目前,我国水资源供给的短缺与现代社会对水量、水质需求间矛盾日益尖锐。小城镇、农村生活污水作为潜在可再利用水资源,具有污水量小、日变化系数大、水质不稳定等特点。如何针对其中的病原体进行高效、绿色、可持续消毒成为时下热门研究话题。分散式污水处理技术被视为应对小城镇、农村面源污染的制胜法宝,得到了广泛的应用。传统集中污水处理所采用的氯系消毒由于无法精准控制消毒剂的投放量,在污水分散处理中并不适用;而紫外及臭氧消毒技术则存在制备成本高、运营管理复杂的问题。生物炭作为一种以废弃物为原料的环保材料,具有制作方便、成本低廉、比表面积大及表面活性高等优点,常作为吸附剂应用于环保领域;而纳米金属颗粒作为一种新型的消毒材料,对微生物具有较强杀灭能力,且无消毒副产物产生的优点。本研究将探究以合理的制备条件将金属纳颗粒负载于花生壳粉生物炭表面,形成“吸附-灭活”耦合除菌效应;并在确定合适制备条件后,将其作为新型的高效除菌填料应用于实际工程中,期以达到90%大肠杆菌去除率。本研究以重庆地区盛产的花生壳为原料,碾磨成粉后进行热解制备花生壳粉生物炭,分别选择Ag、Cu、Zn三种金属及1%、2%、3%三种纳米颗粒负载量进行大肠杆菌去除率及去除机理研究。抗菌实验表明:负载金属种类、金属负载量、热解温度会影响生物炭—纳米金属颗粒的除菌效果。研究结果表明,热解温度及金属负载量相同时,Ag、Cu、Zn三种金属负载的生物炭中负载Ag的生物炭3h及24h内大肠杆菌去除率最高,负载Zn、Cu的生物炭的消毒效果依次减弱。其中700°C烧制的负载量为3%的纳米银颗粒生物炭（700-3-Ag）及500°C制备的负载量为1%的纳米银颗粒生物炭（500-1-Ag）的3h内大肠杆菌去除率达90%以上。而负载Zn、Cu的生物炭3h大肠杆菌去除率均低于Ag,其中负载Zn材料的去除率不及60%,Cu材料最高仅40%左右。300°C制备的材料去除率均较低且同种金属间不同负载量差距不大。500°C作为热解温度时,随金属负载量增加,材料消毒效果减弱,热解温度为700°C时,消毒效果增强。通过流式细胞仪和ICP检测可知,银纳米颗粒生物炭向溶液中释放银离子的数量会受热解温度及银负载量的影响,随着银负载量从1%增加至3%,700°C烧制的纳米银颗粒生物炭3h内灭活的大肠杆菌百分比从22.26%上升至69.82%;500°C制备的纳米银颗粒生物炭3h内灭活的大肠杆菌百分比从13.66%上升至22.09%。纳米银颗粒生物炭的XPS扫描结果表明,填料表面负载的银以单质银及氧化银的形态存在。BET分析表明,热解温度及金属负载量会影响纳米银颗生物炭比表面积及孔径分布从而影响其对大肠杆菌的去除。根据实验数据可推测:纳米银颗粒生物炭的消毒机理包括1)生物炭吸附大肠杆菌,其表面纳米银颗粒与其接触作用杀菌;2)纳米银向溶液中释放银离子杀菌。其中500°C制备的银材料除菌机理偏向第一类,而700°C热解产生的银材料倾向于第二类。从大肠杆菌去除率以及成本角度考虑,最终选择500°C制备负载1%银纳米颗粒的花生壳粉生物炭作为核心填料,用于重庆市九龙坡区含谷镇一体化污水处理装置尾水消毒处理,填料装置设计为连续流,水力停留时间（HRT）30min,日设计处理量约10m3/d。在对填料装置连续30d的监测中,在并不做任何反冲洗清洁措施情况下,大肠杆菌去除率均保持90%以上。在监测除菌效果同时还对水常规指标进行实验室监测。数据显示填料装置对COD具有47%的平均去除率,但对于NH4+-N、NO3--N以及TP等污染物去除率均低于25%,不具备明显去除效果。原因应为小分子污染物不稳定,难以被稳定吸附去除。