。MiSeq測(cè)序結(jié)果表明