負(fù)載納米二氧化鈦對好氧顆粒污泥的影響及對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)常使用的磺胺類藥物。由于該藥的用量逐年增大，環(huán)境中經(jīng)常檢測到該物質(zhì)濃度超標(biāo)，這嚴(yán)重威脅著水環(huán)境生態(tài)平衡和人類健康，所以目前針對如何高效降解磺胺類廢水的研究越來越多。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、析其對水中的納米二氧化鈦的吸附機(jī)理及二氧化鈦負(fù)載對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射線能譜分析(EDS)、激光共聚焦熒光顯微鏡(CLSM)等方法對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的過程更符合偽二級動力學(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)震蕩過程中脫落的P25幾乎可以忽略不計(jì)，這說明P25和顆粒污泥結(jié)合比較牢固。通過對EPS中PN，PS和活死細(xì)胞的測定發(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，并且不會對AOB造成太大影響。紫外線照射促進(jìn)了SD的光降解，降解過程中生成了部分中間產(chǎn)物，主要包括:2-AP和4-APS，氨