28 饮用水处理污泥回收中天然有机物的去除特性：溶解有机物的作用

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这篇由北京工业大学等的研究学者完成，讨论饮用水处理污泥回收中天然有机物的去除特性：溶解有机物的作用的论文，发表在二区重要期刊《Ultrasonics Sonochemistry》，影响因子：6.012。

近年来，微波化学仪器用于材料合成的研究工作已经成为科学研究的热门方向，受到广大学者的极大关注！

摘要

为了阐明饮用水处理污泥(DWTS)中增溶有机物在DWTS循环过程中去除天然有机物(NOM)的作用，采用频率为25 kHz的探头声纳对不同比能量的有机物进行了增溶处理。评价了含增溶有机物和不加增溶有机物的超声波DWTS回收过程中与NOM去除有关的混凝行为，并测定了混凝水中对有机物分馏的影响。研究结果可为设计避免有机物富集的DWTS回收工艺提供有益的启示。

结果表明，溶解性化学需氧量(SCOD)和蛋白质的低释放破坏了DWTS，在37.87~1212.1 kW h/kg TS的能量范围内，SCOD和蛋白质的释放会导致凝结水水质恶化。在151.5 kW h/kg TS比能条件下，对无增溶有机物的超声处理的DWTS进行再循环处理，获得了最佳的混凝去除效果。经超声处理后的DWTS可提高弱疏水酸、亲水物质和<3 kDa组分的富集电位，通过释放增溶有机物可降低富集风险。

荧光特性分析表明，在不加增溶有机物的情况下，超声处理的DWTS对类腐殖质的去除是有限的，而对类蛋白质物质的去除则是增强的，降低了类蛋白质物质的富集潜力。

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结论

(1)SCOD和蛋白质的相对低释放破坏了DWTS，在37.87~1212.1 kW/kg TS的能量输入下，SCOD和蛋白质的释放会导致凝结水水质恶化。(2)在去除NOM方面，最理想的混凝行为是在无增溶有机物的情况下循环利用声纳化的DWTS，其比能量为151.5 kW/kg TS。(3)回收DWTS的主要有机分馏为WOW和HIS，分子量>100 kDa和<3 kDa。对含增溶有机物的DWTS进行再循环，可提高WOW、His和<3 kDa组分的富集电位。通过排放增溶有机物，可以降低富集风险。(4)荧光特性分析证实，腐殖质样物质(峰A)和类蛋白物质(峰T1)均被释放到超声处理的DWTS上清液中。通过在可回收的超声处理的DWTS中释放增溶有机物，类腐殖质不能被越来越多地去除，而蛋白质类物质的去除能力增强，从而降低了类蛋白质物质的富集潜力。(5)为避免DWTS循环过程中的有机富集风险，提出了一种利用超声波预处理DWTS，然后将增溶有机物排放出来的策略。

祥鹄仪器在本论文中的使用过程

采用探头式声纳仪(XH-2008DE，祥鹄超声波仪器有限公司，北京)固定频率25 kHz，额定功率输出1500 W，用于溶解由DWTS衍生的细胞外或细胞内有机物。将100 ml生dwts样品置于双壁夹套玻璃容器中，在功率为100 W~400 W的功率输入下，通过直径为18 mm的连续超声照射，超声波作用时间为20 min，比能量为303.0~1212.1 kW h/kg TS。超声时间分别为2.5、5、7.5、10和15 min，能量密度为1W/ml，比能量37.87~303.1 kW h/kg TS。在每次超声纳实验中，样品用磁力搅拌器进行搅拌，转速为250转.生料DWTS体积保持在100 ml左右，不调节温度和pH值。定义了比能量(ES)。