强化生物除磷过程中聚β羟基烷酸酯的红外光谱分析(英文)

强化生物除磷是废水生物除磷的主要技术手段。在厌氧与好氧交替运行的反应过程中，污泥中聚β羟基烷酸酯（PHA）经历了厌氧储存和好氧降解的过程，其位于1740 cm^-1吸收峰亦呈现出先增强后减弱的变化。通过比较PHA标准品的红外光谱图，实现了活性污泥PHA的红外特征归属，1740 cm^-1红外吸收峰源于PHA羰基特征吸收。利用高斯分峰法将相互重叠的PHA 峰、蛋白质Ⅰ峰和蛋白质Ⅱ峰进行了分离， PHA与蛋白质Ⅰ峰的峰面积比值与PHA测定值有较好相关性，相关系数可达0．873，峰面积比值可反映污泥中PHA的变化趋势。选取1480～1780 cm^-1区域红外光谱，经过归一化处理并转化为吸光度数据后，结合污泥样品PHA含量的色谱分析结果，应用偏最小二乘法建立了污泥样品红外光谱与PHA含量的关系模型，模型预测值与测量值具有较好的一致性，结合未知浓度活性污泥样品的红外光谱以及该关系模型，可以迅速预测未知污泥样品中的PHA含量。该方法的研究为污泥胞内PHA的快速表征和定量分析提供了新的分析方法。

基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义.采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(i PLS、si PLS、bi PLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(si PLS)将全光谱等分为30个子区间,联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C—H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关.改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.