典型城市污水二级处理水中DOM性状特征

典型城市污水二级处理水中DOM性状特征
王旭东;梁勇;王磊;付娜;吕永涛;曲颖
【摘要】以西安市典型城市污水二级出水为对象，分别测定了溶解性有机物的分
子质量分布、亲疏水性组分以及荧光性质等。

结果表明，无论以TOC或UV254计，二级出水中溶解性有机物分子质量分布趋势基本相同，大部分为小分子有机物，<10 ku的有机物分别占60%~75%和71%~79%，>50 ku的大分子有机物分别
占14%~28%和13%~16%，其他区间所占比例较小，整个区间成“双峰”状。

二级出水中亲水性组分较疏水性组分多，出水中难降解物质包括腐殖酸、富里酸和蛋白质类物质。

含腐殖质较多的水样SUVA较高，而含蛋白质类物质较多的水样SUVA较低，且腐殖质等大部分存在于疏水性有机物中。

【期刊名称】《工业水处理》
【年(卷),期】2014(000)012
【总页数】5页(P17-21)
【关键词】二级出水;溶解性有机物;分子质量分布;亲疏水性
【作者】王旭东;梁勇;王磊;付娜;吕永涛;曲颖
【作者单位】西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建
筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市
政工程学院，陕西西安710055;西安市环境监测站，陕西西安710054;西安建筑
科技大学环境与市政工程学院，陕西西安710055;西安建筑科技大学环境与市政
工程学院，陕西西安710055
【正文语种】中文
【中图分类】工业技术
第 34 卷第 12 期2014 年 12 月工业水处理 Industrial WaterTreatment
V01.34No.12Dec.,2014典型城市污水二级处理水中 DOM 性状特征王
旭东1 ，器勇 1 ，王磊 1 ，付娜 2 ，吕永涛 -，曲颖 1 (
1 ．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安 710055 ：
2 ．西安市环境监坝 4站．陕西西安 710054) [ 摘要 ] 以西安市典型城市
污水二级出水为对象，分别测定了溶解性有机物的分子质量分布、亲疏水性
组分以及荧光性质等。

结果表明，无论以 TOC 或 UV254 计，二级出水中
溶解性有机物分子质量分布趋势基本相同，大部分为小分子有机物 ,<10ku 的
有机物分别占 60% —750/0和 71% —79%,>50ku 的大分子有机物分别占
14u/o—280/o和 13% ～16% ，其他区间所占比例较小，整个区间成“ 双峰” 状。

二级出水中亲水性组分较疏水性组分多，出水中难降解物质包括腐殖酸、富里酸和蛋白质类物质。

含腐殖质较多的水样 SUVA 较高，而含蛋白质类物
质较多的水样 SUVA 较低，且腐殖质等大部分存在于疏水性有机物中。

f关键词
1 二级出水；溶解性有机物；分子质量分布；亲疏水性 [中图分类号 1X83
2 [ 文献标识码 ]A[文章编号 ]1005-829X(2014)12-0017-05 Characteristicsof dissolvedorganicmatterinthesecondary effluent oftypical urbansewage WangXudong'.LiangYong'.WangLei'.FuNa2, LuYongtao',Qu Yingl
(1.SchoolofEnvironmen ￡以
andMunicipalEngineering,Xi'anUniversityofArchitectuire andTechnology, X
i'an710055,China;2.X i'anEnvironmentalMonitoring
StaLion,Xi'an710054,China) Abstract:Takingthe typical urbansewagesecondaryeffluentin
Xi'anasresearchtarget,dissolvedorganicmatter (DOM) molecularweightdistribution,hydrophilic/hydrophobicconstituentsandfluor escenceetc.havebeen determined. Theresults showthat the tendencyof the molecularweightdistribution of DOMis basically the same, whetherdemonstratedbyTOCorUV2s4,andmostof DOMaremicromolecularorganicmatter.Theorganicmatter whose molecularweightis smallerthan 10kuoccupies60%-75%and71%-
790/o.Theorganicmatterwhose molecularweightisbigger than 50 ku occupies140/o-28u/oand13%-16%,separately.Theproportionofother sectionsisless,andthe
wholesectionappearsas"twinpeaks".Thehydrophilicconstituentsin secondaryeffluent
aremorethanhydrophobicconstituents.Therefractorydegradationsubstances of effluentconsist of humicacids,fulvic
acidsandproteinsetc.Thewatersamplesthat containmorehumicsubstanceshavehigher SUVA,whilethe watersamplesthac containmoreproteinhavelowerSUVA.Andmostof humicsubstancesgenerallyexist in hydrophobicorganicmatter. Keywords:secondaryeffluent;dissolved organicmatter ;molecularweight distribution;hydrophilicity/hydrophobicity城市污水是一种稳定可靠的新生水资源，其再生利用是促进城市水资源有效利用的重要途径… 。

城市污水一般均经过二级生化处理。

对城市污水进行再生利用．均指对城市污
水经二级处理后的出水进行深度处理，这就需要掌握水中污染物的性状。

而描述有机污染物的常规指标如 C.(1D.TOC 等难以反映水中溶解性有机物的性状特征另一方面，不同污水再生工艺对水中不同分子质量有机物的去除特性
不同．具有特定的选择性 [2]。

因此，掌握城市污水处理厂二级出水中溶解性有机物的特征成为城市污基金项目] 国家自然科学基金项目
(51008243,51178378 ，51278408) ；陕西省科技统筹创新1：程计划项目(2012KTCL03-06) ；陕西省教育厅专项( 2013JK0884) ：陕西省科技新星项目（ 2014KJXX-65 ） -17-第34卷第 12 期 2014年12月工业水处理 Industrial WaterTreatment V01.34No.12 Dec.,20141，器勇王磊付娜2吕永涛-曲颖(1．西安建筑科技大学环境与市政工程学院，陕西西安 710055 ： 2安市环境监坝 4站．陕西西安 710054)摘要 ]以西安市典型城市污水二级出水为
对象，分别测定了溶解性有机物的分子质量分布、亲疏水性组分以及荧光性
质等。

结果表明，无论以 TOC 或 UV254 计，二级出水中溶解性有机物分子质量分布趋势基本相同，大部分为小分子有机物 ,<10ku 的有机物分别占 60% —750/0和 71% —79%,>50ku 的大分子有机物分别占 14u/o—280/o和
13% ～ 16% ，其他区间所占比例较小，整个区间成“双峰”状二级出水中亲水性组分较疏水性组分多，出水中难降解物质包文献标识码 ]A Characteristicsof dissolvedorganicmatterinthesecondary effluent oftypical urbansewage WangXudong'.LiangYong'.WangLei'.FuNa2, LuYongtao',Qu Yingl ( 1. SchoolofEnvironmen ￡以
andMunicipalEngineering,Xi'anUniversityofArchitectuire andTechnology, X
i'an710055,China;2.X i'anEnvironmentalMonitoring
StaLion,Xi'an710054,China) Abstract:Takingthe typical urbansewagesecondaryeffluentin
Xi'anasresearchtarget,dissolvedorganicmatter molecularweightdistribution,hydrophilic/hydrophobicconstituentsandfluor escenceetc.havebeen Theresults showthat the tendencyof the molecularweightdistribution of DOMis basically the same, whetherdemonstratedbyTOCorUV2s4,andmostof DOMaremicromolecularorganicmatter.Theorganicmatter molecularweightis smallerthan 10kuoccupies60%-75%and71%-
790/o.Theorganicmatterwhose molecularweightisbigger than 50 ku occupies140/o-28u/oand13%-16%,separately.Theproportionofother sections isless,andthe wholesectionappearsas"twinpeaks".Thehydrophilicconstituentsin secondaryeffluent aremore
thanhydrophobicconstituents.Therefractorydegradationsubstancesof effluentconsist of humicacids,fulvic acids
andproteinsetc.Thewatersamplesthat containmorehumicsubstanceshavehigher SUVA,whilethe watersamples thac containmoreproteinhavelowerSUVA.Andmostof humicsubstancesgenerallyexist in hydrophobicorganic matter. Key words : secondaryeffluent;dissolved organicmatter ;molecularweight distribution;hydrophilicity/hydrophobicity城市污水是一种稳定可靠的新生水资源，其再生利用是促进城市水资源有效利用的重要途径…城市污水一般均经过二级生化处理。

对城市污水进行再生利用．均指对城市污水经二级处理后的出水进行深度处理，这就需要掌握水中污染物的性状。

而描述有机污染物的常规指标如 C.(1D.TOC 等难以反映水中溶解性有机物的性状特征
另一方面，不同污水再生工艺对水中不同分子质量有机物的去除特性不同．具有特定的选择性 [2]基金项目] 国家自然科学基金项目(51008243,51178378 ，51278408) ；陕西省科技统筹创新1：程计划项目(2012KTCL03-06) ；陕西省教育厅专试验研究 T-业水处理 2014-12 ，34(12)水再生利用面临的首要问题。

笔者以西安市典型城市污水生物处理工艺二级出水为对象，从溶解性有机物分子质量分布、荧光性质以及亲／疏水性等方面出发，全面解析二级 H{水中溶解性有机物的特征，可为城市污水的深度再生利用提供参考。

1材料与方法1.1 原水水质分别以西安市 3 种典型城市污水生物处理工艺（ A20 、氧化沟、 SBR ）二级处理出水（ WWTP 一 1 、WWTP-2、 WWTP-3 ）为原水，其水质见表 1 。

表 l 原水水质┏ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃项目┃ pH氨氮／( mg-L-)总氮l(mg-L-')总磷／ ( mg-L“ )COD/(mg-L-')SS/( mg-L 一) UV√rn-ITOU(mg-L-')┃ ┣ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ W WTP-1 6.9 ～7.2 0.58—1.2 4.4～12.0 0.3 —1.1 24.9—46.9 6 —10 11.7—16.7 8.2 —11.0 WWTP-2 6 q～74 8.5 —9.8 12 — 14.3 0.1 —0.2 24.0—49.6 5 — 13 16 ～21.3 11.8 —15.7 WWTP-3 7.0—8.8 3.5_5.2 7.5 —10.9 0.2～0.8 25.7—51.5 9 — 15 10.5~15 8.9 ～15.1┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┛ 1.2 实验方法(1) 溶解性有机物分子质量分布的测定方法。

采用超滤膜法测定溶解性有机物的分子质量分布，即先用 0.45lxm 微滤膜过滤原水，滤除颗粒态悬浮物后作为实验用水、然后分别采用切割分子质量为 3 、10、30、 50 、 100ku 的超滤膜过滤，测定
滤过液的 UV254 和 TOC, 用差减法计算出各分子质量区间的有机物含量．得出水中有机物的分子质量分布情况[3] 。

(2) 荧光性物质的测定方法。

荧光光谱采用 JASCOFP-6500型荧光分光光度计测定，光源为氙弧灯，样品装入 lcm 石英荧光样品池。

激发光波长扫描范围 220 ～480nm, 间隔 5nm, 发射光波长扫描范嗣 240 —550nm ．间隔 1nm ，激发、发射狭缝宽度5 nm ，响应时间 0.004ns ，扫描速度 2000nm/min 。

(3)有机物亲疏水性组分的测定方法【 4]。

测试流程见图 1 ，采用 AmberhiteDAX-8 、XAD-4 型吸附树脂，将 15mL 树脂装入层析柱 (20mmx30cm)中压实，先用超纯水清洗，直至出水 TOC 与超纯水一致。

图 1 亲疏水性组分分离流程原水经 0.45ym 微滤膜过滤后，调节 pH 至2.0．依次通过 DAX-8 与XAD-4 树脂，经 XAD-4 树脂后流出的组分为亲水性有机物。

吸附在DAX-8 -18-树脂上的有机物为强疏水性有机物，吸附在 XAD-4 树脂上的有机物为弱疏水性有机物，分别用 pH=13 的NaOH溶液洗脱，、水样通过层析柱的流速为 1.5— 2.5 mUmin ，洗脱时流速为 0.5 ～ 1.5mUmin 。

结果与讨论2.1 二级出水中溶解性有机物分子质量分布以有机物的 TOC 来表示二级出水中溶解性有机物的分子质量分布，见图 2 。

1087'6842o<33 ～I010-3030 ～5050-100>100 分子质量/ku图 2 二级出水中溶解性有机物的分子质量分布（以 TOC 计）从图 2 可见． 3 种二级 m 水中<3ku 的有机物分别占56%、 45% 、 63% ． <10ku 的有机物分别占 65% 、 60% 、 75% ，说明二级出水中溶解性有机物均以小分子物质为主，这主要是因为污水经生物处理后，颗粒态大分子有机物一部分通过沉淀方式去除．一部分逐步转化为小分子溶解性有机物，这些小分子物质大部分被生物降解，但出水中仍会残留一些。

而分子质量 >50 ku的有机物分别占 28% 、23010 、 14% ，
10~ 50ku 区间有机物所占比例较小，仅占总TOC 的 70'/o 、 17U/o、
110_10 ，整个区间呈“ 双峰” 分布。

这与董春娟等【 s] 的研究结果一致，出水中溶解性有机物含有一 T-业水处理 2014-12 ，34(12)笔者以西安
市典型城市污水生物处理工艺二级出水为对象，从溶解性有机物分子质量分布、荧光性质以及亲／疏水性等方面出发，全面解析二级 H{水中溶解性有机物
的特征，可为城市污水的深度再生利用提供参考。

材料与方法 1.1原水水质分别以西安市 3 种典型城市污水生物处理工艺（A20、氧化沟SBR）二级处理出
水WWTP一WWTP-3表l┏━┳┓目氨氮／ ( mg-L-))SS/( mg-L 一 )TOU mg - L-')┣╋┫ 6—10 1214.3 513 16～21.3 915┗┻┛ 1.2实验方法 (1)溶解性有机物分子质量分布的测定方法。

采用超滤膜法测定溶解性有机物的分子质量分布，即先
用 0.45lxm 微滤膜过滤原水，滤除颗粒态悬浮物后作为实验用水、然后分别
采用切割分子质量为 3 、 10、3050100的超滤膜过滤，测定滤过液的
UV254 和 TOC, 用差减法计算出各分子质量区间的有机物含量．得出水中有机物的分子质量分布情况[3]弧灯，样品装入 lcm 石英荧光样品池。

激发光波长扫描范围 220 ～480nm, 间隔 5nm, 发射光波长扫描范嗣 240 —
550nm ．间隔 1nm ，激发、发射狭缝宽度 5 nm ，响应时间 0.004ns ，扫描速度 2000nm/min 。

(3)测试流程见图 1 ，采用 AmberhiteDAX-8 、XAD-4 型吸附树脂将 mL树脂装入层析柱 (20mmx30cm)中压实先用超纯水清洗，直至出水 TOC 与超纯水一致。

图亲疏水性组分分离流程原水经
0.45ym 微滤膜过滤后，调节 pH 至 2.0．依次通过 DAX-8 与 XAD-4 树脂，经 XAD-4 树脂后流出的组分为亲水性有机物。

吸附在 DAX-8 -18-树脂上
的有机物为强疏水性有机物，吸附在 XAD-4树脂上的有机物为弱疏水性有机物，分别用 pH=13 2.5 mUmin ，洗脱时流速为 0.5 ～ 1.5mUmin 。

结果
与讨论 2.1二级出水中溶解性有机物分子质量分布 10 8 7' 84 o <3 3～I0 10-30 30～50 50-100 >100分子质量/ku二级出水中溶解性有机物的分子从图 2 可
见． 3 种二级 m 水中<3ku 的有机物分45%63%<10 ku 的有机物分别占
65% 、 60%75%说明二级出水中溶解性有机物均以小分子物质为主，这
主要是因为污水经生物处理后，颗粒态大分子有机物一部分通过沉淀方式去除．一部分逐步转化为小分子溶解性有机物，这些小分子物质大部分被生物降解，但出水中仍会残留一些。

而分子质量 >50 50区间有机物所占比例
较小，仅占总TOC 的 70'/o17U/o、 110_10 ，整个区间呈分布。

这与董
春娟等【s]的研究结果一致，出水中溶解性有机物含有一工业水处理
2014-12,34(12)旭东，等：典型城市污水二级处理水中 DOM 性状特征部
分溶解性微生物代谢产物 SMP, 其分子质量大部分<10ku 或>100ku,而 10 —100ku 的有机物最少．带有苯环、碳碳双键、碳氧双键等不饱和键结构的化合
物是天然水体和污水二级出水中的主要有机物组分m]通常用 UV254 进行
表征，作为水中不饱和有机物的替代参数[7]。

以 UV25N 表征的二级出水
中溶解性有机物的分子质量分布情况见图 3 。

图 3 二级出水中溶解性有机物分子质量分布（以 UV-54 计）从图 3 可以看什 5，若以 Uv254 计，3 种二
级出水中溶解性有机物的分子质量分布仍以小分子有机物为主， <10ku 的
有机物分别占 79% 、 71% 、 770'/0，<3ku 的有机物分别占 52% 、44% 、66% 。

而>50ku 的有机物占 16% 、 15% 、 13% ， I0 —50ku 区间有机物所占比例较小．整个区间亦呈现“ 双峰” 分布特征。

可见．二级出水
中溶解性有机物的分子质量分布，无论 480400 型300220 480400300220以UV254 或 TOC 来表征，趋势基本相似。

2.2二级出水中溶解性有机物的荧光特性三维荧光光谱法用于水质测定时能够揭示有机污染物的分类及其含量信息．并可对多组分复杂体系中荧光光谱重叠的对象进行光谱识别和表征[8] 。

有研究结果表明[9]二级出水中可能存在的几种荧光特征峰包括：
(l)AEx=300 ～370nm 、AEm-400 —500nm ，为腐殖酸类物质特征峰 (C) ；
(2)AEX=237 ～260nm 、 An。

=400—500nm.为富里酸类物质特征峰 (A) ；
(3) AFx_235 —240nm 、Abn=340 —355nm 与 AEx=280 —285nm 、
Ahn_320 —335nm ，为蛋白质类物质特征峰(Tl 、T2) ，其中 Tl为酪氨酸类物质．T2 为色氨酸类物质。

具体位置如图 4 所示。

图 4 二级出水中荧光峰存在位置对 3 种不同处理工艺的二级出水分别进行三维荧光光谱扫描，结果如图 5 所示。

240300400 500550240300400 Aiiii/niri A,ujnm 480400300220 a-WWTP-l:h-WWTP-2：（．WWTP-3, 图5二级出水中溶解性有机物的三维荧光光谱从图 5 可知． 3 种二级出水中溶解性有机物的荧光光谱图中均含有腐殖酸类荧光特征峰（ C 峰）、富里酸类荧光特征峰（ A 峰）以及蛋
白质类荧光特征峰（Tl 和 T2 峰），说明城市污水经生物处理后出水中
仍然存在各种不易生物降解的物质。

WWTP-1 荧光特征峰除 Tl 峰外，其他特征峰均以肩峰出现，分 2403004(X) 500550}+m nm布较均匀，其中 C 峰强度最大，为 870au 。

WWTP-2中 C 峰最为明显．强度为 900au, 其他物质荧光特征峰较弱。

说明在以上两种水样中窝殖酸类物质是最主要的荧
光物质。

而在 WWTP-3 中 Tl 和 T2 峰较为明显． C 峰以肩峰出现． A 峰虽独立出现，但强度较低．说明 WWTP-3中蛋白质类物质为主要的荧光 -
19-分<10 ku 或>100 ku,而 10 — 100ku 的有机物最少．带有苯环、碳碳双键、碳氧双键等不饱和键结构的化合物是天然水体和污水二级出水中的主要有机物
组分m]以UV25N表征的二级出水中溶3二级出水中溶解性有机物分子从图
3 可以看什 5，若以 Uv25
4 计，3 种二级出水中溶解性有机物的分子质量分布仍以小分子有机物主有机物分别占79%71%770'/0， <3ku 的有机物分别占52% 、44% 、66% 。

而>50ku 的有机物占 16% 、 15% 、 13% ， I0 —
50ku 区间有机物所双峰分布特征。

可见二级出水中溶解性有机物的分子质量分布，无论 480 400型 300 220UV254或TOC来表征，趋势基本相似。

二级出水中溶解性有机物的荧光特性三维荧光光谱法用于水质测定时能够揭示
有机污染物的分类及其含量信息．并可对多组分复杂体系中荧光光谱重叠的
对象进行光谱识别和表征 [8]特征峰包括：(l)AEx=300 ～370nm 、AEm-400 —500nm ，腐殖酸类物质特征峰 (C) ；(2)AEX=237 ～260nm 、—500 nm.为富里酸类物质特征峰 (A) ；(3) AFx_235 —240nm 、Abn=340 —355nm 与 AEx=280 —285nm 、 Ahn_320 —335nm ，为蛋白质类物质特
征峰(Tl 、T2) ，其中 Tl4二级出水中荧光峰存在位置对种不同处理工艺的二级出水分别进行三维 240 500 550 A, ujnm： WWTP-3,从可知种二级出水中溶
解性有机物的荧光光谱图中均含有腐殖酸类荧光特征峰（ C 峰）、富里酸类荧光特征峰（ A 峰）以及蛋白质类荧光特征峰（Tl和T2峰说明城市污
水经生物处理后出水中仍然存在各种不易生物降解的物质。

WWTP-1 荧光特征峰除 Tl 峰外，其他特征峰均以肩峰出现，分 4(X) }+m nm布较均匀，其中 C 峰强度最大，为 870au 。

WWTP-2中C峰最为明显．强度为
900au, 其他物质荧光特征峰较弱。

说明在以上两种水样中窝殖酸类物质是
最主要的荧光物质。

而在 WWTP-3 中 Tl 和 T2 峰较为明显． C 峰以肩峰出现． A 峰虽独立出现，但强度较低．说明 WWTP-3试验研究工业水处理2014-12 ，34(12)性物质。

二级出水中所含物质种类与浓度的不同，与进水水质及生物处理工艺类型关系很大[9] 。

据了解 ,WWTP-1 和WWTP-2进水由工业废水与生活污水组成，成分较复杂，出水中难降解物质如腐殖
质成分较多，而 WWTP-3 进水全部为生活污水，有机污染物较容易降解．生化性较好 [IO]出水中存在的溶解性有机物大部分是生物处理过
程中产生的微生物残体和生物降解物质，故蛋白质、氨基酸类物质偏多。

此外，出水中溶解性有机物种类及其数量也与生物处理工艺的污泥龄、污泥浓度、水力停留时间等参数有关，其相关关系需通过测
定废水中溶解性有机物随各反应阶段的变化进一步研究。

2.3亲疏水性组分
及 SUVA对二级出水中的溶解性有机物进行亲疏水性组分的分离和测定．如图 6 所示。

透燕条妞g-1．┏ ━ ┳ ━ ━ ┳ ━ ┳ ━ ━ ┳ ━ ┳ ━ ━ ┓ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┣ ━ ━ ┫ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┣ ━ ━ ┫ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃霾┃ ┃缓羹┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┗ ━ ┻ ━ ━ ┻ ━ ┻ ━ ━ ┻ ━ ┻ ━ ━ ┛ WWTP-1图 6 二级出水溶解性有机物中亲疏水性组分所占比例从图 6 可以看出 ,WWTP-1和 WWTP-2 中强疏水组分所占比例最大，分别为43010 、45% ．其次是亲水性组分，分别为 340/0 、35010．弱疏水性组分所占比例最小，仅为 23% 、20% 。

而 WWTP-3 中弱疏水性组分最多．为43% ．强疏水性组分和亲水性组分占29% 和 28010。

可见对于 WWTP-1 、WWTP-2 ．强疏水性物质含量较多，强疏水性组分> 亲水性组分> 弱疏水性组分．而 WWTP-3 中过渡亲水性物质含量较多，弱疏水性组分> 强疏
水性组分> 亲水性组分。

疏水性组分主要是芳香族和脂肪族类物质．亲水
性组分主要为多糖、氨基酸、微生物代谢产物等物质[． 1]若根据
J． A ． Leenheer 的分类方法 [1 2]，将溶解性有机物分成强疏水性组分和亲
水性组分（亲水性组分和弱疏水性组分）．可以看出二级出水中亲水性组分较强疏水性组分多。

3 种水样中强疏水性组分占 30qo —45% ，而亲水性
组分占550/0～700'/0 。

20 SUVA （比紫外吸收值）是 UV254 与 DOC 的
比值，可反映水中有机物的某些特性．如腐殖化程度及不饱和双键或芳香环
有机物的相对含量等f13] 。

表 2 列出了二级出水原水及其不同组分的 SUVA 。

表 2 出水中溶解性有机物不同组分的SUVA┏ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┓ ┃ UV154/TOC/SUVA/┃ ┃ ┃ m-l( L - m-' - mg-')┃┣ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃原水
16.7 10.4 1.61雾慧霪嚣筹 7.8 4.5 1.73 2.4 1.25亲水性组分 5.9 3.5 1.68 20.5 11 8 1.74翥黧莲嚣筹 111 5.3 2.09 3.8 1.58 5.6 4.1 1.37 11.8 15.6 0.76 WWTP 一。

雾纛莲器筹 6.2 4.61.35 2.9 6.70.43 2.7 4.30.63┃ ┗ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┛从表 2 可以看出． 3 种
原水的 SUVA 分别为1.61、 1.74 、0.76U(m-mg) ，均<3U(m-mg) ，根据J.K. Edzwald等‘ 14]的分类标准，当 SUVA<3U(m -mg)时，水中的溶解性
有机物主要为亲水性有机物，分子质量较低，芳香族化合物构造较少。

说明二级出水中亲水性有机物含量相对较高，这与图 6 所得结论一致。

WWTP -2 的 SUVA 最大 ,WWTP 一1次之．WWTP-3最小。

说明 WWTP-1 和中不饱
和有机物含量相对较高，而从图 5 可知 WWTP-1 和中含有较强的腐殖酸和富里酸类特征峰，说明较多的含苯环结构及其他含不饱和双键的有机物来自腐
殖质。

而 WWTP-3 中由于含有较多的蛋白质类物质，腐殖化程度较低，故SUVA 相对较低。

从表 2 还可以看出． 3 种原水中强疏水性组分的SUVA分别为 1.73 、2.09 、 1.35U(m-mg) ，较弱疏水性组分和亲水性组分高，说明大部分含苯环及不饱和双键结构的物质存在于疏水性组分中．进一步
表明疏水性有机物主要以腐殖质为主。

3 结论 (1) 二级出水中溶解性有机物
的分子质量分布，无论以 TOC计或是 UV54 计，趋势基本相同，大部分为小
分子有机物 ,<10ku 的有机物分别占 60% ～750/0和 71% —79%,>50ku 的大
分子有机物分别占 14U/o— 280/0 和 13% — 160'/0 ．其他区间所占比例较／卜，整个区间成“ 双峰” 分布。

(2)- 级出水中含有的难降解物质包括腐殖酸、富里酸和蛋白质类物质，其种类和浓度与城市污水性物质。

二级出水中所含物质种类与浓度的不同，与进水水质及生物处理工艺类型关系很大[9]解,WWTP-1进由工业废水与生活污水组成，成分较复杂，出水中难降
解物质如腐殖质成分较多，而 WWTP-3 进水全部为生活污水，有机污染
物较容易降解．生化性较好 [IO]的溶解性有机物大部分是生物处理过
程中产生的微生物残体和生物降解物质，故蛋白质、氨基酸类物质偏多。

此外，出水中溶解性有机物种类及其数量也与生物处理工艺的污泥龄、污泥浓度、水力停留时间等参数有关，其相关关系需通过测定废水中溶解性有机物随各反应阶段的变化进一步研究。

2.3透燕条妞 g 1．6
二级出水溶解性有机物中亲疏水性组分所占比例以看出 ,WWTP-1中强疏水组
分所占比例最大，分别为 43010 、45% ．其次是亲水性组分，分别为
340/0 、35010．弱疏水性组分所占比例最小，仅为 23% 、20% 。

而WWTP-3 中弱疏水性组分最多．为 43% ．强疏水性组分和亲水性组分
占 29% 和 28010。

可见对于 WWTP-1 、WWTP-2 ．强疏水性物质含量较多，强疏水性组分> 亲水性组分> 弱疏水性组分．而 WWTP-3 中过渡亲水性物质含量较多，弱疏水性组分> 强疏水性组分> 亲水性组分。

疏水性组分主要是
芳香族和脂肪族类物质．亲水性组分主要为多糖、氨基酸、微生物代
谢产物等物质[． 1]将溶解性有机物分成强疏水性组分和亲水性组分（亲水性组分和弱疏水性组分）．可以看出二级出水中亲水性组分较强疏水性组分多。

3 种水样中强疏水性组分占 30qo —45% ，而亲水性组分占550/0～700'/0 。

SUVA比紫外吸收值）是 UV25
4 与 DOC 的比值，可反映水中有机物的某些特性．如腐殖化程度及不饱和双键或芳香环有机物的相对含量等f13]列出了二
级出水原水及其不同组分的 SUVA 。

出水中溶解性有机物不同组分的 SUVA
雾慧霪嚣筹翥黧莲 111 WWTP一。

纛莲看种原 1.61、 1.74 、0.76U(m-mg) ，
均<3U(m-mg) ，根据J.K.等‘ 14]的分类标准，当 SUVA<3U(m mg)时，水
中的溶解性有机物主要为亲水性有机物，分子质量较低，芳香族化合物构造
较少。

说明二级出水中亲水性有机物含量相对较高，这与图 6 所得结论一致。

-2最大,WWTP一1次之最小。

说明 WWTP-1说明较多的含苯环结构及其他含
不饱和双键的有机物来自腐殖质。

而 WWTP-3 中由于含有较多的蛋白质类
物质，腐殖化程度较低，故 SUVA 相对较低。

从表 2 还可以看出． 3 种原水中强疏水性组分分别为 1.73 、2.09 、 1.35U(m-mg) ，较弱疏水性组分和
亲水性组分高，说明大部分含苯环及不饱和双键结构的物质存在于疏水性组
分中．进一步表明疏水性有机物主要以腐殖质为主。

结论为小分子有机
物 ,<10ku 的有机物分别占 60% ～750/0—79%,>50 ku 的大分子有机物分别
占 14U/o—间成分布。

(2)- 级出水中含有的难降解物质包括腐殖酸、王旭东，等：典型城市污水二级处理水中 DOM 性状特征 _____ —_ ——
________ —_ —_ —._______ —-___ —._______ —___ 一 _____.__—___________.-_._____________—_.________-———_______ —__ ——________._ —_____.来源及生物处理工艺类型有着密切联系。

进水为工业废水和生活污水混合污水时，
出水可生化性较差，成分比较复杂：进水仅含生活污水时，出水可生化性较好，出水中存在的溶解性有机物大部分是生物处理过程产生的微生物残体或生
物代谢物质，故出水中蛋白质、氨基酸类物质偏多’ 、 (3) 二级出水中亲
水性组分较疏水性组分多，含有腐殖质成分较多的水样 SUVA 较高，而含有
蛋白质类物质较多的水样 SUVA 较低．且大部分含苯环及不饱和双键结构的物质存在于疏水性物质中．进一步表明腐殖质等大部分为疏水性有机物．参考文献 [1]李春光，污水再生利用水质标准和处理 T 艺探讨[J]．中国给水排水，2009,25(6):5-8. [2]乔春光，魏群山，王东升，等，典型南方水源溶解性有机物分子量分布变化及去除特性 [J]．环境科学学报，2007,27(2):195-200.[3] WangXudong,WangLei,LiuYing,etal.Ozonationpretreatmentforultrafiltration of che secondaryeffluent lJ].Journal of MembraneScience,2007,287(2):187-191.【 4]TangShujuan,WangZhiwei,WuZhichao,etal.Role of dissolved organicmatters(DOM)in membranefouling of membranebioreac-torsfor
municipalwastewaLertreatment[J].Journal of
HazardousMaterials ,2010,178(1/2/3):377-384. [5]董春娟，吕炳南．污
水生物处理中的溶解性微生物产物 (SMP)[J]．巾国给水排水，
2004,20(1) ：22-25. [6]王树涛，王虹，马军，等，我国北方城市iij 水处理厂二级处理m 水的水质特性[J]．环境科学，2009,30(4):1099-1104. [7]董月芬，张丽云．水源中溶解性有机物分子量分布特性研究 [J].河北化工．2008,31(11) ：23-25. [8]薛爽，粱雷，赵庆良，等．二级处理出水中溶解性有机物的荧光特性[J]．环境科学与技术，2010,33(7):177-182. [9] ImaiA,FukushimaT, MatsushigeK,etal.Characterization of dis-solved organic matter ineffluentsfrom wastewatertreatmentplants[Jl.Water Research,2002, 36 (4):859-870. [10]余萍，于鑫，戢肩宏，等，废水生物处理出水中溶解性微生物产物的形成机制与特征 [J]．环境污染与防治，2006,28(5):352-355. [11] LabanowskiJ,Feuillade G.Dissolvedorganicmatter:precautionsforthe study
of hydrophilic substances using XADresin[J].WaterResearch,2011,45(1):315-327. [12]prehensiveapproach to preparative isolationand fractionation of dissolved organiccarbonfromnatural watersandwastewaters[J].EnvironmentalScience＆
Technology,1981,15(5):578-587. [13]龚剑丽，刘勇弟，孙贤波，等，城市污水二级生化出水巾有机污染物特性表征 [J]．环境化学，2007,26(5):706-707. [14]EdzwaldJK.Coagulationin drinking watertreatment:particles,or- ganicsandcoagulants[Jl.Water Science&Technology,1993,27 (11)：21-35.f
作者简介] 『收稿日期 ]王旭东（ 1979-），博士，副教授。

电话：133******** E-mail:xudongw7904@ 2014-10-27（修改稿）．舢
L —； lL ．址．址．S屯．S止—址．S止．S止．S止．址，址．址．址舢—
址．址．址．址__S 止__址—址．址__址__S 止，址．SLL．S止__址__
址．‘ lL ．址舢．S止__S 止．‘ 止．{止．址舢__址．S． L ．S屯“皿，址（上接第 7 页）[5]U.S.EPA.Short-termmethodsforestimatingthe chronic toxicityof effluentsand receivingwatersto freshwater organisms
[R ].Washing-ton D.C.:Office ofWater,2002. [6] FederalMinistryfor the Environment,NatureConservationanrl Nu-clear
Safety,Germany.Ordinanceonrequirementsforthe dischargeofwastewaterinto waters[Sl. [7]DIN38412part 30.Cermanstandard methodsforthe examinatjonof water,wastewaterandsludge bio-
assays(groupL) determiningthe toleranceof daphniacothetoxicity of wastewaterbywayof a dilutionseries(L30)[Sl. [8]DIN38412-
33.Cermanstandardmethodsfor the examinationof water,waste water andsludge bio-assays (group L) ;determiningthe tolerance of greenalgae to the toxicityof wasLewater(Scenedesmuschlorophyll fluorescencetest )by wayofadilutionseries(L 33 )[Sl.[9]DIN38415-3.Cermanstandardmethodsfor the examinationofwater.waste waterandsludgebio-
assayswithmic.roorganisms (group T) part l: determinationof the mutagenicpotentialof water usingtheumu-test(T3)[S]. [10] DII\138415-
6.Germanstandard methodsfor the examinationof waterandsludgesub-animaltesting(groupT) [12][13][14][15][16] determinationof the effect of nonacutetoxicity of wastewateron the developmentoffisheggs(K9)[S].2003. IS0 11348-2:200
7.Water quality-determination ofthe inhibitoryeffect of waLersamplesonthe light emissionof Vibrio fischeri(Luminescentbacteria test)-part2:methodusingliquid-driedbacLeria[S].姜斌，张涤非，不同行业丁。