基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法技术

本发明专利技术公开了一种基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，属于污水处理技术领域，所述评价方法包括以下步骤：(1)进行污水样品预处理，利用固相萃取法富集污水样品中的含氮有机物；(2)采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪进行污水样品中含氮有机物的分析检测；(3)根据步骤(2)所得的含氮有机物谱图构建含氮有机物响应峰的截面数据集，并采用无监督特征降维分析技术进行含氮有机物去除效果的计算与排序；(4)通过排序结果评估污水处理厂含氮有机物的去除效果。本发明专利技术提出的评价方法具有评估结果整体性强、一致性高等优点，可用于多个污水处理厂处理效果的综合对比评估。

【技术实现步骤摘要】
基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法
本专利技术属于污水处理
，更具体地说，涉及一种基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法。
技术介绍
污水处理厂中含氮有机物指各类含有氮元素官能团的有机化合物，包括溶解性含氮有机物、胶体含氮有机物、颗粒态含氮有机物。在污水处理过程中，胶体含氮有机物和颗粒态含氮有机物可通过水解等作用去除，或转化为溶解性含氮有机物，导致溶解性含氮有机物成为污水处理过程中主要的含氮有机物。溶解性含氮有机物广泛地存在于污水处理的过程中，是污水中主要的有机物之一，其种类繁多、组成成分复杂，主要包括氨基酸类、胺类、嘌呤类、腈类、嘧啶类和硝基类等有机化合物。现有研究表明污水处理厂中的溶解性含氮有机物可引发深度处理过程中的膜污染问题，并且，溶解性含氮有机物是具有高致癌性含氮消毒副产物的主要前体物，溶解性含氮有机物的去除效果可影响污水处理厂的污水处理能力及其出水水质。因此，评估污水处理厂中以溶解性含氮有机物为主的含氮有机物去除效果对稳定污水处理厂的运行及保证出水水质具有重要作用。尽管人们已逐步认识到污水处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，其特征在于，是利用高分辨率质谱、无监督特征降维分析技术建立的污水处理厂各工艺段含氮有机物去除效果的评价方法，具体建立步骤为：/n(a)使用固相萃取小柱对预处理后的污水处理厂污水样品中的含氮有机物进行富集，经过柱活化、上样、柱淋洗、柱洗脱将污水样品中的含氮有机物与基底、干扰物进行分离，得到污水中的含氮有机物；/n(b)采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪进行污水样品中含氮有机物的分析检测，得到污水样品中含氮有机物的响应峰质谱图；/n(c)将各污水样品的含氮有机物响应峰经数据预处理，设定响应峰对应的含氮有机物分子为全局变量，将污水样品按照处理工艺...

【技术特征摘要】
1.基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，其特征在于，是利用高分辨率质谱、无监督特征降维分析技术建立的污水处理厂各工艺段含氮有机物去除效果的评价方法，具体建立步骤为：
(a)使用固相萃取小柱对预处理后的污水处理厂污水样品中的含氮有机物进行富集，经过柱活化、上样、柱淋洗、柱洗脱将污水样品中的含氮有机物与基底、干扰物进行分离，得到污水中的含氮有机物；
(b)采用傅里叶变换离子回旋共振质谱仪进行污水样品中含氮有机物的分析检测，得到污水样品中含氮有机物的响应峰质谱图；
(c)将各污水样品的含氮有机物响应峰经数据预处理，设定响应峰对应的含氮有机物分子为全局变量，将污水样品按照处理工艺流程排列为截面数据，构建污水处理厂含氮有机物去除效果的评价数据矩阵，将数据矩阵输入统计软件上建立无监督特征降维分析体系；
(d)对无监督特征降维分析体系中的全局变量进行同向化和全局标准化处理，利用多元统计分析检验无监督特征降维体系中全局变量之间的相关关系，并计算全局变量的协方差矩阵；
(e)利用全局变量的协方差矩阵，提取污水处理厂各工艺段在无监督特征降维分析体系的含氮有机物去除效果得分值，利用污水处理厂各工艺段含氮有机物去除效果得分值大小对污水处理厂的含氮有机物去除效果进行排序，通过排序结果判断各污水厂、各工艺段含氮有机物去除效果，完成对污水厂含氮有机物去除效果的整体性评估。


2.根据权利要求1所述的基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，其特征在于所述污水处理厂包括多个市政污水处理厂或多个工业污水处理厂；所述各工艺段为各污水处理阶段，即一级处理阶段、二级处理阶段、三级处理阶段，各污水厂用以评价含氮有机物去除效果的工艺段需为同一类型的污水处理工艺段或多个同一类型的污水处理工艺段。


3.根据权利要求1所述的基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，其特征在于步骤(a)中，所述预处理后的污水处理厂污水样品为经过0.45μm醋酸纤维滤膜、使用ACS级高纯盐酸调节为pH＝2的污水处理厂污水样品；固相萃取小柱为苯乙烯-二乙烯苯共聚物填料的商业化固相萃取小柱；柱活化依次使用2-3倍柱体积的LC-MS级甲醇清除固相萃取小柱中的杂质、使用3-5倍柱体积的pH＝2超纯水平衡固相萃取小柱；上样控制污水样品流速为0.5-2mL/min；柱淋洗使用3倍柱体积pH＝2超纯水淋洗已负载含氮有机物的固相萃取小柱，并利用氮吹的方式去除固相萃取小柱内剩余水分；使用1-3倍柱体积LC-MS级甲醇洗脱，控制流速为0.5-1.5mL/min；分析检测前，分析样品中的溶解性有机碳浓度为50-100mg/L。


4.根据权利要求1所述的基于高分辨率质谱的污水厂含氮有机物去除效果评价方法，其特征在于所述pH＝2超纯水为经ACS级高纯盐酸酸化的LC-MS级超纯水。


5.根据权利要求1所述的基于高分辨...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡海冬，廖可薇，王瑾丰，吴兵，任洪强，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32