注册 登录  
 加关注
查看详情
   显示下一条  |  关闭
温馨提示!由于新浪微博认证机制调整,您的新浪微博帐号绑定已过期,请重新绑定!立即重新绑定新浪微博》  |  关闭

吉建斌的网易博客

吉建斌

 
 
 

日志

 
 

污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律(下)  

2017-12-05 07:49:54|  分类: 废水污泥处理和资 |  标签: |举报 |字号 订阅

  下载LOFTER 我的照片书  |

    由表2可见,在热水解前后,污泥中各分子量范围内的主要成分均为类蛋白,但富里酸和腐殖酸的相对含量各不相同。比如在分子量>10kDa的荧光物质中,原污泥中含量由多到少依次为类蛋白、紫外区类富里酸、可见区类富里酸、腐殖酸;而热水解污泥中依次为类蛋白、可见区类富里酸、腐殖酸、紫外区类富里酸。由此可以看出,热水解过程没有消除荧光物质,也没有产生新的荧光物质,但各荧光物质的含量发生了变化。

污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

2.3 污泥中溶解性有机物荧光特性的热水解效应

由表2可见,虽然污泥经热水解后其荧光峰类型没有改变,但各个分子量范围内各荧光峰的位置(Ex/Em)均有细微偏移。在分子量>10kDa的溶解性有机物中,与原污泥相比,热水解污泥中Peak A、Peak B、Peak C、Peak D的Ex/Em分别偏移了4、22、3、6nm;在10?5kDa,与原污泥相比,热水解污泥中Peak A、Peak B、Peak C、Peak D的Ex/Em分别偏移了52、29、37、28nm;在5?1kDa,与原污泥相比,热水解污泥中Peak A、Peak B、Peak C、Peak D的Ex/Em分别偏移了5、46、27、18nm;而在<1kDa的分子量范围内,与原污泥相比,热水解污泥中Peak A、Peak B、Peak C、Peak D的Ex/Em分别偏移了25、41、28、32nm。这种偏移现象在研究pH值等因素对有机物荧光特性的影响[15]时也出现过,说明污泥中各分子量范围内有机物组分的结构形态会在热水解过程中发生一定的细微变化。需要指出的是,原污泥中不同分子量的TOC与其对应的IC值(可见区类富里酸荧光强度)之间存在良好的线性关系(R2=0.977,P<0.01),经热水解后这种线性关系并不明显,这进一步体现出热水解对有机物结构形态的改变作用。

由表2还可以看出,经热水解后,污泥中的紫外区类富里酸、可见区类富里酸和类腐殖酸的含量都有很大的提高,其中可见区类富里酸的增幅最大,其分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的增幅分别为348.2%、680.8%、986.5%、962.1%;类腐殖酸的增幅其次,其分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的增幅分别为491.6%、99.3%、44.6%、31.5%;紫外区类富里酸的增幅最小,其分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的增幅分别为5.5%、3.6%、23.1%、175.4%。但是,污泥中的类蛋白荧光物质经热水解处理后,其分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的含量都有所下降,降幅分别为64.4%、56.4%、30.6%、31.4%。混合剩余污泥中含有大量的细菌、真菌、原生动物、后生动物以及一些颗粒状蛋白质、粗纤维等固体有机物质。上述结果表明,在热水解过程中,污泥中的类富里酸荧光物质和类腐殖酸荧光物质会大量地从固相中溶解液化到液相中,其中部分大分子量的还会进一步水解成小分子量的,但其中的溶解液化过程是主要反应过程;而污泥中的微生物絮体经解体、微生物细胞破裂后,其中的蛋白质以及一些颗粒状蛋白质也会溶解液化到液相中,但大量的溶解性蛋白质会进一步发生水解作用,生成多肽、二肽、氨基酸等,氨基酸进一步水解成低分子有机酸、氨及二氧化碳[17],而且,类蛋白荧光物质的水解速度和程度远大于其溶解液化速度和程度,溶解性类蛋白荧光物质的水解是其中的主要反应。紫外区类富里酸荧光强度(IA)与可见区类富里酸荧光强度(IC)的比值r(A/C)是一个与有机物结构和成熟度有关的指标[3]。原污泥中分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的r(A/C)值分别为1.42、2.38、2.96、1.81。这个结果与海底沉积物孔隙水(2.10)[18]、水库水(2.47)[19]以及湖泊沉积物孔隙水(0.94?1.79)[20]相类似。而热水解污泥中分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa、<1kDa的r(A/C)值分别为0.46、0.41、0.52、3.10。经热水解作用后,分子量为>10kDa、10?5kDa、5?1kDa的r(A/C)值都有较大幅度的降低,降幅分别为67.7%、82.9%、82.5%;而分子量为<1kDa的r(A/C)值却有高达71.5%的增幅,说明在污泥的热水解过程中,溶解性有机物的结构和官能团特征有很大的改变,而且不同分子量的变化规律不完全一致。

3 结论

3.1 在原污泥和热水解污泥各分子量范围内都有4个明显的荧光峰:Peak A [Ex/Em为(240?260nm)/(379?457nm)]、Peak B [Ex/Em为(275?290nm)/(305?351nm)]、Peak C [Ex/Em为(315?340nm)/(372?445nm)]和Peak D [Ex/Em为(350?425nm)/(438?495nm)],分别为紫外区类富里酸荧光、类蛋白荧光、可见区类富里酸荧光、类腐殖酸荧光。在污泥的热水解过程中,既没有产生新的明显荧光峰,也没有消除原有的荧光峰。

3.2 污泥的热水解过程主要包括固体物质的溶解液化和有机物水解2个部分,其中固体物质溶解液化水解成大分子量有机物是污泥热水解过程中的主要反应过程。

3.3 三维荧光光谱解析结果表明,污泥中的类富里酸荧光物质和类腐殖酸荧光物质在热水解过程中发生的主要反应是溶解液化,而类蛋白荧光物质的主要反应是水解。

参考文献

污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客 
污泥热水解过程中有机物分子量和荧光特征变化规律(下) - 不在眉头愁 - 吉建斌的网易博客

 

多膛炉设备系统设计、建造、安装工程以及废水深度处理回用相关业务,请联系:

关光(先生):北京北宇机械设备有限公司,18001368585

吉建斌(先生):18603463183,jzhx928@163.com

  评论这张
 
阅读(13)| 评论(0)
推荐 转载

历史上的今天

在LOFTER的更多文章

评论

<#--最新日志,群博日志--> <#--推荐日志--> <#--引用记录--> <#--博主推荐--> <#--随机阅读--> <#--首页推荐--> <#--历史上的今天--> <#--被推荐日志--> <#--上一篇,下一篇--> <#-- 热度 --> <#-- 网易新闻广告 --> <#--右边模块结构--> <#--评论模块结构--> <#--引用模块结构--> <#--博主发起的投票-->
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

页脚

网易公司版权所有 ©1997-2018