LC-OCD分析活性焦吸附-生物降解去除稠油废水中DOC的历程

采用液相色谱-有机碳测定仪(LC-OCD)分析活性焦吸附-生物降解去除稠油废水中溶解性有机碳的历程。结果表明,稠油废水中的溶解性有机物,除含有大量矿物油和有机表面活性剂外,还含有微量生物聚合物和少量腐殖酸及腐殖酸的降解产物;活性焦吸附-生物降解工艺对稠油废水中DOC的去除率为85.6%,其中HOC和CDOC分别占40.8%和44.8%。HOC和CDOC总去除率分别为92.73%和80%,活性焦吸附去除42.4%DOC,其中预吸附和后吸附分别去除24.0%和18.4%,预吸附主要去除HOC和OA,后吸附主要去除NEU。生物降解去除43.2%的DOC,主要是HOC、NEU、OA和BP。活性焦吸附-生物降解降解稠油废水容易去除的DOC是HOC、OA、BP和NEU,比较难去除的DOC为HS和BB。

污泥厌氧过程中磷释放与SMP特性研究

以城市污水处理厂剩余污泥为实验污泥,研究污泥厌氧过程中磷释放和溶解性微生物代谢产物(SMP)的变化特性,检测了不同厌氧时长下总磷(TP),SMP中蛋白质与多糖含量,利用三维荧光光谱与液相色谱-有机碳测定仪(LC-OCD)进一步探究了SMP的组分分布状况,应用灰色关联度分析了TP与各组分的相关性.结果表明:随着厌氧时间延长,蛋白质,多糖浓度逐渐增加,TP浓度呈现先增大后减小的趋势,TP浓度在厌氧4d最高,达到14.15mg/g VSS,说明污泥厌氧过程中存在最优释磷时间;将三维荧光光谱分为7个荧光区域,平行因子(PARAFAC)分析表明紫外光区类富里酸和类腐殖酸物质荧光强度随着厌氧时间的延长逐渐增大,微生物代谢产物的荧光强度先增大后减小;SMP中生物高聚物和腐殖酸(Humics)等大分子物质浓度逐渐增大,中分子前驱物呈现先增大后减小的趋势,而小分子物质呈现先减小后增大的趋势;蛋白质、多糖和Humics浓度与TP浓度的关联性显著.研究结果可为优化污泥厌氧释磷,提高磷回收效率提供理论支持.

A^(2)O工艺处理城市污水过程中DOM组分变化分析

为探究城市污水处理过程中溶解性有机物(DOM)组分的变化,采用LC-OCD检测技术与三维荧光光谱技术对A^(2)O工艺处理城市污水过程中DOM的组分变化进行分析.结果显示:城市污水在A^(2)O工艺处理过程中,Biopolymers、LMW Acids与LMW Neutrals在厌氧池和缺氧池被大量利用,其中Biopolymers与LMW Acids在缺氧池基本消耗完全,LMW Neutrals削减率达到85%.大分子量物质与小分子量物质沿程大量削减,中分子量物质削减率较低.其中LMW Neutrals、Humic Subst与Building Blocks是出水中COD的主要贡献者.三维荧光数据通过PARAFAC与FRI进行分析,其中PARAFAC法解析出3个组分,包括1个类蛋白质组分与2个类腐殖酸组分,PARAFAC确定的C2组分与FRI划分的区域Ⅰ、区域Ⅱ代表的类蛋白质等物质与区域Ⅲ代表的微生物代谢产物在厌氧池与缺氧池被大量利用.好氧池微生物的生长代谢导致C2组分与区域Ⅲ代表的微生物代谢产物在好氧池出水中有少量增加.此外,区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅲ的标准积分体积在二沉池出水中增加,表明这3个区域代表的物质的增加导致了二沉池出水COD增加.相关性分析结果表明,PARAFAC分析出的C2、C3组分与FRI确定的区域Ⅰ、区域Ⅱ、区域Ⅳ、区域Ⅴ积分标准体积及总积分标准体积与COD、DOC呈显著相关关系.

灞河溶解性有机质三维荧光光谱特征及相对分子质量分布研究

为了研究溶解有机质(DOM)与水质的相关性,联合应用三维荧光光谱(3D-EEMs)和液相-有机碳-有机氮检测(LC-OCD-OND)技术,在河流上游源区、中游城镇与下游城市河段设置16个采样点,结合人类活动及河流地貌特征对灞河流域的影响,研究了西安市灞河水体DOM。结果表明,河水DOM主要由生物大分子、腐殖质类物质、腐殖质降解产物和低分子中性物质组成,平均质量浓度分别为0.157 mg/L、1.746 mg/L、0.478 mg/L、0.361 mg/L。类腐殖荧光物质(紫外光区富里酸和类腐殖酸)主要集中在相对分子质量为1000~20000的腐殖质类物质中,占DOM总量的46.5%;类蛋白荧光物质(可见光区色氨酸和酪氨酸)主要分布在相对分子质量大于20000的生物大分子和相对分子质量小于350的低分子中性物质中,约占DOM总量的15.1%。从源头到入灞河口,河水DOM含量水平由高到低的顺序为城市河段、城镇河段、源区河段。灞河水体总体腐殖化程度较弱,陆生源DOM贡献较小,下游城市河段DOM中自生源指数(BIX)相对较高,微生物及藻类代谢活动旺盛,新生自生源较多。下游污水处理厂出水对灞河下游水体中DOM组成及水质的变化具有关键作用,影响河水营养状态的潜在因子包括TN、EC、DO、生物大分子、腐殖质类物质和低分子中性物质。因此,3D-EEMs及LC-OCD-OND联用技术可以用来表征河流水质的空间异质性,并对污染物组分进行定量化判别和来源解析。

分子量分级法在水处理工艺表征中的应用

同等分子量和物理化学性质相近的分子在同一水处理工艺中具有类似的去除效果,因此,分子量分级法被广泛应用于水处理工艺表征及工艺评价研究中。目前常用的分子量分级方法有超滤膜法、凝胶色谱法(GPC)以及液相色谱-有机碳测定仪(LC-OCD)法。超滤膜法因为设备简单、操作方便被广泛应用,并与树脂法联用来分离不同分子量不同物化性质的有机分子;GPC法较超滤膜法,可实现更为精细的分子量区间确认;LC-OCD凭借优良的分离定量性能及高灵敏度,近年来在国际上被广泛应用于多种水处理工艺的机理研究。针对不同检测手段的特点,总结了分子量分级法在水处理工艺诊断中的应用现状并得到相关科学结论,以此来指导水处理的工艺选择和工艺改进。

预臭氧氧化对混凝沉淀过程中有机物去除的影响

考察了臭氧强化混凝沉淀对溶解性有机物(DOM)去除的影响,针对长荡湖原水、直接沉后水、预臭氧出水和臭氧沉后水四种水样,利用液相色谱-有机碳检测仪(LC-OCD)和傅里叶变换离子回旋共振质谱仪(FT-ICR MS)等从不同层面探究DOM的演变。经试验确定,预臭氧和聚合氯化铝(PAC)的最佳投加量分别为1.0、30 mg/L,并在此工况下进行研究。原水中主要存在类色氨酸和类富里酸两种有机物,臭氧强化混凝沉淀对有机物的去除效果最好,对类色氨酸、类富里酸和类腐殖酸类物质的去除率分别为80.75%、77.39%、80.28%。经LC-OCD分析,原水中亲水性有机物总浓度最高为3776.74μg/L。臭氧沉后水中腐殖质降解产物增多,其他几类有机物均减少。在小分子DOM中,CHOSP-DOM占比最大,CHOP-DOM占比最小。臭氧强化混凝沉淀对各类分子相对丰度的分布影响最大,峰值出现在C_(10)H_(10)O_(3)(177.06 u)、C_(13)H_(18)O_(6)(269.10 u)和C_(15)H_(20)O_(7)(311.11 u),且质荷比>680的分子分布明显减少。原水经不同工艺处理后,小分子DOM分布范围均变广,并逐渐向高H/C、低O/C转移,各水样中碳水化合物类、不饱和碳氢化合物、单宁酸类和稠环化合物类占比很少,总占比为10.90%~18.25%。四种水样中小分子DOM的DBE平均值分别为6.6、6.5、6.3和6.1,可以看出臭氧对芳香性或不饱和度的降低起关键作用。总体来看,臭氧强化混凝沉淀工艺的处理效果最好,可以降低水厂后续工艺对有机物的处理难度。