申请日2013.09.11
公开(公告)日2013.12.04
IPC分类号G01N1/28; G01N21/64
摘要
一种生活垃圾渗滤液中生物可利用有机物含量的替代测定法：A)采集生活垃圾渗滤液的样品;B)在渗滤液中加入等体积的Na2S溶液沉淀重金属;C)稀释渗滤液中的有机物使其含量大于0小于10mg.L-1;D)进行三维荧光光谱扫描，获得三维荧光光谱矩阵数据;E)建立荧光矩阵数据库，在Matlab上采用DOMFluor软件包进行平行因子分析，获得荧光组分数及渗滤液在对应组分中的浓度得分Fmax;F)将渗滤液的荧光组分中荧光峰发射波长在320～365nm范围内的类色氨组分的Fmax值乘以该渗滤液的稀释倍数n，得渗滤液原液中该样品类色氨酸浓度得分F，F值大则渗滤液中生物可利用有机物含量高，F值小则渗滤液中生物可利用性有机物少。
权利要求书
1.一种生活垃圾渗滤液中生物可利用有机物含量的替代测定法，其 主要步骤为：
A)采集生活垃圾渗滤液的样品，离心后过滤，收集滤液，渗滤液的 样品个数不少于20;
B)在渗滤液中加入等体积的0.1mol.L-1Na2S溶液沉淀重金属，混匀 静止后再次离心，将上清液过滤，收集滤液;
C)测定渗滤液中有机物含量，将渗滤液稀释n倍，使稀释后渗滤液 中的有机物含量大于0小于10mg.L-1;
D)将稀释后的渗滤液进行三维荧光光谱扫描，将扫描所得图谱扣除 稀释液在相同条件下扫描所得图谱，获得三维荧光光谱矩阵数据;
E)建立荧光矩阵数据库，将步骤D得到的荧光矩阵数据汇集到荧光 矩阵数据库中后，在Matlab上采用DOMFluor软件包进行平行因子分析， 获得荧光组分数及渗滤液在对应组分中的浓度得分Fmax;
F)将渗滤液的荧光组分中荧光峰发射波长在320～365nm范围内的 类色氨组分的Fmax值乘以该渗滤液的稀释倍数n，得渗滤液原液中该样 品类色氨酸浓度得分F，F值大则渗滤液中生物可利用有机物含量高，F 值小则渗滤液中生物可利用性有机物少。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤A和步骤B中过滤的滤 膜孔径0.45μm。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤C中渗滤液的稀释是采 用双蒸水进行稀释。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤D中是将图谱数据导出 至Excel表格，获得三维荧光光谱矩阵数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，荧光矩阵数据库建立时进行 三维荧光光谱扫的激发波长和发射波长狭缝宽度均小于或等于5nm，扫描 速度小于或等于2400nm min-1。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，渗滤液进行三维荧光光谱扫 描的条件与建立荧光矩阵数据库时样品的扫描条件相同。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，生活垃圾渗滤液是生活垃圾 堆放、堆肥、填埋及焚烧预处理所产生的渗滤液。
说明书
生活垃圾渗滤液中生物可利用有机物含量的替代测定法
技术领域
本发明属于市政废水处理处置技术领域，具体涉及一种生活垃圾渗滤 液中生物可利用有机物含量的替代测定法。
背景技术
生活垃圾在堆放、堆肥和填埋过程中，产生大量的垃圾渗滤液。垃圾 渗滤液的处理有生物、物理和化学方法，生物法包括好氧和厌氧处理，适 合其中含有大量可生物利用有机物的渗滤液;物理法如超滤、纳滤及反渗 透，适合含有大量大分子有机物的渗滤液;化学方法包括光催化、芬顿法 等，常用于处理含有大量难生物降解有机物的渗滤液。因此，在选择合适 的渗滤液处理方法前，首先需要先测定其中生物可利用有机物的含量，目 前常用的测定方法是渗滤液的五日生物需氧量(BOD5)测定。渗滤液BOD5的测定是在接种污泥的条件下，对渗滤液培养5天，通过其所消耗氧气的 量进行计算。该方法耗时5日，不能快速有效地监控渗滤液中可生物利用 有机物的含量变化。
垃圾渗滤液中的有机物主要为蛋白质、糖类、脂肪类、小分子有机酸 和腐殖质类物质。在这些物质中，蛋白质中的苯丙氨酸、络氨酸、色氨酸 及其类似物、脂肪类中不饱和脂肪酸、腐殖质中的富里酸和胡敏酸均能产 生荧光，因此可通过荧光光谱分析渗滤液中这些有机物的含量。
在渗滤液有机物的荧光光谱中，存在两大类荧光峰，类腐殖质荧光峰 和类蛋白荧光峰。类腐殖质荧光峰包括类富里酸荧光峰和类胡敏酸荧光 峰，它们来源于渗滤液中的富里酸和胡敏酸类物质，生物可利用性差。类 蛋白荧光峰包括类色氨酸荧光峰和类酪氨酸荧光峰，其来源于渗滤液中的 带苯环氨基酸(苯丙氨酸、络氨酸及色氨酸)及其类似物，一些脂肪酸也 可能出现这一区域出现荧光峰，类蛋白荧光峰与渗滤液有机物生物可利用 性密切相关。渗滤液有机物荧光光谱的测定样品前处理简单，仅需简单过 滤和离心处理，样品需求量少(<10ml)、测试简单快捷(<10min)，从样 品采集到得到最终结果几小时即可完成，因此，如果能够通过检测渗滤液 中荧光有机物的含量，建立一种分析渗滤液生物可利用性有机物含量 BOD5的替代测定法，将可以为渗滤液处理技术的快速选择提供极大便利。
发明内容
本发明目的在于提供一种渗滤液中可生物可利用有机物含量的替代 测定法，通过检测生活垃圾渗滤液中类色氨酸物质的相对浓度间接测定渗 滤液中生物可利用有机物的含量。
为实现上述目的，本发明提供的生活垃圾渗滤液中生物可利用有机物 含量的替代测定法，其主要步骤为：
A)采集生活垃圾渗滤液，离心后过孔径0.45μm的滤膜，收集滤液;
B)在滤液中加入等体积的0.1mol.L-1Na2S溶液沉淀重金属，混匀静 止2小时后再次离心，将上清液过孔径0.45μm的滤膜，收集滤液;
C)测定滤液中有机物含量(以DOC表示)，对滤液稀释n倍，使稀 释后渗滤液滤液0 D)将稀释后的滤液进行三维荧光光谱扫描，将扫描所得图谱扣除双 蒸水在相同条件下扫描所得图谱后，将图谱数据导出至Excel表格，获得 三维荧光光谱矩阵数据。 E)建立荧光矩阵数据库，将步骤D)得到的荧光矩阵数据汇集到荧光 矩阵数据库中后，在Matlab上采用DOMFluor软件包 (www.models.life.ku.dk)进行平行因子分析，获得荧光组分数及渗滤液样品 在对应组分中的浓度得分Fmax。 D)将渗滤液样品荧光组分中荧光峰发射波长在320～365nm范围内 的类色氨组分的Fmax值乘以该样品的稀释倍数n，得渗滤液原液中该样 品类色氨酸浓度得分F，通过F值可以替代BOD5判断渗滤液中生物可利 用有机物含量，F值大，渗滤液中生物可利用有机物含量高，F值小，渗 滤液中生物可利用性有机物少。 所述的方法，其中，荧光矩阵数据库建立时的样品均来自生活垃圾渗 滤液，样品的个数不少于20; 所述的方法，其中，荧光矩阵数据库建立时进行三维荧光光谱扫的激 发波长和发射波长狭缝宽度均小于或等于5nm，扫描速度小于或等于2400 nm min-1。 所述的方法，其中，待分析渗滤液滤液进行三维荧光光谱扫描的条件 与建立荧光矩阵数据库时样品的扫描条件相同。 所述的方法中，其中，生活垃圾渗滤液可以是生活垃圾堆放、堆肥、 填埋及焚烧所产生的渗滤液。 本发明具有如下优点： 1、灵敏度高。由于荧光光谱的检测限为10-9，比紫外光谱还高两个数 量级，因此采用该方法替代检测渗滤液中可生物利用有机物含量，灵敏度 高。 2、检测速度快。传统的通过BOD5测定渗滤液中可生物利用有机物含 量的方法，需要5日，而采用本替代方法，在5小时内即可判断出渗滤液 中可生物利用有机物的含量大小。
