SBR短程硝化反硝化工藝N2O產(chǎn)生特性及回收潛力試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，環(huán)境污染、溫室效應(yīng)和能源危機(jī)等問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)話題。氧化亞氮（Nitrous Oxide，N2O）是一種性質(zhì)十分穩(wěn)定并且具有高制暖勢(shì)的溫室氣體，同時(shí)也是一種能源物質(zhì)（可作為高效助燃劑）。污水處理的生物脫氮過(guò)程是人類生產(chǎn)活動(dòng)中N2O排放的重要來(lái)源。為了解污水處理中N2O的排放特性及回收利用潛力，本實(shí)驗(yàn)采用SBR工藝，在厭氧/好氧運(yùn)行模式下成功啟動(dòng)短程硝化反硝化反應(yīng)器，分別從環(huán)境保護(hù)和能源回收潛力兩方面對(duì)該

2、系統(tǒng)N2O的產(chǎn)生進(jìn)行闡述。一方面研究短程硝化過(guò)程中N2O的釋放規(guī)律，通過(guò)控制曝氣量減少N2O的排放量，減少其對(duì)環(huán)境的污染；另一方面通過(guò)改變SBR運(yùn)行模式，研究厭氧/好氧/缺氧SBR工藝在缺氧階段N2O的回收潛力，及碳氮比對(duì)N2O轉(zhuǎn)化率的影響。主要得出以下結(jié)論：
　　（1）通過(guò)控制溫度、溶解氧和進(jìn)水氨氮濃度經(jīng)28d的培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)了短程硝化反硝化反應(yīng)器的啟動(dòng)，亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化率可達(dá)95％以上。反應(yīng)器培養(yǎng)過(guò)程中，隨著污泥中氨氧化細(xì)菌（Ammon

3、ia oxidizing bacteria，AOB）大量增殖完成氨氧化所用的曝氣時(shí)間不斷縮短，至短程硝化反硝化的穩(wěn)定階段，曝氣時(shí)間由最初的4h降至2h。
　?。?）不考慮生化反應(yīng)狀況下N2O的釋放規(guī)律表現(xiàn)為，N2O釋放速率與曝氣量及溶解態(tài)N2O濃度正相關(guān)，四種曝氣量（20L·h-1、40L·h-1、60L·h-1及80L·h-1）對(duì)應(yīng)的N2O釋放系數(shù)分別為0.0015s-1、0.0024s-1、0.0035s-1和0.0043s-

4、1。
　?。?）采用啟動(dòng)成功的短程硝化SBR，分別研究曝氣量為20L·h-1、40L·h-1、60L·h-1及80L·h-1工況下，短程硝化過(guò)程中N2O的逸出規(guī)律及N2O總產(chǎn)量。研究結(jié)果表明：隨著曝氣量的增大，短程硝化反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，亞硝化率逐步降低（分別為99.6%、94.9%、92.2%、85.5%）；不同曝氣量下亞硝化過(guò)程中溶解態(tài)N2O濃度均呈先增加后減少的變化趨勢(shì)；溶解態(tài)N2O最大值及N2O總產(chǎn)量（21.3mg·L-1、

5、9.4mg·L-1、6.8mg·L-1和3.7mg·L-1）隨著曝氣量的增大而明顯減小。低曝氣量（20L·h-1）下的N2O產(chǎn)量遠(yuǎn)高于高曝氣量（80L·h-1）下的產(chǎn)量，中等強(qiáng)度曝氣量（40L·h-1、60L·h-1）下，亞硝化過(guò)程既可維持較高的亞硝化率，又可有效減少N2O總產(chǎn)量。
　?。?）通過(guò)在亞硝化過(guò)程不同運(yùn)行時(shí)期停止曝氣的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在低溶解氧下的亞硝化過(guò)程中微生物利用胞內(nèi)有機(jī)碳（PHB）進(jìn)行的異養(yǎng)反硝化作用對(duì)反應(yīng)全程N(yùn)2O

6、的產(chǎn)生起著重要作用。在厭氧-好氧-缺氧SBR反應(yīng)器中，缺氧階段產(chǎn)生的N2O總量遠(yuǎn)高于亞硝化階段產(chǎn)生的N2O總量。以PHB作為電子供體的異養(yǎng)反硝化作用可以在減少污水中亞硝酸鹽含量的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)N2O的轉(zhuǎn)化。在缺氧階段N2O轉(zhuǎn)化率可達(dá)77%。通過(guò)研究不同碳氮比對(duì)SBR缺氧階段N2O產(chǎn)量的影響，表明在厭氧-好氧-缺氧SBR中，需要控制進(jìn)水碳氮比在2.2以上可使缺氧階段亞硝態(tài)氮充分還原為N2O。實(shí)驗(yàn)證明厭氧-好氧-缺氧SBR具有在處理污水的同時(shí)回