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pH值對(duì)AOA-SBR處理污水過(guò)程中COD三維熒光法表征的影響

2017-12-25 01:26吳兆亮于孝坤
關(guān)鍵詞:色氨酸波長(zhǎng)反應(yīng)器

黃 健, 吳兆亮, 張 華, 張 勇, 張 雄, 于孝坤, 凌 玲

(安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院/ 水污染控制與廢水資源化安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 安徽 合肥 230601)

pH值對(duì)AOA-SBR處理污水過(guò)程中COD三維熒光法表征的影響

黃 健, 吳兆亮, 張 華①, 張 勇, 張 雄, 于孝坤, 凌 玲

(安徽建筑大學(xué)環(huán)境與能源工程學(xué)院/ 水污染控制與廢水資源化安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 安徽 合肥 230601)

為探究在AOA-SBR工藝處理城市污水過(guò)程中不同pH值對(duì)COD快速表征的影響,利用三維熒光光譜技術(shù)研究溶解性有機(jī)物(DOM)的熒光強(qiáng)度與COD濃度的相關(guān)性,并進(jìn)一步研究不同pH值對(duì)其相關(guān)性的影響。根據(jù)三維熒光光譜及相關(guān)性分析得知,污水處理過(guò)程中DOM主要有低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和類腐殖酸3種物質(zhì),且2種色氨酸及兩者之和的熒光強(qiáng)度與COD有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,R2分別為0.982 3、0.977 4和0.980 9。當(dāng)pH值為4時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的R2為0.871 1、0.856 7和0.873 3;當(dāng)6≤pH值≤8時(shí),相關(guān)性呈平穩(wěn)變化趨勢(shì),R2波動(dòng)范圍分別為0.926 2~0.983 4、0.969 3~0.982 7和0.952 1~0.988 8;當(dāng)pH值>8時(shí),相關(guān)性隨pH值增大呈下降趨勢(shì),R2波動(dòng)范圍分別為0.845 7~0.749 0、0.900 8~0.869 9和0.889 5~0.837 6。認(rèn)為當(dāng)pH值為6~8時(shí)DOM與COD的相關(guān)性較好。

三維熒光光譜; 溶解性有機(jī)物; pH值; 熒光強(qiáng)度; COD

城市污水具有來(lái)源廣、處理量大、有機(jī)物含量高等特點(diǎn)。污水中有機(jī)物以溶解性有機(jī)物(DOM)為主要存在形式[1-2]。已有研究發(fā)現(xiàn),DOM在水處理過(guò)程中對(duì)生物降解、污染物遷移及轉(zhuǎn)化等方面產(chǎn)生了很大影響[3-4]。因此,研究DOM在污水運(yùn)行處理中的物質(zhì)變化特征等有較強(qiáng)的實(shí)際意義。厭氧/好氧/缺氧序批式活性污泥法(AOA-SBR)是采用厭氧-好氧-缺氧方式運(yùn)行的序批式活性污泥工藝,具有投資成本低、去除效率高、污泥產(chǎn)率低等特點(diǎn),從而得到較為廣泛的應(yīng)用。

三維熒光光譜技術(shù)較傳統(tǒng)化學(xué)方法檢測(cè)COD具有分析快速、高效率、綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),通過(guò)熒光峰位置和熒光強(qiáng)度能定性表示有機(jī)物的類型并反映有機(jī)物含量[5-7]。已有研究利用三維熒光光譜技術(shù)對(duì)河流上覆水、食品廢水及高碳氮廢水中的DOM進(jìn)行研究,驗(yàn)證并實(shí)現(xiàn)通過(guò)三維熒光光譜技術(shù)快速檢測(cè)COD[8-12]。但對(duì)DOM進(jìn)行三維熒光光譜檢測(cè)時(shí)可能受到污廢水的pH值、離子濃度、溫度等較多因素影響,從而導(dǎo)致DOM熒光強(qiáng)度的淬滅或增強(qiáng)的研究較少[13-15]。COD會(huì)在不同pH值條件下發(fā)生改變,所以有必要對(duì)不同pH值條件下DOM熒光強(qiáng)度與COD之間的相關(guān)性以及適宜使用三維熒光技術(shù)進(jìn)行COD濃度測(cè)定的最佳pH值范圍進(jìn)行研究。筆者應(yīng)用三維熒光光譜技術(shù)并結(jié)合AOA-SBR工藝研究污水生物處理過(guò)程中DOM組成及變化,研究DOM熒光強(qiáng)度與COD的相關(guān)性,并通過(guò)改變pH值分析其對(duì)DOM熒光強(qiáng)度與COD相關(guān)性的影響,為實(shí)現(xiàn)污水處理中利用三維熒光法進(jìn)行COD的快速表征及pH值對(duì)其的影響提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)裝置及水質(zhì)

取某城市污水處理廠原水作為實(shí)驗(yàn)用水,實(shí)驗(yàn)水質(zhì)指標(biāo)分別為COD為387.15 mg·L-1,ρ(氨氮)為28.59 mg·L-1,ρ(硝酸鹽氮)為0.23 mg·L-1,ρ(亞硝酸鹽氮)為0.02 mg·L-1,ρ(總磷)為2.75 mg·L-1,pH值為7.3。

實(shí)驗(yàn)裝置為SBR反應(yīng)器,反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度為4 000 mg·L-1,有效容積為12 L,反應(yīng)器每周期進(jìn)水6 L,排出比為1/2,每周期運(yùn)行時(shí)間為6 h,其時(shí)間順序?yàn)檫M(jìn)水0.5 h,厭氧1 h,曝氣2.5 h,缺氧1 h,沉淀出水0.5 h,閑置0.5 h。待實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行后取水樣進(jìn)行化學(xué)指標(biāo)測(cè)試及三維熒光光譜掃描。在取水樣后投加NaOH進(jìn)行pH值調(diào)節(jié)。

1.2 分析項(xiàng)目及檢測(cè)方法

實(shí)驗(yàn)所涉及化學(xué)指標(biāo)均按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法測(cè)定。COD采用快速消解分光光度法(HJ/T 399—2007)測(cè)定;氨氮濃度采用納氏試劑分光光度法(HJ 535—2009)測(cè)定;硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮濃度分別采用分光光度法(GB 7493—87)和紫外分光光度法(HJ/T 346—2007)測(cè)定;總磷濃度采用鉬酸銨分光光度法(GB 11893—89)測(cè)定;pH值采用HACH便攜式pH檢測(cè)儀測(cè)定。三維熒光光譜采用F-7000型熒光分光光度計(jì)測(cè)定,測(cè)定條件:電壓為700 V;激發(fā)波長(zhǎng)和發(fā)射波長(zhǎng)的掃描范圍分別為200~450和250~550 nm;狹縫寬度和掃描速度分別設(shè)定為5 nm和2 400 nm·min-1。

2 結(jié)果與分析

2.1 反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后運(yùn)行效果及DOM熒光強(qiáng)度

2.1.1反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后工藝運(yùn)行效果

圖1為實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行后,COD、氨氮、總磷、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮濃度在整個(gè)運(yùn)行周期的變化。COD、氨氮、總磷的去除率分別為94.46%、97.83%和87.27%,出水COD、ρ(氨氮)、ρ(總磷)分別為21.45、0.62和0.35 mg·L-1,符合GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。其中在穩(wěn)定運(yùn)行階段AOA各段的pH值為厭氧段,7.3~7.5;好氧段,7.5~7.2;缺氧段,7.2~7.35。

1)氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和總磷質(zhì)量濃度。

從圖1可知,在厭氧階段,ρ(總磷)迅速上升,由1.78升至8.22 mg·L-1。這是由于在厭氧階段聚磷菌快速釋放磷所致。COD出現(xiàn)較大幅下降,由238.12降至198.73 mg·L-1,這是由于污泥的吸附絮凝作用以及聚磷菌的吸收貯存作用所致。氨氮濃度降幅相對(duì)較小。硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮濃度沒(méi)有明顯變化。在好氧階段,COD幾乎完全降解,由198.73降至17.21 mg·L-1。ρ(總磷)呈現(xiàn)平穩(wěn)降低趨勢(shì),降至0.35 mg·L-1。ρ(氨氮)大幅下降,至好氧階段結(jié)束,降為0.62 mg·L-1。硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮濃度均有不同程度上升,并且亞硝酸鹽氮濃度升至最高點(diǎn)后又有平穩(wěn)降低的趨勢(shì)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是由于系統(tǒng)中溶解氧濃度的上升導(dǎo)致部分亞硝酸鹽氮氧化成硝酸鹽氮。在缺氧階段,系統(tǒng)內(nèi)總磷濃度變化幅度很小。ρ(亞硝酸鹽氮)和ρ(硝酸鹽氮)均出現(xiàn)較大幅度的下降,分別由5.61降至1.43 mg·L-1,0.16降至0.05 mg·L-1。缺氧階段缺少碳源,是由于發(fā)生了以硝酸鹽氮作為電子受體,以胞內(nèi)糖原作為電子供體的后置反硝化反應(yīng)[16]。

2.1.2穩(wěn)定周期內(nèi)DOM三維分析

對(duì)實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定運(yùn)行后周期內(nèi)水樣進(jìn)行DOM的三維熒光光譜分析,可知該水質(zhì)DOM存在3個(gè)特征熒光峰,分別為低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和類腐殖酸[17],如圖2所示。

圖2 周期內(nèi)DOM特征熒光峰強(qiáng)度Fig.2 Intensity of the characteristic fluorescencepeak of DOM in the period

由圖2可以看出,在厭氧階段及好氧階段,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度均呈現(xiàn)不同程度的降低,至好氧末端,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度分別降至279.5和276.4,這主要是由于低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸在厭氧階段的污泥吸附絮凝作用以及好養(yǎng)條件下高溶解氧濃度的微生物分解作用所致[18]。缺氧階段中,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度有較小的升高,分別由279.5和276.4增加至295.2和289.3,可能是因?yàn)榍捌谖叫跄纬傻拇蠓肿游镔|(zhì)在缺氧階段由于碳源不足而被分解成小分子物質(zhì),從而導(dǎo)致兩者的熒光強(qiáng)度有所升高[19],同時(shí)也為缺氧階段反硝化作用提供了碳源。由于腐殖酸的分子結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,難以被微生物降解利用,從圖2可以看出,類腐殖酸的熒光強(qiáng)度只有小幅下降,趨勢(shì)較平穩(wěn)[9,20]。

2.1.3穩(wěn)定周期內(nèi)色氨酸熒光強(qiáng)度與COD相關(guān)性

根據(jù)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后所測(cè)水樣的三維熒光分析及所監(jiān)測(cè)化學(xué)指標(biāo)可以觀察到,COD與色氨酸熒光強(qiáng)度的變化趨勢(shì)非常相似。因而建立低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的相關(guān)關(guān)系,如圖3所示。

由圖3可以看出,反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后COD與低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和色氨酸熒光強(qiáng)度之和有很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系,R2分別為0.982 3、0.977 4和0.980 9。由于類腐殖酸難以被微生物所降解且低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸較容易被微生物降解,因此,可以通過(guò)三維熒光光譜技術(shù)來(lái)檢測(cè)色氨酸熒光強(qiáng)度變化趨勢(shì)從而掌握COD變化情況,較傳統(tǒng)化學(xué)檢測(cè)方法更能環(huán)保、便捷地實(shí)現(xiàn)對(duì)COD的快速監(jiān)測(cè)。

圖3 COD與色氨酸熒光強(qiáng)度相關(guān)性Fig.3 Correlation between COD and tryptophanfluorescence intensity

2.2 pH值對(duì)DOM熒光及其與COD相關(guān)性的影響

2.2.1pH值對(duì)DOM熒光的影響

反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后在不同時(shí)段DOM各組分受到pH值影響后的熒光強(qiáng)度變化見(jiàn)圖4。pH值為4時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度隨著反應(yīng)時(shí)間逐漸降低。當(dāng)pH值為6~8時(shí),兩者的熒光強(qiáng)度變化相對(duì)穩(wěn)定,在pH值>8時(shí),熒光強(qiáng)度出現(xiàn)峰值,之后熒光強(qiáng)度隨著pH值的升高而逐漸減小。已有研究表明,pH值在8.5附近時(shí)類蛋白的熒光強(qiáng)度達(dá)到最大值[21]。產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是在酸性條件下,隨著pH值的升高,類蛋白物質(zhì)分子內(nèi)與分子間的氧鍵作用逐漸減弱,陰離子與酚類基團(tuán)相互排斥,使得類蛋白物質(zhì)分子間隙增大,大量的熒光基團(tuán)裸露在溶液中,從而導(dǎo)致溶液熒光強(qiáng)度增加。在堿性條件下,酚羥基被解離,導(dǎo)致溶液熒光強(qiáng)度降低。隨著堿性的增強(qiáng),酚羥基濃度的增大,pH值對(duì)熒光強(qiáng)度的影響也隨之增大[22-23]。

2.2.2pH值對(duì)COD的影響

圖5是反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后不同時(shí)段水樣COD在不同pH值條件下的變化情況。由圖5可以看出,當(dāng)pH值為4時(shí),反應(yīng)器運(yùn)行各階段的COD增加量逐漸減小;當(dāng)pH值為6~8時(shí),反應(yīng)器運(yùn)行各階段的COD變化相對(duì)平穩(wěn);當(dāng)pH值>8時(shí),隨著pH值增加,COD相應(yīng)增加。從圖5可以看出,同一水樣調(diào)節(jié)pH值后COD隨酸堿性增強(qiáng)而增大。這主要是因?yàn)楫?dāng)水體pH值呈酸性時(shí),重鉻酸鉀氧化性較強(qiáng),會(huì)氧化一些不必要的還原性離子,所以COD會(huì)增加;當(dāng)水體呈堿性時(shí),重鉻酸鉀在堿性條件下轉(zhuǎn)化為鉻酸鉀,氧化性減弱,所消耗氧化劑的量增加,從而導(dǎo)致COD增加。

圖4 不同pH值水樣中DOM的熒光強(qiáng)度Fig.4 Fluorescence intensity of DOM in wastewater relative to pH

圖5 不同pH值條件下COD隨時(shí)間的變化Fig.5 Temporal variation of CODconcentration relative to pH

2.2.3pH值對(duì)DOM熒光強(qiáng)度和COD及其相關(guān)性的影響

圖6是反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后水樣COD與色氨酸熒光強(qiáng)度的線性關(guān)系受pH值影響后的變化。低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度與COD的相關(guān)性為R1,高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度與COD的相關(guān)性為R2,色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的相關(guān)性為R3。

低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD均具有良好的相關(guān)性,因此,可以利用三維熒光技術(shù)對(duì)水中COD進(jìn)行快速檢測(cè)。由于水中DOM受諸多環(huán)境因子的影響,為了探究最適宜利用三維熒光光譜技術(shù)檢測(cè)水體COD的pH值范圍,研究了對(duì)于低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD在不同pH值下的相關(guān)性。由圖6可知,當(dāng)pH值為6~8時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD相關(guān)性最好,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸與COD相關(guān)系數(shù)R2的波動(dòng)范圍為0.926 2~0.983 4,高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸與COD的相關(guān)系數(shù)R2的波動(dòng)范圍為0.969 3~0.982 7,色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的相關(guān)系數(shù)R2的波動(dòng)范圍為0.952 1~0.988 8;當(dāng)pH值>8時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD相關(guān)性隨pH值增大呈明顯下降趨勢(shì),當(dāng)pH值為4時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD相關(guān)性較差。由此可得,當(dāng)pH值為6~8時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD相關(guān)性最好,這是由于在此pH值條件下,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度變化及COD變化范圍均很小;當(dāng)pH值>8時(shí),相關(guān)性降低,但仍有一定的線性關(guān)系,這是由于隨著pH值的增大,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸的熒光強(qiáng)度出現(xiàn)大幅下降,而COD增幅較大所導(dǎo)致;當(dāng)pH值為4時(shí),相關(guān)性降低,但仍有一定的線性關(guān)系,這是由于低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和仍然大幅下降,COD略有上升所導(dǎo)致。

圖6 不同pH值條件下色氨酸熒光強(qiáng)度與COD的相關(guān)性Fig.6 Correlation between COD concentration and tryptophan fluorescence intensity relative to pH

pH值對(duì)相關(guān)系數(shù)的影響見(jiàn)圖7。由圖7可知,隨著pH值從4變化到11,低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的相關(guān)系數(shù)呈現(xiàn)較為明顯的先增加后減少變化趨勢(shì)。其中在pH值為6~8時(shí)其相關(guān)性最好。由此可見(jiàn),pH值在6~8為適宜使用三維熒光技術(shù)進(jìn)行COD高效、快速測(cè)定的范圍。

3 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后各時(shí)段水樣的三維熒光分析表明存在低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和類腐殖酸3種物質(zhì)的特征熒光峰。建立低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的線性關(guān)系,相關(guān)系數(shù)分別為0.982 3、0.977 4和0.980 9,說(shuō)明可以在污水生物處理過(guò)程中通過(guò)檢測(cè)色氨酸熒光強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)COD的快速測(cè)定。

圖7 pH值對(duì)相關(guān)系數(shù)的影響Fig.7 Effect of pH on correlation coefficient

(2)pH值為4時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度略有增加;當(dāng)pH值為6~8時(shí),低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸熒光強(qiáng)度變化相對(duì)穩(wěn)定;在pH值>8時(shí),熒光強(qiáng)度出現(xiàn)峰值,之后隨著pH值的升高而減小。當(dāng)pH值為4時(shí),COD隨著pH值減小而增加;當(dāng)pH值為6~8時(shí),COD變化不大;當(dāng)pH值>8時(shí),COD隨著pH值增加呈上升趨勢(shì)。

(3)不同pH值條件下,對(duì)低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸和類腐殖酸熒光強(qiáng)度及COD的相關(guān)性表明,在pH值為6~8時(shí)低激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸、高激發(fā)波長(zhǎng)色氨酸及色氨酸熒光強(qiáng)度之和與COD的相關(guān)性最好,相關(guān)系數(shù)R2波動(dòng)范圍分別為0.926 2~0.983 4、0.969 3~0.982 7、0.952 1~0.988 8;當(dāng)pH值>8時(shí),相關(guān)性隨pH值增大呈下降趨勢(shì)。

[1] YANG L Y,CHEN C T A,LUI H K,etal.Effects of Microbial Transformation on Dissolved Organic Matter in the East Taiwan Strait and Implications for Carbon and Nutrient Cycling[J].Estuarine,Coastal & Shelf Science,2016,180:59-68.

[2] GUO W D,JING X,WANG J P,etal.Characterization of Dissolved Organic Matter in Urban Sewage Using Excitation Emission Matrix Fluorescence Spectroscopy and Parallel Factor Analysis[J].Journal of Environmental Sciences,2010,22(11):1728-1734.

[3] ISHII S K L,BOYER T H.Behavior of Reoccurring PARAFAC Components in Fluorescent Dissolved Organic Matter in Natural and Engineered Systems: A Critical Review[J].Environmental Science & Technology,2012,46(4):2006-2017.

[4] GUO J,PENG Y Z,GUO J H,etal.Dissolved Organic Matter in Biologically Treated Sewage Effluent (BTSE): Characteristics and Comparison[J].Desalination,2011,278(1/2/3):365-372.

[5] 姚璐璐,涂響,于會(huì)彬,等.三維熒光區(qū)域積分評(píng)估城市污水中溶解性有機(jī)物去除[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2013,7(2):411-416.[YAO Lu-lu,TU Xiang,YU Hui-bin,etal.Evaluation of Dissolved Organic Matter Removal in Municipal Wastewater Based on Fluorescence Regional Integration[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2013,7(2):411-416.]

[6] 劉學(xué)利,姚昕,董潔,等.東平湖可溶性有機(jī)物的熒光特征及環(huán)境意義[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2016,32(6):933-939.[LIU Xue-li,YAO Xin,DONG Jie,etal.Fluoresence Features of Chromophoric Dissolved Organic Matter in Dongping Lake and Their Environmental Significance[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2016,32(6):933-939.]

[7] 李海波,孫晨,劉曉玲,等.三維熒光光譜解析城市污水有機(jī)物的去除特征[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2016,36(8):2371-2379.[LI Hai-bo,SUN Chen,LIU Xiao-ling,etal.Assessing Organic Matter Removal From Municipal Wastewater by Excitation-Emission Matrix Fluorescence[J].China Environmental Science,2016,36(8):2371-2379.]

[8] ZHANG H,WANG K,SONG J,etal.The Fluorescent Properties of Dissolved Organic Matter and Assessment of Total Nitrogen in Overlying Water With Different Dissolved Oxygen Conditions[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2016,36(3):890-895.

[9] 黃健,凌玲,張華,等.ASBR處理食品廢水中DOM轉(zhuǎn)化過(guò)程的熒光光譜[J].中國(guó)環(huán)境科學(xué),2016,36(6):1746-1751.[HUANG Jian,LING Ling,ZHANG Hua,etal.Fluorescence Spectra of Dissolved Organic Matter in Food Wastewater Treatment by ASBR Process[J].China Environmental Science,2016,36(6):1746-1751.]

[10] 黃健,王萌,宋箭,等.高碳氮廢水處理中有機(jī)物的熒光光譜特征分析[J].中國(guó)給水排水,2015,31(3):28-31.[HUANG Jian,WANG Meng,SONG Jian,etal.Analysis of Fluorescent Properties of Organic Matter in High Carbon-Nitrogen Wastewater[J].China Water & Wastewater,2015,31(3):28-31.]

[11] 帥磊,李衛(wèi)華,申慧彥,等.三維熒光光譜評(píng)價(jià)污水處理廠COD去除效率[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2016,10(4):2127-2131.[SHUAI Lei,LI Wei-hua,SHEN Hui-yan,etal.Evaluating COD Removal Efficiency in Wastewater Treatment Plants Using Excitation-Emission Matrix(EEM) Fluorescence Spectroscopy[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2016,10(4):2127-2131.]

[12] 李典寶,張瑋,王麗卿,等.上海地區(qū)不同河道CDOM光譜吸收特征及其可能來(lái)源分析[J].生態(tài)與農(nóng)村環(huán)境學(xué)報(bào),2014,30(4):488-494.[LI Dian-bao,ZHANG Wei,WANG Li-qing,etal.Spectral Absorption Characteristics and Potential Source of CDOM in Rivers in Shanghai Region[J].Journal of Ecology and Rural Environment,2014,30(4):488-494.]

[13] 崔志成,劉文清,趙南京,等.水體的溫度變化對(duì)測(cè)定溶解有機(jī)物濃度的影響[J].光譜學(xué)與光譜分析,2006,26(6):1127-1129.[CUI Zhi-cheng,LIU Wen-qing,ZHAO Nan-jing,etal.The Influence of Temperature Change on Determined Concentrations of Dissolved Organic Matter in Water[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2006,26(6):1127-1129.]

[14] 徐慧敏,何國(guó)富,象偉寧,等.濃度和離子強(qiáng)度及pH對(duì)城市污水3DEEMs特性影響[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù),2014,37(9):110-115.[XU Hui-min,HE Guo-fu,XIANG Wei-ning,etal.Characteristics Study of Influent of Municipal Wastewater Treatment Plant by 3DEEMs Fluorescence Spectroscopy: Influences of Concentration,Ionic Strength and pH[J].Environmental Science and Technology,2014,37(9):110-115.]

[15] JIANG C Y,YUAN Y,SUN Z J,etal.Effect of Hydrostatic Pressure and pH Value on the Three-Dimensional Fluorescence Spectrum of Tyrosine Solution With Various Concentrations of Copper Ion[J].Journal of Luminescence,2013,135: 42-46.

[16] 吳代順,桂麗娟,侯紅勛,等.COD、MLSS、pH值及污泥馴化對(duì)脫氮除磷的影響[J].中國(guó)給水排水,2012,28(13):117-120.[WU Dai-shun,GUI Li-juan,HOU Hong-xun,etal.Effect of COD,MLSS,pH and Sludge Acclimation on Nitrogen and Phosphorus Removal[J].China Water & Wastewater,2012,28(13):117-120.]

[17] WINKLER M,COATS E R,BRINKMAN C K.Advancing Post-Anoxic Denitrification for Biological Nutrient Removal[J].Water Research,2011,45(18):6119-6130.

[18] HE L,JI F Y,LAI M S,etal.The Influence of Runoff Pollution to DOM Features in an Urban Wastewater Treatment Plant[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2015,35(3):663-667.

[19] 李英軍,何小松,劉駿,等.城市生活垃圾填埋初期有機(jī)質(zhì)演化規(guī)律研究[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2012,6(1):297-301.[LI Ying-jun,HE Xiao-song,LIU Jun,etal.Study on Organic Matter Evolution During the Early Few Years of Landfill of Municipal Solid Wastes[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2012,6(1):297-301.]

[20] 曾鳳,霍守亮,席北斗,等.豬場(chǎng)廢水厭氧消化液后處理過(guò)程中DOM變化特征[J].環(huán)境科學(xué),2011,32(6):1687-1695.[ZENG Feng,HUO Shou-liang,XI Bei-dou,etal.Characteristics Variations of Dissolved Organic Matter From Digested Piggery Wastewater Treatment Process[J].Environmental Science,2011,32(6):1687-1695.]

[21] 董天寶,霍守亮,張靖天,等.不同垃圾滲濾液組合處理工藝中DOM的變化特征[J].環(huán)境工程學(xué)報(bào),2013,7(3):937-945.[DONG Tian-bao,HUO Shou-liang,ZHANG Jing-tian,etal.Characteristics of Dissolved Organic Matters From Different Landfill Leachate Treatment Processes[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2013,7(3):937-945.]

[22] 傅平青,劉叢強(qiáng),吳豐昌.溶解有機(jī)質(zhì)的三維熒光光譜特征研究[J].光譜學(xué)與光譜分析,2005,25(12):2024-2028.[FU Ping-qing,LIU Cong-qiang,WU Feng-chang.Three-Dimensional Excitation Emission Matrix Fluorescence Spectroscopic Characterization of Dissolved Organic Matter[J].Spectroscopy and Spectral Analysis,2005,25(12):2024-2028.]

[23] SAAR R A,WEBER J H.Comparison of Spectrofluorometry and Ion-Selective Electrode Potentiometry for Determination of Complexes Between Fulvic Acid and Heavy-Metal Ions[J].Analytical Chemistry,1980,52(13):2095-2100.

EffectofpHonCharacterizationofCODWithThree-DimensionalFluorescenceintheProcessofAOA-SBRTreatingWastewater.

HUANG Jian, WU Zhao-liang, ZHANG Hua, ZHANG Yong, ZHANG Xiong, YU Xiao-kun, LING Ling

(School of Environment and Energy Engineering, Anhui Jianzhu University/ Key Laboratory of Anhui Province of Water Pollution Control and Wastewater Reuse, Hefei 230601, China)

To explore effect of pH on rapid characterization of COD in the treatment of urban sewage using AOA-SBR technology, the three-dimensional fluorescent spectrum method was used to investigate relations between COD and fluorescence intensity of DOM, and further effect of pH on this relationship. Analyses of the three-dimensional fluorescence spectra obtained and their relationships with COD show that the DOM in the sewage under treatment contained the following three substances: tryptophan low in excitation wavelength, tryptophan high in excitation wavelength and humic acid. The two types of tryptophan and their sum in fluorescent intensity was highly and positively related to COD withR2being 0.982 3, 0.977 4 and 0.980 9, respectively, turning to be 0.871 1, 0.856 7 and 0.873 3 respectively, when pH was at 4, varying in the range of 0.926 2-0.983 4, 0.969 3-0.982 7 and 0.952 1-0.988 8 respectively, when pH varied between 6 and 8, and fluctuating in the range of 0.845 7-0.749 0, 0.900 8-0.869 9 and 0.889 5-0.837 6, respectively, along a declining trend with pH rising on above 8. Then it could be concluded that when pH was 6-8, DOM and COD concentrations are closely related in fluorescence intensity.

three-dimensional fluorescence spectrum; dissolved organic matter; pH; fluorescence intensity; COD

① 通信作者E-mail: zhanghuapaper@163.com

X703.1

A

1673-4831(2017)12-1146-07

10.11934/j.issn.1673-4831.2017.12.012

黃健(1980—),男,安徽肥東人,副教授,碩士,主要從事水處理理論與技術(shù)研究。E-mail: huangjianpaper@163.com

陳 昕)

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