作者单位
摘要
1 中原工学院能源与环境学院, 河南 郑州 450007
2 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
3 中国环境科学研究院, 北京 100012
4 火箭军后勤科学技术研究所, 北京 100190
土壤渗滤系统容易发生堵塞, 堵塞问题是土壤渗滤研究的热点问题。 利用三维荧光光谱(3D-EEMs)、 红外光谱(FTIR)、 紫外-可见光谱(UV-Vis)和高通量测序的方法研究了土壤渗滤处理老龄养猪废水发生堵塞过程中的光谱学特征和微生物多样性。 试验在一个小试规模的土壤渗滤系统中进行, 反应器为高50 cm、 内径4 cm的有机玻璃管, 底部设置采样口, 其中填充北京市顺义区试验基地内表层土, 废水自上而下流经系统。 三维荧光光谱分析表明, 系统完全堵塞之前, 经过处理之后, 溶解性有机物(DOM)转变为类富里酸, 而当系统发生了堵塞, DOM的组成基本不变, 只有进水中原本存在的类蛋白峰发生了微弱的红移, 有发生转化的趋势, 荧光峰的相对强度减弱, 表明DOM的浓度减小。 红外光谱分析表明, 进出水DOM主要成分为糖类、 酚类、 脂类、 有机酸及芳香类有机物。 紫外-可见光谱分析表明, 堵塞前、 堵塞时及堵塞后系统对DOM的去除率分别为17.26%, 37.24%和48.08%, 堵塞的发生对去除有色DOM浓度是有利的, 并且出水中大分子苯环结构减少。 反应器发生堵塞时, 下层土壤样品微生物多样性大于上层, 细菌的群落多样性大于真菌的群落多样性。 土壤样品中纲一级的主要优势细菌为Actinobacteria放线菌纲和Alphaproteobacteria α-变形菌纲的菌群, 主要优势真菌为Sordariomycetes粪壳菌纲和Eurotiomycetes散囊菌纲的菌群。 研究结果可以为解决土壤渗滤堵塞问题提供科学依据, 提高土壤渗滤推广应用范围。
溶解性有机物 土壤渗滤 三维荧光光谱 堵塞 微生物多样性 高能量测序 Dissolved organic matter Soil infiltration Three-dimensional excitation-emission matrix fluor Clogging Microbial diversity High-throughput sequencing(HTS) 
光谱学与光谱分析
2020, 40(5): 1541
作者单位
摘要
1 中原工学院, 河南 郑州 450007
2 同济大学环境科学与工程学院, 上海 200092
3 中国环境科学研究院, 北京 100012
4 火箭军后勤科学技术研究所, 北京 100190
利用三维荧光光谱(3D-EEMs)和平行因子分析(PARAFAC)的方法研究了土壤渗滤处理污水厂二级出水中氮、 磷及溶解性有机物(DOM)的垂直分布特征。 试验在一个中试规模的土壤渗滤系统中进行, 反应器自上而下每隔30 cm设置一个采样口, 采集的样品通过PARAFAC识别出系统不同点位的DOM具有4个荧光组分, 包括2个类腐殖质物质(C1, C2)、 2个类蛋白物质(C3, C4)。 对荧光组分浓度得分Fmax分析得出, C4代表的类色氨酸比其他3类物质更易于降解, 即类色氨酸最易降解, 其次为类富里酸、 类胡敏酸类物质、 类蛋白物质。 四种组分的Fmax变化幅度都以在0~30 cm处最大, 表明此处生化反应最为剧烈, DOM的迁移转化速率最大。 运用PARAFAC、 主成分分析(PCA)和聚类分析(CA)等手段, 可以揭示土壤渗滤系统中DOM的来源和不同深度的变化规律。 土壤渗滤系统在4 L·d-1的低负荷条件下处理污水处理厂二级出水, 对TN和NO3-N的去除是不利的, 后续可以耦合反硝化滤池等工艺强化反硝化脱氮, 进一步提高氮素的去除率。 土壤对磷的吸附尚未达到饱和的状态, 保持了较高的TP去除效率。
溶解性有机物 土壤渗滤 三维荧光光谱 平行因子分析 污水处理厂二级出水 Dissolved organic matter Soil infiltration Three-dimensional excitation-emission matrix fluor PARAFAC Two stage effluent of WWTP 
光谱学与光谱分析
2019, 39(4): 1207

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