剩余污泥中蛋白質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合化學計量學對剩余污泥中蛋白質進行定性和定量分析，并利用濕化學分析法和光譜分析法對剩余污泥厭氧發(fā)酵過程進行表征，分析了剩余污泥中細胞物質的轉化及液相產物的生成，為剩余污泥的資源化利用提供了研究基礎。
　?。?）采用近紅外光譜表征了不同來源污泥樣品，并應用主成分投影實現(xiàn)了污泥樣品的聚類分析。在此基礎上，結合凱氏定氮法的蛋白質含量分析結果，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含量的數(shù)學模型，模型相關系數(shù)為0.973，交叉驗證均方差為1.321，預測值與真實值的誤差范圍為-10.0％～8.52%，說明近紅外光譜可以實現(xiàn)污泥樣品的快速定性和定量分析。
　?。?）剩余污泥在自然條件下厭氧發(fā)酵，利用常規(guī)化學方法和熒光光譜法研究整個發(fā)酵進行的程度。發(fā)酵液中氨氮、正磷酸鹽和COD值隨著發(fā)酵時間的延長均呈現(xiàn)出先增長后平穩(wěn)的趨勢。通過熒光光譜可以看出，輔酶F420的熒

3、光強度整體上呈現(xiàn)先增大再減小的趨勢，表明厭氧狀態(tài)下，產甲烷的強度亦先增強后減小。
　?。?）通過化學方法和生物處理方法對剩余污泥厭氧發(fā)酵液中的氨氮、正磷酸鹽和有機物進行去除。其結果顯示：采用加鐵除磷的化學方法，n（Fe2+：Fe3+=1:1）：n（PO43--P）≥1.8時，正磷酸鹽的去除率達到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，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，可能是好氧反硝化作用的結果。
　?。?）通過三維熒光光譜對污泥發(fā)酵液的好氧生物處理過程進行表征,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濃度變化的線性關系，得到相關系數(shù)R2=0.908，說明類蛋白質熒光得分和COD值有很好的線性關系，并且可以通過三維熒光快速反映發(fā)酵過