徐 玲,李卫华,杨 英*,严国兵,帅 磊,赵 庆



基于改进偏最小二乘法的近红外快速分析强化生物除磷污泥胞内PHA

徐 玲1,2,李卫华1,2,杨 英1,2*,严国兵1,2,帅 磊1,2,赵 庆1,2

(1.安徽建筑大学环境与能源工程学院,安徽 合肥 230601；2.安徽建筑大学,水污染控制与废水资源化安徽省重点实验室,安徽 合肥 230601)

聚β羟基烷酸酯(PHA)是强化生物除磷系统中颗粒污泥胞内重要碳源和能源,其快速测定对强化生物除磷机理研究有重要意义. 采用Savitzky-Golay平滑法(SG)-多元散射校正法(MSC)对污泥的近红外光谱进行预处理,通过改进的偏最小二乘法(iPLS、siPLS、biPLS)建立污泥样品近红外光谱与PHA含量的定量分析模型.结果表明,SG-MSC预处理减弱噪声和背景等表面因素对光谱的影响,采用联合区间偏最小二乘法(siPLS)将全光谱等分为30个子区间, 联合子区间[13 21 24 29]建立的模型预测效果最优,其交互验证均方根误差(RMSECV)和预测均方根误差(RMSEP)分别为0.2018和0.3120,校正集和预测集相关系数分别达到0.9925和0.9391,该光谱区段与PHA分子结构中C—H的伸缩变形、弯曲振动和C=O的伸缩振动密切相关. 改进偏最小二乘有效地优化光谱建模区域,提高模型预测能力,实现污泥胞内PHA含量的快速定量分析.

强化生物除磷；聚β羟基烷酸酯；近红外光谱；Savitzky-Golay平滑法；多元散射校正；改进偏最小二乘法

废水的强化生物除磷(EBPR)过程是解决水体富营养化的一种重要途径,受到人们的广泛关注[1-4].采用厌氧-好氧的交替运行,可以增强聚磷菌的竞争优势,聚磷菌将正磷酸盐转化为聚磷并通过好氧末端排泥……