剩余污泥中蛋白質(zhì)含量的近紅外光譜表征及厭氧發(fā)酵過程光譜分析.pdf

1、本論文采用近紅外光譜并結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)剩余污泥中蛋白質(zhì)進(jìn)行定性和定量分析，并利用濕化學(xué)分析法和光譜分析法對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵過程進(jìn)行表征，分析了剩余污泥中細(xì)胞物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及液相產(chǎn)物的生成，為剩余污泥的資源化利用提供了研究基礎(chǔ)。
　?。?）采用近紅外光譜表征了不同來源污泥樣品，并應(yīng)用主成分投影實(shí)現(xiàn)了污泥樣品的聚類分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合凱氏定氮法的蛋白質(zhì)含量分析結(jié)果，采用區(qū)間偏最小二乘法（iPLS）選擇光譜建模區(qū)間為4382 cm-1～3

2、996 cm-1，建立了近紅外光譜反演污泥中蛋白質(zhì)含量的數(shù)學(xué)模型，模型相關(guān)系數(shù)為0.973，交叉驗(yàn)證均方差為1.321，預(yù)測(cè)值與真實(shí)值的誤差范圍為-10.0％～8.52%，說明近紅外光譜可以實(shí)現(xiàn)污泥樣品的快速定性和定量分析。
　　（2）剩余污泥在自然條件下厭氧發(fā)酵，利用常規(guī)化學(xué)方法和熒光光譜法研究整個(gè)發(fā)酵進(jìn)行的程度。發(fā)酵液中氨氮、正磷酸鹽和COD值隨著發(fā)酵時(shí)間的延長(zhǎng)均呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后平穩(wěn)的趨勢(shì)。通過熒光光譜可以看出，輔酶F420的熒

3、光強(qiáng)度整體上呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢(shì)，表明厭氧狀態(tài)下，產(chǎn)甲烷的強(qiáng)度亦先增強(qiáng)后減小。
　?。?）通過化學(xué)方法和生物處理方法對(duì)剩余污泥厭氧發(fā)酵液中的氨氮、正磷酸鹽和有機(jī)物進(jìn)行去除。其結(jié)果顯示：采用加鐵除磷的化學(xué)方法，n（Fe2+：Fe3+=1:1）：n（PO43--P）≥1.8時(shí)，正磷酸鹽的去除率達(dá)到95%以上。氨氮和COD值的去除采用SBR好氧生物處理方法，曝氣前3h內(nèi)，COD濃度逐漸降低并趨于穩(wěn)定（20mg/L左右），氨氮、硝酸鹽氮

4、基本保持不變，可能是曝氣初期異養(yǎng)菌優(yōu)先利用氧氣降解發(fā)酵液中的COD的結(jié)果。3h后氨氮逐漸降低，硝酸鹽氮含量逐漸上升，而氨氮和硝酸鹽氮的總和呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，可能是好氧反硝化作用的結(jié)果。
　?。?）通過三維熒光光譜對(duì)污泥發(fā)酵液的好氧生物處理過程進(jìn)行表征,并建立生物處理過程中發(fā)酵液的類蛋白熒光得分變化和COD濃度變化的線性關(guān)系，得到相關(guān)系數(shù)R2=0.908，說明類蛋白質(zhì)熒光得分和COD值有很好的線性關(guān)系，并且可以通過三維熒光快速反映發(fā)酵過