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高盐废水MBR过程中胞外聚合物提取研究(下)
来源:济南乾来环保技术有限公司 发布时间:2022-12-17 09:18:21 浏览次数:
2.3    SMP、LB-EPS、TB-EPS 的三维荧光分析
         在经过 1.2 处理后,对四类污泥提取的 SMP、LB-EPS 和 TB-EPS 进行三维荧光分析,分析的数据通过 Matlab 去除瑞利散射和拉曼散射和空白后进行平行因子分析并得到下图 3 和图 4。根据Chen对三维荧光光谱物质的划分。
              
          由图 3 可知,四种污泥提取的 SMP 中都存在类胡敏酸(Ex/Em,290/360,460nm)和类富里酸(Ex/Em=260~280nm/450~464nm),在 A4 中类胡敏酸荧光强度最低,这与安莹等研究相符,类胡敏酸和类富里酸受盐度冲击影响。但在本实验中它们并没有成正相关趋势,分析原因可能是高盐度下,蛋白质的盐析作用产生的蛋白质沉淀在经过滤膜时被截留[18]。A3 的 SMP 组分中几乎没有可溶性微生物副产物(Ex/Em=250~280nm/300~350nm)[16],而 LB-EPS 中却存在,荧光强度也远高于其它组,该荧光区域范围(Ex/Em=320~370nm/410~460nm)属于类腐殖酸,结合图 1-b,这也证实了蛋白质、多糖和腐殖酸是 SMP 的主要成分。在 LB-EPS 中,四种盐度的污泥都含有类胡敏酸、类富里酸以及类色氨酸(Ex/Em=275-296nm/340-380nm),且类色氨酸的荧光强度与盐度呈正相关,类富里酸和类胡敏酸的荧光强度与盐度呈负相关,这与安莹的研究相一致。
          
         由图 4 可知,在除甲醛法外的其他四种 TB-EPS 提取方法中,A1 提取的 TB-EPS 几乎具有最强的荧光峰。说明高盐下 TB-EPS 的提取效果更好。离心法和加热法中 A1 的荧光峰最强,两种提取方法都有类蛋白质(Ex/Em=275~2285/346~368nm)和类胡敏酸,类蛋白质荧光峰中心位置存在偏差,加热法在 Ex/Em=285~295/350nm,离心法在 Ex/Em=275/310nm,原因分析可能是蛋白质受热后发生变性,物质的特征峰发生偏移。用甲醛+NaOH 法提取的物质在 Ex/Em=310~315/380~400nm 处存在独有的荧光峰,属于类腐殖酸。李欢等也提出了碱破解可促使污泥中腐殖酸溶出的结论。碱溶过程所产生的物质主要为大分子物质,造成大分子物质可能在过 0.45nm 滤膜时被截留,同时盐度也影响着颗粒粒径,这就使得甲醛+NaOH 法提取的类腐殖酸荧光强度没有明显随盐度变化的现象。但总体来说高盐下污泥 TB-EPS 中存在的类腐殖酸含量更高。甲醛法与离心法对比下可发现,甲醛虽然作为一种萃取剂,但对溶解性有机物 DOM 的提取似乎存在某种保护机制,尤其是在高盐环境下,其原因尚未可知。
2.4    平行因子分析
         对 2.3 得到的三维荧光数据进行平行因子分析,在拆半分析验证中,发现只有加热法提取的TB-EPS 中存在 2 组组分,如图 5 所示,组分 1 的荧光峰为 350/450nm,组分 2 的荧光峰为280/355nm。根据 Chen的分类对应组分分别是类胡敏酸和类蛋白质。平行因子分析说明加热法存在共同组分,为 EPS 分析提供两种新的提取分析方式,作者求选用方法通过组分荧光强度的比较,可以对比不同盐度污泥 TB-EPS 的提取效果。还可结合其他影响因素进行后续分析。
               
3.      结论
       (1)本研究中,SMP 提取总量:A2>A4>A3>A1,LB-EPS 提取总量:A4>A2>A1>A3,但在A1、A2 的上清液中测出蛋白质含量分别为 110.02mg/gSS 和 57.97mg/gSS。说明要探究高盐下污泥的特性,还需考虑混合液中的组分。
      (2)五种方法提取 TB-EPS 的排列如下:甲醛+NaOH 法>甲醛法>加热法>超声法>离心法。同时甲醛能够有效提取 EPS 中的多糖。高盐环境下污泥 EPS 的多糖含量要低于低盐环境。
       (3)在三维荧光分析中,四组盐度污泥的 LB-EPS 都含有类胡敏酸、类富里酸以及类色氨酸,且类色氨酸的荧光强度与盐度呈正相关,类富里酸和类胡敏酸的荧光强度与盐度呈负相关。甲醛+NaOH法能够提取类腐殖酸物质。
      (4)在平行因子分析中,加热法和甲醛法各存在 2 组组分,这为污泥的 TB-EPS 比较提供两种途径。



原标题:高盐废水 MBR 过程中胞外聚合物提取研究
原作者:   钟辉,袁野,钟常明