[发明专利]一种快速分析出水溶解性有机氮生物有效性的方法

说明书

本发明公开了一种快速分析出水溶解性有机氮生物有效性的方法，属于城市生活污水处理领域。本发明的方法包括如下步骤：(1)XAD‑8树脂预处理；(2)样品预处理；(3)树脂分离；(4)亲疏水性DON浓度测定和(5)DON生物有效性计算。本发明的方法具有检测速度快、操作简便且分析费用低的优点，无须再依赖于藻类培养来测定污水中DON的生物有效性，当天就能获得测试数据，适用于市政污水厂出水DON生物有效性的日常监测。

技术领域

本发明属于城市生活污水处理领域，更具体地说，涉及一种快速分析出水溶解性有机氮生物有效性的方法。

背景技术

市政污水处理厂出水溶解性总氮包括无机氮(氨氮、硝态氮和亚硝态氮)和溶解性有机氮(DON)。为了控制湖泊富营养化，许多市政污水处理厂升级了脱氮工艺，大部分无机氮通过硝化-反硝化作用被成功去除，相比之下，DON在硝化-反硝化过程中很难被去除，最终出水DON浓度在0.76-6.46mg/L之间。之前的研究认为出水DON是不可生物降解的，然而最近的研究表明出水DON能被自然界中的藻类和浮游植物利用。一些DON物质如游离氨基酸能被藻类直接吸收利用，而有些DON物质经微生物水解和矿化后能被藻类吸收利用。污水厂出水生物可利用DON的排放会加剧湖泊和河流的富营养化。因此，监测研究污水厂出水DON的生物有效性是非常有必要的。

目前污水中DON的生物有效性采用藻类生物测试测定。将羊角月牙藻接种液、混合液悬浮固体和污水DON置于人工气候室中培养14-28天，生物可利用DON为藻类培养前后DON的差值。由于需要14-28天的培养时间，污水厂工作人员无法及时获取污水厂出水DON的生物有效性及其变化。并且，藻类培养需要适宜的温度、营养元素和光照等条件，操作技术要求高。对于市政污水处理厂出水DON生物有效性的日常监测，急需一种检测速度快、操作简便且经济的测定方法。中国专利申请号CN201210325754.5公开了一种研究水体中DON生物有效性的方法及装置，其装置主要包括过滤装置、DON提取装置和藻类生长系统。该方法虽然具有易于连续运行等特点，但DON的生物有效性仍然是通过测量藻类生长系统水样中氮含量的变化来确定的，测试过程繁琐且耗时长。本发明的目的是提供一种市政污水处理厂出水中DON生物有效性的快速、经济、简便的测定方法，为污水厂DON生物有效性的日常监测及处理效果评价提供技术支持。

发明内容

1.要解决的问题

针对现有的DON生物有效性检测方法存在过程繁琐且耗时长的问题，本发明提供一种快速分析出水DON生物有效性的方法，利用XAD-8树脂检测分析市政污水处理厂出水的DON生物有效性，当天就能获得测试数据。

2.技术方案

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

(1)XAD-8树脂预处理：取XAD-8树脂放入树脂交换柱中，分别用50-100倍柱体积NaOH溶液和50-100倍柱体积HCl溶液交替冲洗3-6遍。然后用去离子水冲洗，一直到交换柱出水溶解性有机碳浓度小于0.2mg/L。

(2)样品预处理：将400mL市政污水厂出水用滤膜过滤，并用HCl将其pH值调至2.0。

(3)树脂分离：将步骤(2)预处理过的出水样品匀速经过根据步骤(1)预处理过的XAD-8树脂，采用手动、半自动或全自动固相萃取仪，控制水样过流速度为0.5-1.5mL/min，收集滤出液，用NaOH将其pH值调至7.0左右备用，即为亲水性DON溶液。用100mL NaOH反向冲洗吸附后XAD-8树脂，采用手动、半自动或全自动固相萃取仪，控制流速为0.5-1.5mL/min，收集滤液，用HCl将其pH值调至7.0左右备用，即为疏水性DON溶液。