二級出水溶解性有機物在不同臭氧投加量下的反應(yīng)研究

      二級出水(污水處理廠二沉池出水)中溶解性有機物(DOM)含有一定量的腐殖質(zhì)類,蛋白質(zhì)類等物質(zhì),這類有機物的存在對后續(xù)深度處理工藝會造成一定的影響,如導(dǎo)致膜過濾工藝中膜污染和消毒過程中消毒副產(chǎn)物的生成,因此需對這一類物質(zhì)進行處理,使其性質(zhì)發(fā)生改變,降低其對后續(xù)處理工藝的影響.通常情況下,臭氧氧化被用于水中有機物的性質(zhì)改變,改善后續(xù)處理工藝的處理效果.

      目前,對于二級出水溶解性有機物臭氧特性評價的研究手段多種多樣,其中三維熒光光譜在近些年來被廣泛應(yīng)用于溶解性有機物的定性分析上.由于溶解性有機物的三維熒光圖譜(EEM)通常是由若干相互疊加的熒光團組成,傳統(tǒng)的識譜方法并不可靠,有些峰可能無法識別.利用平行因子分析法(PARAFAC)對EEM圖譜進行分析可以解決傳統(tǒng)識譜方法的問題,該方法很大的優(yōu)點是它的分解具有性.在PARAFAC 分解過程中,只要選擇正確的因子數(shù)而且信噪比合適,分解的結(jié)果便可以反應(yīng)真實的譜圖.

      本文通過PARAFAC 分析對西安市某污水處理廠二級出水臭氧化前后的EEM圖譜進行了分析,同時采用凝膠排阻色譜法(HPLC-SEC)對臭氧化前后EEM圖譜中的不同組分進行了分析,探究不同臭氧投加量下臭氧與污水廠二級出水溶解性有機物的反應(yīng)特性.

實驗結(jié)論

1.根據(jù)PARAFAC分析結(jié)果,污水廠二級出水中共有3 個熒光組分,其中組分1 為蛋白質(zhì)類物質(zhì),組分2 和3 為腐殖質(zhì)類物質(zhì),組分1 和組分2的熒光強度較強.

2.臭氧與腐殖質(zhì)類物質(zhì)的熒光基團在低臭氧投加量下就有明顯的反應(yīng),其中與腐殖質(zhì)類物質(zhì)(組分2)的反應(yīng)很為明顯.當(dāng)臭氧為0.98mgO3/mgTOC 時,2 種腐殖質(zhì)類物質(zhì)與一種蛋白質(zhì)類物質(zhì)中的熒光基團均可以和臭氧發(fā)生比較徹底的反應(yīng),當(dāng)臭氧投加量提高至2.15mgO3/mgTOC時,3 種物質(zhì)的熒光強度變化不大.

3.線性回歸分析表明,臭氧化前后蛋白質(zhì)類物質(zhì)(組分1)和腐殖質(zhì)類物質(zhì)(組分2 )的熒光強度與二級出水臭氧化前后色度、UV254、UV280具有很好的線性關(guān)系,因此臭氧化后這兩類物質(zhì)中熒光強度的降低可以很好解釋水質(zhì)臭氧化對色度、UV254、UV280的去除.

4.HPLC-SEC 的結(jié)果進一步驗證了PARAFAC 的分析結(jié)果,同時,對于蛋白類物質(zhì)組分1 而言,臭氧主要和其中小分子物質(zhì)的熒光基團發(fā)生反應(yīng),與其大分子物質(zhì)幾乎不發(fā)生反應(yīng).