纳米银对好氧硝化颗粒污泥储存后性能恢复的影响

摘要

随着纳米技术以及纳米材料的广泛应用，大量纳米粒子被释放进入水环境，从而对人体健康和水生生物产生不利的影响。目前关于纳米材料对污水生化处理系统影响的研究还很有限，本实验考察了纳米银对好氧硝化颗粒污泥性能恢复过程的影响，包含好氧硝化颗粒污泥的物理特性和相关微生物活性等内容。把好氧硝化颗粒经过处理后放在冰箱中储存3个月左右时间，颗粒污泥由土黄色逐渐变化为灰黑色状态，粒径大小及沉降性能等储存前后均无明显差异。然后把这些硝化颗粒加入到3个SBR反应器中重新运行，投加纳米银溶胶，使得对应纳米银的浓度分别为0、1、5mg/L。观察颜色变化，其分别在7天、10天、30天后由灰黑色转变为土黄色，这时外观颜色基本恢复;在氨氮去除率方面，与对照组相比，含有1mg/L和5mg/L的纳米银的颗粒污泥氨氮去除效率分别在第15天和第27天达到95％以上。另外，在COD去除率方面，含有1mg/L纳米银的进水条件下，与对照组COD处理情况几乎相同，其去除效率可高达90％以上，这种情况表明低浓度的纳米银对COD的去除效率没有显著影响，但是当纳米银的含量增加到5mg/L时，COD的去除效率短期内出现了较明显的转变，在6天的时间内从56％逐渐增长到90％，这样的实验结果表明高浓度的纳米银会对COD的去除效率产生短期的抑制影响。微生物的活性恢复方面，经过相应时间的恢复，氨氧化细菌的活性都能恢复到原水平90％的状况，对应纳米银的浓度0、1、5mg/L，活性恢复时间分别需要10天、16天和28天。随后的研究结果表明对氨氮去除效率的抑制与高浓度的纳米银在处理水中释放的银离子浓度息息相关，这种纳米银溶胶释放的银离子可能是抑制颗粒污泥硝化过程的关键因素。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米银

1．1．1 纳米银的主要特点

1．1．2 纳米银的制备方法

1．1．3 金属纳米材料的毒性危害

1．2 好氧颗粒污泥的研究

1．2．1 好氧颗粒污泥的特点

1．2．2 好氧颗粒污泥形成机理

1．2．3 好氧颗粒污泥稳定性的影响因素

1．2．4 好氧颗粒污泥的储存及性能恢复

1．3 本论文研究的目的、意义、内容

1．3．1 研究的目的和意义

1．3．2 研究的内容

第二章 实验装置与方法

2．1 实验装置及操作参数设定

2．2 进水水质与接种污泥

2．3 纳米银的制备和表征

2．3．1 纳米银的制备方法

2．3．2 纳米银的表征

2．4 分析测试项目与方法

2．4．1 常规分析测试项目

2．4．2 好氧颗粒污泥的粒径分布

2．4．3 好氧颗粒污泥的形态观察

2．4．4 好氧颗粒污泥沉降速率测定

2．4．5 好氧颗粒污泥比耗氧速率(SOUR)

第三章 纳米银对好氧硝化颗粒污泥理化性能恢复的影响

3．1 好氧硝化颗粒污泥的形貌

3．1．1 好氧硝化颗粒污泥的颜色变化

3．1．2 好氧硝化颗粒污泥的微观结构变化

3．2 好氧硝化颗粒污泥的沉降性能

3．2．1 好氧硝化颗粒污泥的沉降速率和粒径变化

3．2．2 好氧硝化颗粒污泥的污泥浓度及污泥体积指数

3．3 本章小结

第四章 纳米银对好氧硝化颗粒污泥处理性能恢复的影响

4．1 好氧硝化颗粒污泥对污染物的去除效率

4．2 好氧硝化颗粒污泥反应器的周期实验

4．3 好氧硝化颗粒污泥的比耗氧速率(SOUR)

4．4 本章小结

第五章 纳米银对好氧硝化颗粒污泥的抑制机理

5．1 批量实验：Ag NPs对颗粒污泥的影响

5．2 结果与讨论

5．2．1 Ag NPs、Ag+、释放的Ag+对氨氮去除效率的影响

5．2．2 Ag NPs、Ag+、释放的Ag+对亚硝酸盐积累的影响

5．2．3 Ag NPs对去除效果影响的机理探讨

第六章 结论与建议

结论

建议

参考文献

致谢

学位论文评阅及答辩情况表