盐度冲击下MBR污泥SMP和EPS的三维荧光光谱解析

利用三维荧光(EEM)技术研究了不同盐度冲击下膜-生物反应器(MBR)污泥微生物溶解性产物(SMP)和胞外聚合物(EPS)的变化规律,分析不同盐度冲击下MBR污泥SMP和EPS的EEM图谱.结果表明,当冲击盐度大于2.5g/L时,SMP的EEM图谱中色氨酸荧光峰B(270nm,350nm)、类胡敏酸荧光峰C(375,475nm)、类富里酸荧光峰D(260,460nm)以及EPS的EEM图谱中色氨酸荧光峰B的荧光强度随冲击盐度的提升而增加,EPS的EEM图谱中类胡敏酸C峰的荧光强度则随冲击盐度的提升而下降.用平行因子分析(PARAFAC)方法确定EEM图谱中存在的4个组分,分别为类蛋白质组分C1(230/280,350nm),类胡敏酸组分C2(290/310,380nm)、C3(290/360,460nm)和C4(270/340,440nm);当冲击盐度大于2.5g/L时,SMP中C1、C3和C4组分的荧光强度与冲击盐度呈正相关,而EPS中C3和C4组分的荧光强度分别与冲击盐度呈正相关和负相关,其相关系数均≥0.90;SMP中类蛋白质荧光组分和类胡敏酸组分的荧光强度之和分别与测定的蛋白质含量和胡敏酸含量呈明显的正相关性,相关系数均＞0.93,可作为荧光组分强度定量计算的依据,而EPS中此相关性并不明显.     

ASBR处理食品废水中DOM转化过程的荧光光谱

利用厌氧序批式反应器(ASBR)处理食品废水,结合三维荧光光谱技术考察不同反应时段废水中溶解性有机物(DOM)的光谱特征和物质来源,并建立DOM特征峰荧光强度与氨氮浓度的关系.工艺运行结果表明:食品废水经过ASBR处理后,进水的COD从1100mg/L降至91mg/L,COD去除率达到91.73%,说明ASBR反应器可有效降解食品废水中的有机物质.三维荧光光谱显示,5种物质的特征荧光峰,即高激发波长色氨酸(峰A)、低激发波长色氨酸(峰B)、可见光区富里酸(峰C)、紫外光区富里酸(峰D)、类腐殖酸(峰E).随着厌氧生物处理的进行,峰A、峰B和峰C的荧光强度表现为先增加后减少的趋势;峰D荧光强度表现为微弱增加趋势;峰E荧光强度为先减少后增加趋势.荧光光谱指数FI、HIX、BIX表明,废水具有明显生物源特征.建立高激发波长色氨酸、低激发波长色氨酸特征峰荧光强度与色氨酸荧光强度之和与氨氮浓度在反应周期内的相关性,其相关系数分别为0.8136、0.9390、0.9153,说明可通过三维荧光光谱技术快速监测食品废水厌氧生物处理过程中的氨氮浓度.     

废水DOM荧光强度与COD总氮的相关分析

采用三维荧光光谱技术考察某食品工业废水处理中溶解性有机物(DOM)的荧光光谱特征,并分析DOM各组分转化及来源,以及建立DOM特征峰荧光强度与总氮、COD浓度的关系。三维荧光光谱分析表明,原水中主要存在5种DOM的特征荧光峰,即高激发波长和低激发波长类色氨酸(分别为峰A和峰B)、可见区和紫外区类富里酸(分别为峰C、峰D)和腐殖酸(峰E、峰F和峰G)。荧光光谱参数表明,荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)、生物源指数(BIX)表明食品废水处理过程中DOM具有明显的生物源特征。建立腐殖酸(峰E、峰F和峰G)荧光强度与总氮浓度在处理过程中的相关性,其相关系数分别为0.965 5、0.961 2和0.914 1,以及建立高激发波长类色氨酸荧光强度、低激发波长类色氨酸荧光强度及其荧光强度之和与COD浓度相关关系,其相关系数分别为0.871 9和0.752 5和0.853 2。说明可以借助三维荧光光谱技术快速检测腐殖酸和类色氨酸荧光强度,来判断食品工业废水中总氮和COD处理程度,进而及时快速实现总氮和COD浓度的测定。     

海泡石与生物质炭强化厌氧处理养猪废水

探讨了海泡石与生物质炭投加对于厌氧技术处理养猪废水效能的影响,并通过三维荧光光谱(EEM)与傅里叶红外光谱(FTIR)分析了海泡石与生物质炭对于厌氧污泥溶解性微生物产物(SMP)及胞外聚合物(EPS)组分的影响.结果表明,投加海泡石与生物质炭后,提高了厌氧反应器对COD与氨氮的去除效果,对COD的平均去除率分别提高了10.1%与15.4%,对氨氮的去除率最高分别达到了50.9%和71.5%.对于厌氧污泥SMP而言,投加海泡石后,其FTIR光谱中2930cm~(-1)、1460cm~(-1)处的吸收峰减弱,表明其对养猪废水中大分子有机物的去除效果有一定程度增强;而投加生物质炭后,其EEM光谱中类富里酸(Ex/Em=340nm/420nm)的吸收峰强度降低,从而提高了厌氧反应器出水水质.对于厌氧污泥EPS而言,通过EEM分析可知,投加生物质炭后厌氧污泥中简单类蛋白(Ex/Em=225nm/340nm)吸收峰、色氨酸类蛋白(Ex/Em=280/340nm)吸收峰强度增大,蛋白含量的提高有利于厌氧污泥的絮凝;同时出现了辅酶F420(Ex/Em=420nm/470nm)的吸收峰,这表明加入生物质炭后,厌氧反应器内产甲烷菌活性更佳,为厌氧反应器对养猪废水的高效处理提供了保障.     

膜-生物反应器中溶解性有机物的三维荧光分析

采用三维荧光技术研究了膜-生物反应器(MBR)处理生活污水过程及膜污染物中溶解性有机物(DOM)的变化,并与传统的厌氧/缺氧/好氧(AAO)活性污泥工艺进行了对比.结果表明,生活污水DOM中主要的荧光物质有类蛋白质(荧光峰A和B)及类腐殖质(荧光峰C),经MBR处理后,荧光峰的强度降低了16%~35%,同时类蛋白质的结构也发生了变化.与好氧段滤液相比,溶解性膜污染物中类腐殖质含量较低,主要的荧光物质为分子量较小、共轭性较弱的类蛋白质.AAO工艺中厌氧段加强了对荧光峰A和C的去除,处理过程中类蛋白质结构的变化与MBR工艺有显著不同.     

2-丁烯醛生产废水对厌氧生物处理的毒性

以厌氧颗粒污泥为受试生物、乙酸钠为底物,研究了2-丁烯醛废水的厌氧处理毒性及污泥胞外聚合物(EPS)的组成变化.结果表明,2-丁烯醛废水COD￡850mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)几乎不受影响;当废水COD从2125mg/L提高到4249mg/L时,厌氧颗粒污泥的比产甲烷活性(SMA)从70.5mLCH4/(gVSS·d)降低至9.4mLCH4/(gVSS·d);COD为8499mg/L时,厌氧颗粒污泥的SMA仅为4.7mLCH4/(gVSS·d),且废水中有毒物质表现为杀菌性毒素.随着COD升高,EPS(TOC表征)、多聚糖、蛋白质含量呈现先降低后升高趋势.三维荧光光谱结果显示,不同COD条件下EPS荧光峰数量及位置相同,分别为类酪氨酸荧光峰peak A (λex/λem=275nm/305nm)、类色氨酸荧光峰Peak B (λex/λem=275nm/350nm)、辅酶F420贡献的荧光峰Peak C (λex/λem=415nm/470nm)及类富里酸荧光峰Peak D (λex/λem=335nm/450nm),其中荧光峰peak A和peak B峰强度较强.     

DC反应器处理中药废水过程中出水的光谱分析

采用三维荧光(EEM)与傅立叶红外(FTIR)光谱技术,对不同运行条件下,新型双循环(DC)厌氧反应器处理中药废水的出水情况进行了分析,以期为厌氧反应器的有效监控提供新思路.结果表明,在HRT为24h时,COD去除率为94%左右,平均产气率达到0.37m3CH4/kgCOD,出水的EEM光谱中,Ex/Em=420/470nm处出现了明显的辅酶F420吸收峰;而HRT减少为12h后,虽然COD去除率仍达到90%左右,但出水EEM光谱中,辅酶F420的吸收峰有所降低,并出现了类富里酸的吸收峰,表明不宜再继续减少HRT.当温度由30oC降低为20oC时,温度的变化影响了厌氧污泥的性状,使得出水的FTIR光谱中3400cm-1处的吸收峰由原来的钝峰变为尖峰.而在进水中添加大黄酸后,造成了反应器内有机酸的累积,产甲烷菌活性受到严重影响,出水的EEM光谱中,腐殖酸与类富里酸的吸收峰显著增强.     

工业园区污水厂溶解性有机物转化规律研究

在对某工业园区污水处理厂污染物变化规律分析的基础上,采用紫外-可见、凝胶色谱和三维荧光等指纹图谱手段对溶解性有机物(DOM)特性进行表征。结果表明,该工业园区污水处理厂进水BOD5/COD仅为0.06,水解酸化对可生化性的改善程度不高,经缺氧/厌氧/好氧(倒置AAO)生物处理和混凝沉淀深度处理后,COD去除率仅为25.6%。紫外-可见光谱和凝胶色谱分析表明,水解酸化可将大分子有机物分解成小分子,DOM的分子量分布变宽;混凝沉淀深度处理后DOM中小分子物质所占比例明显增加。DOM中主要的荧光物质包括色氨酸类蛋白质、芳香族类蛋白质、类腐殖酸和类富里酸类物质。水解酸化会降解类腐殖酸和类富里酸类物质,提高芳香族类和色氨酸类蛋白质的含量。倒置AAO工艺会削减类蛋白质物质的强度,提高类腐殖酸和类富里酸物质的含量,混凝沉淀过程则会部分去除荧光类物质。     

间歇生物接触氧化工艺中DOM三维荧光光谱分析

采用三维荧光光谱技术研究间歇生物接触氧化工艺处理城市污水的反应过程中溶解性有机物(DOM)的降解特性及其变化规律,并建立DOM总荧光强度与COD浓度的关系。三维荧光光谱显示:DOM主要由低激发波长色氨酸特征峰(峰A)和高激发波长色氨酸特征峰(峰B)及可见光区富里酸特征峰(峰C)组成。峰A和峰B的荧光强度均在曝气阶段逐渐降低而在停止曝气阶段逐渐增强,峰C的荧光强度在整个反应周期内变化不大,揭示了色氨酸在曝气阶段逐渐被微生物降解,在停止曝气阶段被吸附的大分子有机物分解而增加提供了此阶段反硝化脱氮所需的碳源,而类富里酸属于难降解有机物。荧光指数(f_(450/500))、生物源指数(BIX)和腐殖化指数(HIX)平均值分别为1.75、1.05和1.83,均表明工艺中DOM主要由微生物代谢而产生。DOM总荧光强度与COD浓度关系表明,在曝气、停止曝气阶段分别具有较好的相关性,相关系数R~2分别达到0.966、0.947,说明通过三维荧光光谱技术检测DOM特征峰荧光强度可以快速分析COD浓度变化,为污水处理实时监测及避免二次污染提供技术理论支持。     

利用荧光区域积分法解析鄱阳湖DOM组成及来源

文章采用三维荧光光谱技术结合荧光区域积分(FRI)研究了鄱阳湖典型消落带水体、土壤、植物中的溶解性有机质(DOM)光谱特性,分析了DOM组成、腐质化程度、污染来源与其他水质指标之间的相关性。通过荧光区域积分法将荧光光谱图划分为5大类,进行了区域积分计算及分析。通过分析三维荧光光谱特征峰,探讨了鄱阳湖消落带的水体、土壤、植物中DOM的区别与联系。结果表明:鄱阳湖水体的三维荧光峰主要有4类,湖水的DOM主要为陆源输入为主,受人类活动影响较小。土壤的三维荧光峰主要有6类,A、C、B、T、D、E,且A、C峰强度较水体中较强,类蛋白峰相比水体较弱;土壤中DOM腐质化程度高,且分子量较大;植物中含有荧光峰种类更多,且有植物蛋白,植物中的DOM的含量较水体和土壤高。龙口南荻和龙口芦苇的r_(A/E)、r_(C/E)1,类富里酸物质含量小于类色氨酸物质。其余的植物样品中r_(A/E)、r_(C/E)1,DOM中类富里酸物质含量大于类色氨酸物质。     

模拟废水高温厌氧消化出水中SMP的特性研究

为考察废水高温厌氧消化出水中溶解性微生物产物(SMP)的特性,采用高温厌氧序批式反应器处理葡萄糖模拟废水,运用尺寸排除色谱(SEC)分离厌氧消化出水溶解性有机物(DOM),结合溶解性有机碳(DOC)、UV254吸光度和三维荧光光谱分析方法,对不同分离组分进行了定性和定量研究.结果表明,SMP在出水DOM(356mg/L,以DOC计)中占90.8%,其在高分子量(MW)(10k~100kDa)、中等MW(1k~10kDa)和低MW(<1kDa)内的含量分别为46.8%、45.4%和7.8%.高MW内的SMP比中等、低MW内的SMP有更高的芳香度.废水高温厌氧消化出水中SMP的荧光物质以高的酪氨酸类物质含量,低的富里酸和腐殖酸类物质含量为主要特征.低MW区域的SMP主要包括酪氨酸类物质,而富里酸和腐殖酸类物质主要集中于中等MW区域,色氨酸类和微生物副产物类物质在各MW区域内均有分布.高、中等MW区域(不含630Da相似文献   

Function of anaerobic portion in a conventional sequencing batch reactor

The performance of SBRs treating two kinds of wastewater(synthetic wastewater containing polyvinyl alcohol and effluent from a coke-plant wastewater treatment system)was investigated in this study,in order to examine the exact function of anaerobic portion in a conventional SBR.The set up of 4-or 8-hour anaerobic mixing period in a SBR's cycle did not benefit for PVA degradation.While an anaerobic reactor seeded with anaerobic sludge could partly hydrolyse and acidify PVA into readily-degradable intermediates.During the anaerobic fill period of an SBR treating the effluent from a coke-plant wastewater treatment system,the organic concentration was reduced to certain extent due to the adsorption of activated sludge and dilution of the mixed liquor from the previous cycle.Parts of readily-degradable organics in the influent were utilised by denitrifiers as carbon source.The biomass in a conventional SBR was alternatively imposed to aerobic and anaerobic conditions in its operating cycle,the environmental conditions needed for anaerobic hydrolization and acidification of refractory organics could not occur in such an SBR.     

厌氧UASB－好氧工艺处理染料废水的研究

报道厌氧,好氧工艺处理染料废水的试验结果,厌氧段采用ＵＡＳＢ反应器,好氧段采用普通活性污泥法。试验结果表明,进水ＣＯＤ１１５０－１３００ｍｇ／Ｌ色度５００倍的染料废水,在厌氧段停留６－１０ｈ,可获得６０％以上的ＣＯＤ去除率,色度降到５０－１００倍,后续曝气６ｈ,总ＣＯＤ去除率可达８５％－９０％,色度降至２０倍左右,进出水的光谱分析揭示,染料废水的脱色主要发生在厌氧段,并且通过生物降解作用来实现。从     

厌氧UASB－好氧工艺处理染料废水的研究

报道厌氧－好氧工艺处理染料废水的试验结果。厌氧段采用ＵＡＳＢ反应器，好氧段采用普通活性污泥法。试验结果表明，进水ＣＯＤ１１５０—１３００ｍｇ／Ｌ、色度５００倍的染料废水，在厌氧段停留６—１０ｈ，可获得６０％以上的ＣＯＤ去除率，色度降到５０—１００倍。后续曝气６ｈ，总ＣＯＤ去除率可达８５％－９０％，色度降至２０倍左右。进出水的光谱分析揭示，染料废水的脱色主要发生在厌氧段．并且通过生物降解作用来实现。从这些结果得出，ＵＡＳＢ－好氧工艺是处理染料废水的一种经济有效的方法。     

外循环流化床处理含染料废水的工艺条件研究

利用活性炭为载体的外循环三相生物流化床,采用厌氧、好氧组合工艺对含染料废水进行处理实验,结果表明：活性炭载体填充量15 g/L为最佳用量,与流化床的流体混合特性吻合;得到最优化处理流程,包括一次性进水厌氧A（总计4 h,其中进水5 min）-好氧O（4 h）-沉淀（1 h）-出水闲置（3 h）,周期12 h。COD进水浓度较高时,其去除率89.4%;COD进水浓度较低时,其去除率82.3%;色度去除率接近100%;NH4-N去除率达60%以上,总容积负荷0.052 kg NH4-N/m3.d。为了保证高效的脱色效果,出水闲置阶段不应低于3h。     

模拟城市污水在厌氧、缺氧以及好氧反应器中的毒性削减研究

采用发光细菌法测定城市污水毒性,并研究了模拟城市污水分别在厌氧、缺氧、好氧条件下的毒性削减情况.试验采用人工配水,其中添加了甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、吲哚、吡啶、环己酮、苯丙酸7种有毒有机物.并用GC-MS检测上述有机物在不同生物处理过程中的降解情况及出水有机物的变化情况.结果表明,模拟城市污水经厌氧生物处理后毒性增大(HRT≤10h);缺氧生物处理对模拟城市污水的毒性略有削减;而好氧生物处理对模拟城市污水的毒性削减能力较强,效果明显.     

ASBR-SBR工艺处理养猪场废水

在实验室条件下，利用两个序批式反应器，即厌氧SBR——好氧SBR系统对养猪场废水进行生物处理以去除其有机碳和氮，周期长度为24小时。在厌氧反应器中，流入的是原废水和好氧反应器的部分出水回流液，有机碳的厌氧分解伴随着反硝化过程。在好氧反应器中，更多的有机碳被去除，氨主要氧化成亚硝酸根，当混合液溶解氧浓度很低时，在好氧反应器中的进水阶段也有反硝化现象。测试了从l到3的3个循环比条件下的出水情况，在不同的测试条件下整个过程的平均表现为：TOC去除8l-91％，TKN去除85—91％。最初使用的是低的循环比，出水中仍含有10-28％的TKN，循环比R越高，TN的去除率越高，最终出水中NOx^-——N的浓度越低。