碱预处理对剩余污泥DOM的溶出特征及平行因子分析

摘要

对污水处理厂的剩余污泥进行碱预处理,研究了碱解液的溶解性有机物(DOM)组成、三维荧光特性、溶解性有机碳变化以及污泥有机质的红外特性。结果表明,当pH=12时污泥破解程度最大,达到了44.69%。溶解性碳水化合物(SC)与溶解性蛋白质(SP)浓度随着pH值的升高基本呈增大趋势,并以pH=11为分界点产生突变,当pH>11后SC与SP浓度大幅增加。平行因子分析(PARAFAC)将碱预处理污泥中的DOM划分为4种组分,包括2种类蛋白组分和2种类腐殖质组分,其中类腐殖酸类物质在pH=12时含量大幅提高。液相色谱-有机碳检测器联用仪(LC-OCD)分析表明,在pH值为9~11范围内,易生物降解的生物聚合物和中性低分子物质组分在DOC中占优势地位;而当pH=12时,腐殖质和腐殖质前体物的含量急剧上升,一些难生物降解的腐殖质大量溶出,同时一些易生物降解有机物被转化为难生物降解的腐殖质。红外光谱分析表明,糖类和蛋白类物质基团吸收峰面积随着pH值的升高呈增加趋势,氨基酸基团在pH=11时吸收峰面积达到最大,带有芳环结构的基团吸收峰面积在pH=12时达到最大。综合考虑,污泥资源化宜选择pH=11为最佳碱预处理条件。