本文關(guān)鍵詞：正滲透膜—生物反應(yīng)器對(duì)銀納米顆粒的去除及其過(guò)程中的膜污染機(jī)制研究

  更多相關(guān)文章： 銀納米顆粒 蛋白質(zhì) 正滲透膜 正滲透膜生物反應(yīng)器 膜污染

【摘要】：近年來(lái),納米顆粒由于其獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,其中銀納米顆粒(Ag NPs)在抗菌殺毒方面是最有前景的金屬納米材料之一,微量的Ag NPs即可對(duì)生物造成毒害影響。含有Ag NPs的產(chǎn)品在使用過(guò)程中會(huì)釋放出部分Ag NPs,且最終匯聚到進(jìn)入自然環(huán)境的最后一道屏障--污水處理廠。考慮到Ag NPs對(duì)環(huán)境的潛在危害,在污水處理過(guò)程中有效的去除Ag NPs就成為污水處理工藝的新要求。然而,目前傳統(tǒng)的污水處理工藝難以實(shí)現(xiàn)納米顆粒的高效去除。近年來(lái),正滲透(FO)過(guò)程及其與生物處理結(jié)合的正滲透膜-生物反應(yīng)器(OMBR)工藝,由于具有截留性能好、膜污染趨勢(shì)小、能耗低等優(yōu)勢(shì),在海水淡化和污水回用等領(lǐng)域得到了廣泛關(guān)注�？紤]到FO膜的高截留性能,FO及其組合工藝被認(rèn)為可以有效地從污水中去除Ag NPs。然而,目前尚未有關(guān)于FO膜對(duì)Ag NPs的去除效率及其影響因素和去除過(guò)程中膜污染機(jī)制的研究報(bào)道�；诖�,本文借助FO實(shí)驗(yàn)裝置考察了FO膜對(duì)Ag NPs的截留效果,分析了Ag NPs與特征有機(jī)污染物牛血清白蛋白(BSA)單一及復(fù)合時(shí)FO膜的污染機(jī)制,并進(jìn)一步研究了Ag NPs對(duì)FO膜與生物技術(shù)結(jié)合的OMBR運(yùn)行性能、微生物種群和FO膜污染的影響,主要內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)構(gòu)建小試規(guī)模的FO連續(xù)運(yùn)行裝置,考察FO膜對(duì)Ag NPs的截留效果。結(jié)果表明,聚酰胺復(fù)合薄膜(TFC)和三醋酸纖維膜(CTA)膜在處理1.0 mg/L和5.0 mg/L的Ag NPs時(shí),對(duì)Ag NPs的截留率均高達(dá)99.4%以上。關(guān)于Ag NPs對(duì)FO膜運(yùn)行性能的影響結(jié)果表明,1.0 mg/L的Ag NPs對(duì)TFC和CTA膜的運(yùn)行通量影響不大,但當(dāng)濃度提高至5.0 mg/L時(shí)通量水平整體較低,下降趨勢(shì)更明顯,且TFC膜較CTA膜通量衰減更嚴(yán)重。(2)選取BSA為特征有機(jī)物,考察Ag NPs和BSA單一及復(fù)合對(duì)FO膜運(yùn)行性能的影響以及Ag NPs和BSA之間的相互作用。結(jié)果表明,在單一Ag NPs作為原料液時(shí),FO膜通量在實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)即有明顯的下降趨勢(shì),且隨著Ag NPs濃度的增加,沉積在FO膜面的Ag NPs的量增多,通量衰減更嚴(yán)重。然而,隨著原料液中BSA的添加,FO膜通量的衰減減小,且沉積在膜面Ag NPs的量也減少,有效緩解了Ag NPs引起的膜污染。這主要是由于Ag NPs表面納米顆粒-蛋白冠的形成,通過(guò)空間位阻效應(yīng)可防止Ag NPs團(tuán)聚沉積。同時(shí),激光共聚焦顯微鏡(CLSM)結(jié)果表明,沉積在膜面的BSA在加入Ag NPs后,含量變少且僅呈點(diǎn)狀分布,這可以歸因于Ag NPs在BSA表面的吸附破壞了BSA部分α-螺旋二級(jí)結(jié)構(gòu)。此外,BSA和Ag NPs之間的相互作用不僅存在于溶液中,而且發(fā)生在FO膜表面。(3)以處理生活污水的耦合微濾(MF)膜的OMBR為依托,選取性能優(yōu)良的TFC材質(zhì)的FO膜,同時(shí)運(yùn)行空白對(duì)照組和投加1.0 mg/L的Ag NPs組,結(jié)果表明,MF膜的引入可有效緩解OMBR的鹽度累積問(wèn)題。Ag NPs的連續(xù)加入導(dǎo)致污泥上清液中NH4+-N濃度增加,同時(shí)反應(yīng)器內(nèi)的EPS含量持續(xù)增加,但MF和FO的出水整體較穩(wěn)定。Ag NPs投加后,FO膜的整體通量保持在較高水平,污染膜表面的總細(xì)胞、蛋白質(zhì)、ɑ-D-吡喃多糖及β-D-吡喃多糖等有機(jī)和生物污染物都顯著減少,可以有效緩解FO膜面的生物和有機(jī)污染。微生物種群的分析結(jié)果表明,Ag NPs的加入導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)的生物群落的豐度減少,但多樣性有所增加;而膜面生物群落的豐度和多樣性都大幅度減小。Ag NPs在反應(yīng)器內(nèi)分布的測(cè)定結(jié)果表明,污泥上清液中并未有明顯的Ag NPs富集現(xiàn)象,大部分的Ag NPs被活性污泥吸附。
【學(xué)位授予單位】：江南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：X703

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李國(guó)平,羅運(yùn)軍,譚惠民;以樹(shù)形分子為模板制備銀納米顆粒[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2004年12期

2 吳青松,趙巖,張彩碚,李峰;片狀三角形銀納米顆粒的自組織行為與光學(xué)特性[J];物理學(xué)報(bào);2005年03期

3 沈劍滄;;銀納米顆粒的合成與表面增強(qiáng)拉曼光譜[J];蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年05期

4 闕彩紅;滿石清;;堿石灰玻璃表面長(zhǎng)方形銀納米顆粒的制備與表征[J];光譜實(shí)驗(yàn)室;2010年03期

5 張立云;沈晴;宋榮利;郭維;;銀納米顆粒表面電場(chǎng)增強(qiáng)的研究[J];價(jià)值工程;2011年14期

6 林源;林麗芹;林文爽;黃加樂(lè);何寧;王海濤;孫道華;李清彪;;中草藥還原法制備銀納米顆粒及其抗菌性能[J];精細(xì)化工;2011年08期

7 周麗麗;馬忠權(quán);杜匯偉;丁虎;石建偉;楊潔;;織構(gòu)單晶硅表面上銀納米顆粒的制備及其反射性質(zhì)研究[J];光電子技術(shù);2012年03期

8 鄭守國(guó);李淼;張健;曾新華;Jerome Plain;Renaud Bachelot;喬雷;;光纖聚合物探針在非均勻電磁場(chǎng)下的銀納米顆粒極化效應(yīng)[J];發(fā)光學(xué)報(bào);2013年05期

9 蔡娜;袁智勤;杜翼;何彥;;聚乙烯亞胺修飾的銀納米顆粒的制備研究及在肝素檢測(cè)中的應(yīng)用[J];化學(xué)傳感器;2013年03期

10 翟超;唐軍;溫?zé)w;薛晨陽(yáng);劉俊;丁宇凱;曹衛(wèi)達(dá);;銀納米顆粒的物理可控生長(zhǎng)技術(shù)[J];儀表技術(shù)與傳感器;2014年01期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王青;楊文娟;羊小海;王柯敏;;生物合成的高穩(wěn)定性銀納米顆粒及其表征[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第04分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

2 曹淑妍;吳雪梅;馬士禹;張?jiān)破G;陳邦林;;銀納米顆粒表面覆蓋度對(duì)葡萄糖氧化酶活性的影響[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第4分會(huì)：膠體分散與多組分體系[C];2013年

3 洪俊;聶秋華;王公平;徐鍵;戴世勛;;金銀納米顆粒的制備和表征及其摻雜玻璃三階非線性研究進(jìn)展[A];中國(guó)硅酸鹽學(xué)會(huì)特種玻璃分會(huì)第三屆全國(guó)特種玻璃會(huì)議論文集[C];2007年

4 江秀梅;王黎明;陳春英;;銀納米顆粒對(duì)中國(guó)倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞的細(xì)胞毒性機(jī)制研究-持續(xù)的細(xì)胞攝入及胞內(nèi)降解和轉(zhuǎn)化[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第35分會(huì)：納米生物醫(yī)學(xué)中的化學(xué)問(wèn)題[C];2014年

5 胡波;王侃;俞書宏;;微波輔助“綠色”合成銀納米顆粒[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第26屆學(xué)術(shù)年會(huì)無(wú)機(jī)與配位化學(xué)分會(huì)場(chǎng)論文集[C];2008年

6 陳斌斌;劉海;王健;黃承志;;果汁制備的穩(wěn)定的銀納米顆粒及其應(yīng)用[A];化學(xué)與創(chuàng)新藥物——2013年中國(guó)化學(xué)會(huì)產(chǎn)學(xué)研合作研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2013年

7 詹蕾;黃承志;;三磷酸胞苷包被銀納米顆粒探針比色法檢測(cè)環(huán)境重金屬離子[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第9分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

8 馬士禹;穆勁;陳邦林;;葡萄糖氧化酶與銀納米顆粒的相互作用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十一屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

9 高敏杰;孫磊;;不同粒徑水溶性銀納米顆粒的制備及其抗菌性能研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第12分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

10 李慧s，

本文編號(hào)：1253518