纳米氧化锌粒径效应对人工湿地运行性能的影响

作者：王文悦; 胡添湉; 于丽华; 马春云; 孔范龙; 王森^*

来源：环境工程学报, 2021, 15(12): 3895-3906.

• 纳米氧化锌
• 粒径效应
• 人工湿地
• 堵塞
• 微生物群落

为考察ZnO NPs粒径效应对人工湿地运行性能的影响,在进水COD约为216.00 mg·L-1、总氮约为11.10 mg·L-1和总磷约为3.84 mg·L-1的条件下连续运行126 d,对暴露于不同粒径ZnO NPs(10.00 mg·L-1)的人工湿地脱氮除磷性能、填料渗透系数、胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)产量和特性以及微生物群落结构和多样性的变化进行了研究。结果表明:与对照组(未投加ZnO NPs)相比,进水中投加15、50和90 nm ZnO NPs后,人工湿地对COD的去除率分别下降了8.73%、7.55%和6.97%;氨氮和总氮的去除率分别下降了21.96%和10.95%、17.75%和10.00%以及15.34%和3.78%。高通量测序结果表明,ZnO NPs粒径越小,对硝化菌属Thauera的抑制作用越明显。投加ZnO NPs后,其释放的Zn2+会与水中磷酸盐结合生成磷酸锌等不溶物,同时会增加异养硝化菌Acinetobacter的相对丰度,从而导致总磷的去除率比对照组提高了42.49%～56.38%。此外,与对照组(97.18mg·g-1)相比,投加15、 50和90nm的ZnONPs后EPS的产量分别增加到212.97、 156.30和128.53 mg·g-1。EPS分泌量的增大,导致填料渗透系数快速降低,在运行83 d后分别下降了71.17%、67.83%和37.50%。

• 单位
  环境科学与工程学院; 青岛大学