多壁碳納米管對厭氧污泥系統(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，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，消費后的廢物會被遺棄到環(huán)境中，使得其環(huán)境負荷和風險增加。當前研究表明許多納米材料對人體健康存在威脅，當這些納米顆粒進入到水環(huán)境中時，會通過各種途徑進入到污水處理系統(tǒng)，作為新型污染物可能會給污水處理系統(tǒng)帶來風險，這引發(fā)了國內(nèi)外學者的高度重視。針對這一問題，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)為作用對象，探究MWCNTs對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)性有機酸(volatile fatty acid, VFA)與對照組變化規(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)氣量和甲烷體積分數(shù)與對照組之間相比無顯著差異(p＞0.05)。運用修正Gompertz方程擬合甲烷產(chǎn)量曲線以及計算最大比產(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）進行長期作用(120d)實驗，結(jié)果表明:在

5、水質(zhì)處理上，MWCNTs長期作用后UASB出水COD的去除與短期作用實驗結(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，同時測得長期作用后污泥中EPS總量在增加。MiSeq測序結(jié)果表明