廢水處理過程中溶解性微生物產(chǎn)物的特性研究.pdf

1、生物處理是目前廢水處理的重要手段之一。微生物在降解廢水基質(zhì)的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一類大分子物質(zhì)—溶解性微生物產(chǎn)物(soluble microbial products，SMP)。它是生物處理系統(tǒng)出水中殘留化學(xué)需氧量(chemical oxygen demand，COD)的主要組分，它的存在決定了系統(tǒng)對(duì)有機(jī)物的最大去除效率，直接關(guān)系著出水能否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。本論文系統(tǒng)研究了廢水處理過程中SMP的形成規(guī)律及影響因素，深入探討了SMP的螯合特性，探索了

2、活性污泥及其胞外多聚物(extracellularpolymeric substances，EPS)對(duì)典型藥物及個(gè)人護(hù)理品(pharmaceuticals and personalcare products，PPCPs)的吸附作用。主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)果如下：
　　 1.應(yīng)用響應(yīng)曲面方法(response surface methodology，RSM)結(jié)合灰關(guān)聯(lián)分析(grey relational analysis，GRA)研

3、究進(jìn)水底物濃度，氨氮濃度，溫度和曝氣速率對(duì)SMP生成的影響。研究結(jié)果表明：反應(yīng)器出水中SMP濃度在7.5-25 mg/L之間，且多糖是出水SMP的主要組成部分；進(jìn)水底物濃度，氨氮濃度，溫度和曝氣速率都對(duì)SMP的形成有很大的影響，這四個(gè)因素對(duì)SMP產(chǎn)出的影響權(quán)重遵循：溫度＞碳源濃度＞曝氣速率＞氨氮濃度。在優(yōu)化的操作條件下(碳源濃度654.8 mgCOD/L，氨氮濃度23.9 mg/L，溫度13.7℃，曝氣速率0.1 m3/h)，SMP的濃

4、度最低，為7.5 mg/L。
　　 2.用三維激發(fā)發(fā)射矩陣熒光光譜淬滅法(three-dimensionalexcitation-emission matrix，EEM)結(jié)合自加權(quán)交替三線性分析(self-weightedalternating trilinear decomposition，SWATLD)研究了SMP與三種常見金屬(Cu2+、Al3+和Fe3+)間的相互作用。結(jié)果表明：SMP中的蛋白類和腐殖類物質(zhì)對(duì)于這三種金屬

5、離子都有很強(qiáng)的絡(luò)合作用，且對(duì)Cu2+＞Al3+＞Fe3+。相比較腐殖質(zhì)，蛋白質(zhì)對(duì)這幾種金屬離子有更強(qiáng)的親和性；SMP與金屬的絡(luò)合反應(yīng)受溶液pH值影響明顯。在偏中性條件下SMP的絡(luò)合性能較強(qiáng)，而在過酸過堿條件下，均不利于絡(luò)合反應(yīng)的進(jìn)行。離子強(qiáng)度對(duì)SMP的絡(luò)合性能影響較為復(fù)雜，在不同的離子強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生不同的影響。
　　 3.從熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)角度系統(tǒng)地研究了污泥絮體及其EPS對(duì)三氯生(triclosan，TCS)的吸附作用，并初步探

6、索了三氯生對(duì)微生物SMP形成的影響。研究發(fā)現(xiàn)：活性污泥絮體對(duì)三氯生的吸附過程符合Lagergren動(dòng)力學(xué)模型和Freundlich吸附模型；EPS通過疏水性作用吸附三氯生，屬于物理吸附范疇；LB(loosely bound)-EPS，TB(tightly bound)-EPS與三氯生發(fā)生疏水性作用的基團(tuán)有所不同，TB對(duì)于三氯生的結(jié)合能力略強(qiáng)于LB，結(jié)合作用受pH的影響不明顯；三氯生在短時(shí)間內(nèi)對(duì)微生物毒性不明顯，一定程度上能夠提高新陳代謝