污水及其深度处理水质的三维荧光光谱解析

发布时间：2017-11-02 13:08

  本文关键词：污水及其深度处理水质的三维荧光光谱解析

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【摘要】：溶解性有机物广泛存在于各类水体中,其不仅会对生态系统的健康造成影响,而且会对水处理过程带来重大的挑战。本文运用三维荧光光谱和平行因子解析法(EEM-PARAFAC)表征水中的溶解性有机物,探究了其荧光光谱数据和传统水质指标之间的联系；研究了连续的紫外和生物膜处理过程对污水厂二沉池出水中溶解性有机物的去除效率；探究了几种典型的抗生素对溶解性有机物三维荧光光谱的淬灭效应。具体结论如下：(1)探究了溶解性有机物的三维荧光光谱数据和水质指标COD和TOC之间的相关性。实验结果表明：由EEM-PARAFAC技术我们可以得到溶解性有机物的三个荧光组分,其中类蛋白组分得分和水样COD、TOC值都有着很好的相关性,因此我们可以使用类蛋白荧光组分的得分来大致预测污水中的COD和TOC值,并且还可以运用多元回归分析,通过加入其它两个荧光组分得分来提高预测的准确性。(2)研究了连续的紫外和生物膜处理过程对污水厂二沉池出水中溶解性有机物的去除效率。实验结果表明：单一的紫外为基础的过程可以大大地降低水样的UV254以及几乎完全去除微量污染物,但是对水样的矿化程度不高。然而随后的生物膜处理不仅可以进一步的降低UV254,更重要的是TOC也可以被大幅度地降低。EEM-PARAFAC技术和凝胶色谱表明了在UV为基础的氧化过程中,较高分子量的溶解性有机物可以被分解为较低分子量的化合物。这些较低分子量的化合物更容易被生物降解,因此在随后的生物膜处理过程中被进一步去除,从而导致了水样很明显的矿化。(3)探究了几种典型抗生素对溶解性有机物主要组分的三维荧光光谱的淬灭效应。实验结果表明：在所研究的四种抗生素中,洛克沙胂、磺胺喹VA啉钠和土霉素相比于红霉素会造成更强的淬灭效应。此外,在相同抗生素浓度下,络氨酸和色氨酸所受到的淬灭效应类似,并且要比腐殖酸更大。对于腐殖酸,仅仅只有ROX对它产生较强的淬灭效应。
【关键词】：溶解性有机物 三维荧光光谱 平行因子法 相关性 去除 淬灭效应
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X703
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第1章 绪论15-22
• 1.1 研究背景15-16
• 1.1.1 溶解性有机物简介15
• 1.1.2 三维荧光光谱及其分析方法15-16
• 1.2 国内外研究现状16-20
• 1.2.1 荧光光谱和其他水质参数的相关性16-18
• 1.2.2 二沉池出水中DOM的处理方法18-19
• 1.2.3 荧光淬灭研究现状19-20
• 1.3 研究目的与内容20-22
• 第2章 运用三维荧光光谱和平行因子解析法预测污水处理厂水样的COD和TOC22-34
• 2.1 引言22-23
• 2.2 材料与方法23-24
• 2.2.1 取样23
• 2.2.2 分析方法23
• 2.2.3 PARAFAC解析法23-24
• 2.2.4 统计分析24
• 2.3 结果与讨论24-33
• 2.3.1 三个污水处理厂水样的常规水质指标分析24-27
• 2.3.2 PARAFAC解析出的荧光组分的光谱特性27-29
• 2.3.3 三个污水处理厂水样的PARAFAC荧光组分的变化29-31
• 2.3.4 运用EEM-PARAFAC法来估测水样的COD和TOC值31-33
• 2.4 结论33-34
• 第3章 探究连续的紫外和生物膜处理过程对二沉水出水的处理效果34-46
• 3.1 引言34-35
• 3.2 材料和方法35-38
• 3.2.1 材料35
• 3.2.2 二沉池出水(SE)35
• 3.2.3 实验设计35-36
• 3.2.4 分析方法36-37
• 3.2.5 平行因子解析法(Parallel Factor Analysis,PARAFAC)37-38
• 3.3 结果与讨论38-44
• 3.3.1 A_(254)和DOC的变化38-39
• 3.3.2 EfOM荧光光谱的变化39-42
• 3.3.3 TOrCs的去除42-43
• 3.3.4 分子量的变化43-44
• 3.4 环境重要性44-45
• 3.5 结论45-46
• 第4章 典型抗生素对溶解性有机物主要组分的荧光淬灭效应46-57
• 4.1 引言46-47
• 4.2 材料与方法47-48
• 4.2.1 样品准备和实验设计47-48
• 4.2.2 EEM测定48
• 4.2.3 PARAFAC模型48
• 4.3 结果与讨论48-56
• 4.3.1 样品的三维荧光光谱特征48-49
• 4.3.2 样品EEM的平行因子解析结果49-54
• 4.3.3 四种抗生素对三个荧光组分的荧光淬灭效应54-56
• 4.4 总结56-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 5.1 结论57-58
• 5.2 展望58-59
• 参考文献59-70
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况70

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本文编号：1131670