28 飲用水處理污泥回收中天然有機物的去除特性：溶解有機物的作用

按語

這篇由北京工業(yè)大學等的研究學者完成，討論飲用水處理污泥回收中天然有機物的去除特性：溶解有機物的作用的論文，發(fā)表在二區(qū)重要期刊《Ultrasonics Sonochemistry》，影響因子：6.012。

近年來，微波化學儀器用于材料合成的研究工作已經(jīng)成為科學研究的熱門方向，受到廣大學者的極大關(guān)注！

摘要

為了闡明飲用水處理污泥(DWTS)中增溶有機物在DWTS循環(huán)過程中去除天然有機物(NOM)的作用，采用頻率為25 kHz的探頭聲納對不同比能量的有機物進行了增溶處理。評價了含增溶有機物和不加增溶有機物的超聲波DWTS回收過程中與NOM去除有關(guān)的混凝行為，并測定了混凝水中對有機物分餾的影響。研究結(jié)果可為設(shè)計避免有機物富集的DWTS回收工藝提供有益的啟示。

結(jié)果表明，溶解性化學需氧量(SCOD)和蛋白質(zhì)的低釋放破壞了DWTS，在37.87~1212.1 kW h/kg TS的能量范圍內(nèi)，SCOD和蛋白質(zhì)的釋放會導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)惡化。在151.5 kW h/kg TS比能條件下，對無增溶有機物的超聲處理的DWTS進行再循環(huán)處理，獲得了最佳的混凝去除效果。經(jīng)超聲處理后的DWTS可提高弱疏水酸、親水物質(zhì)和<3 kDa組分的富集電位，通過釋放增溶有機物可降低富集風險。

熒光特性分析表明，在不加增溶有機物的情況下，超聲處理的DWTS對類腐殖質(zhì)的去除是有限的，而對類蛋白質(zhì)物質(zhì)的去除則是增強的，降低了類蛋白質(zhì)物質(zhì)的富集潛力。

詳情

結(jié)論

(1)SCOD和蛋白質(zhì)的相對低釋放破壞了DWTS，在37.87~1212.1 kW/kg TS的能量輸入下，SCOD和蛋白質(zhì)的釋放會導(dǎo)致凝結(jié)水水質(zhì)惡化。(2)在去除NOM方面，最理想的混凝行為是在無增溶有機物的情況下循環(huán)利用聲納化的DWTS，其比能量為151.5 kW/kg TS。(3)回收DWTS的主要有機分餾為WOW和HIS，分子量>100 kDa和<3 kDa。對含增溶有機物的DWTS進行再循環(huán)，可提高WOW、His和<3 kDa組分的富集電位。通過排放增溶有機物，可以降低富集風險。(4)熒光特性分析證實，腐殖質(zhì)樣物質(zhì)(峰A)和類蛋白物質(zhì)(峰T1)均被釋放到超聲處理的DWTS上清液中。通過在可回收的超聲處理的DWTS中釋放增溶有機物，類腐殖質(zhì)不能被越來越多地去除，而蛋白質(zhì)類物質(zhì)的去除能力增強，從而降低了類蛋白質(zhì)物質(zhì)的富集潛力。(5)為避免DWTS循環(huán)過程中的有機富集風險，提出了一種利用超聲波預(yù)處理DWTS，然后將增溶有機物排放出來的策略。

祥鵠儀器在本論文中的使用過程

采用探頭式聲納儀(XH-2008DE，祥鵠超聲波儀器有限公司，北京)固定頻率25 kHz，額定功率輸出1500 W，用于溶解由DWTS衍生的細胞外或細胞內(nèi)有機物。將100 ml生dwts樣品置于雙壁夾套玻璃容器中，在功率為100 W~400 W的功率輸入下，通過直徑為18 mm的連續(xù)超聲照射，超聲波作用時間為20 min，比能量為303.0~1212.1 kW h/kg TS。超聲時間分別為2.5、5、7.5、10和15 min，能量密度為1W/ml，比能量37.87~303.1 kW h/kg TS。在每次超聲納實驗中，樣品用磁力攪拌器進行攪拌，轉(zhuǎn)速為250轉(zhuǎn).生料DWTS體積保持在100 ml左右，不調(diào)節(jié)溫度和pH值。定義了比能量(ES)。