纳米氧化锌对污水生物除磷作用及微生物群落的影响

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1、硕士学位论文纳米氧化锌对污水生物除磷作用及微生物群落的影响IMPACTSOFZINCOXIDENANOPARTICLESONSEWAGEBIOLOGICALPHOSPHORUSREMOVALANDMICROBIALCOMMUNITY王未青哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：X703学校代码：10213国际图书分类号：628密级：公开工学硕士学位论文纳米氧化锌对污水生物除磷作用及微生物群落的影响硕士研究生：王未青导师：王树涛申请学位：工学硕士学科：环境科学与工程所在单位：市政环境工程学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Class

2、ifiedIndex:X703U.D.C:628DissertationfortheMasteralDegreeinEngineeringIMPACTSOFZINCOXIDENANOPARTICLESONSEWAGEBIOLOGICALPHOSPHORUSREMOVALANDMICROBIALCOMMUNITYCandidate：WangWeiqingSupervisor：WangShutaoAcademicDegreeAppliedfor：EnvironmentalScienceandEngneeringSpeciality：SchoolofMunic

3、ipalandEnvironmentalEngineeringAffiliation：June,2015DateofDefence：HarbinInstituteofTechnologyDegree-Conferring-Institution：EnvironmentalScienceandEngneering哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要纳米材料在工业生产和日常生活用品（如半导体和化妆品）中的广泛应用，使其无可避免的进入到了市政污水中，进而进入污水处理厂。很多纳米颗粒具有抗菌性（比如ZnO-NPs、Ag-NPs、TiO2-NPs），因此纳米颗粒可能

4、会给污水处理厂的正常运行造成冲击。本文以ZnO-NPs为研究对象，主要研究了不同浓度ZnO-NPs对污水处理系统生物除磷作用及微生物群落的影响，以预测ZnO-NPs对水处理系统处理效能的冲击作用。设定投入系统ZnO-NPs的浓度为1、5、10、20mg/L，考察纳米颗粒短期暴露（8h）和长期暴露（10d）对生物除磷系统的影响情况。实验选取稳定运行的SBR系统为要研究的污水处理系统。SBR以厌氧-好氧形式运行，以达到稳定的除磷效果。ZnO-NPs短期暴露条件下，1、5mg/LZnO-NPs对于系统最终除磷没有产生消极影响，10、20mg/LZnO-NPs则

5、使系统厌氧释磷量相比空白有所降低，使好氧吸磷过程速率减慢，去除率降低。1mg/LZnO-NPs对生物除磷过程中PHA和糖原的转化没有产生影响，加入5、10、20mg/LZnO-NPs的系统中PHA在微生物中的含量相比空白有了增多，糖原的分解和合成活动较空白有了增强。ZnO-NPs长期暴露条件下，1、5mg/LZnO-NPs对于SBR除磷没有明显影响，10、20mg/LZnO-NPs产生的负面影响明显，两系统较空白厌氧释磷量减少，出水中SOP含量不符合一级B出水标准。10、20mg/LZnO-NPs对PPX，PPK的活性，呼吸速率，EPS的产量，质膜完整性

6、及系统内MLSS，MLVSS含量都产生了一定程度的抑制或破坏，且随加入ZnO-NPs浓度的增加，破坏作用增强。1、5mg/LZnO-NPs对上述指标都没有产生抑制。高通量测序分析微生物群落多样性显示，加入10mg/LZnO-NPs颗粒促使微生物多样性增加，而高浓度的ZnO-NPs（20mg/L）对于系统的冲击性很大，微生物已不能做出调整抵抗冲击；群落差异性分析表明系统内微生物群落受到ZnO-NPs的影响，出现了群落聚类上的差异，且纳米颗粒浓度越大，差异越明显；通过物种分类分析发现，加入纳米颗粒后群落优势菌群Proteobacteria，Bacteroid

7、etes，Actinobacteria在群落中的占比都产生了变化，聚磷菌（Rhodocyclales）丰度减少，聚糖菌从属细菌（Alphaproteobacteria和Gammaproteobacteria）的丰度增加，因而导致系统生物除磷作用的失败。此外加入ZnO-NPs增加了对重金属具有抗性的细菌Zoogloea的丰度，降低了与活性污泥膨胀有关的细菌Haliscomenobacter的丰度。--I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键词：ZnO-NPs；生物除磷；微生物群落--II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractNanoparticle

8、s(NPs)arewidelyappliedinmanycommercialin