碳源類型對(duì)反硝化除磷過程N(yùn)2O產(chǎn)生的影響機(jī)制研究.pdf

1、隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，富含氮磷的污水大量排放到天然水體中，造成江河湖泊水體富營(yíng)養(yǎng)化嚴(yán)重，這使污水生物脫氮除磷成為人們?nèi)找骊P(guān)注的熱點(diǎn)。反硝化除磷工藝是一種低費(fèi)高效的水處理技術(shù)，它可以“一碳兩用”，同時(shí)完成脫氮和除磷，不僅可以節(jié)省碳源，還能減少曝氣量和污泥產(chǎn)量。但最近的研究發(fā)現(xiàn)，反硝化除磷過程中會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體N2O。而碳源類型會(huì)對(duì)該過程中N2O的釋放產(chǎn)生影響，本研究以污水中最常見的兩種碳源——乙酸和丙酸為研究對(duì)象，開展不同碳源類型下反硝

2、化除磷過程中N2O產(chǎn)生的研究，本研究的開展可為反硝化除磷工藝中N2O的減排提供理論依據(jù)。
　　本文首先探討了不同碳源條件下污染物的去除效果及N2O的產(chǎn)量，并在系統(tǒng)穩(wěn)定后跟蹤測(cè)定系統(tǒng)中污染物和N2O的濃度變化，研究碳源的改變對(duì)反硝化除磷系統(tǒng)的影響。利用掃描電鏡和PCR-DGGE等技術(shù)對(duì)微生物形態(tài)及菌落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究，分析了污泥微觀環(huán)境的改變與污水處理效果之間的關(guān)系。主要結(jié)論如下:
　　在改變碳源實(shí)驗(yàn)中，各反硝化除磷系統(tǒng)污染

3、物的去除效率有明顯不同。三個(gè)系統(tǒng)對(duì)COD的去除率較高，都能達(dá)87％以上。系統(tǒng)中存在丙酸使總氮的去除率降低，乙酸系統(tǒng)對(duì)總氮的去除率最高為71.39％，丙酸系統(tǒng)對(duì)總氮的去除率降低到42.35％。丙酸系統(tǒng)的厭氧釋磷量遠(yuǎn)高于乙酸和混合酸系統(tǒng)，且丙酸可以提高反硝化除磷系統(tǒng)總磷去除效率，以乙酸為碳源時(shí)總磷的去除率最低為87.23％，以丙酸為單一碳源時(shí)總磷的去除率提高到88.94％。乙酸系統(tǒng)中亞硝酸鹽積累最嚴(yán)重，亞硝酸鹽濃度最高達(dá)到22.08mg/L

4、，而丙酸系統(tǒng)中沒有亞硝酸鹽產(chǎn)生。
　　碳源的改變使反硝化除磷系統(tǒng)N2O的釋放差異較大。乙酸系統(tǒng)N2O產(chǎn)量遠(yuǎn)高于混合酸和丙酸系統(tǒng)，乙酸系統(tǒng)的N2O最高濃度達(dá)到3.3mg/L，丙酸系統(tǒng)中不產(chǎn)生N2O。因此，丙酸對(duì)反硝化除磷系統(tǒng)中N2O的減量化具有明顯優(yōu)勢(shì)。不同碳源影響厭氧合成的PHA數(shù)量和種類。以乙酸為碳源時(shí)PHA合成量最高，以丙酸為碳源時(shí)PHA合成量最少。丙酸系統(tǒng)中較少的PHA數(shù)量，導(dǎo)致其反硝化過程進(jìn)行不徹底。以混合酸和丙酸為碳源，

5、在厭氧合成的PHA中，PHV和PH2MV數(shù)量的增加有利于N2O產(chǎn)量的減少。
　　在污泥微生物的研究中發(fā)現(xiàn)，以乙酸為碳源時(shí)污泥中的微生物以球菌為主，以丙酸為碳源時(shí)污泥中的細(xì)菌多數(shù)為桿菌，說明丙酸系統(tǒng)會(huì)培養(yǎng)出更多的反硝化細(xì)菌。碳源的改變使系統(tǒng)中全細(xì)菌和反硝化細(xì)菌的種類都明顯不同，混合酸系統(tǒng)的污泥中全細(xì)菌的多樣性最高，而丙酸系統(tǒng)中反硝化細(xì)菌的多樣性最高。同時(shí)，各系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)菌種差異較大。這些都從污水生物處理的本質(zhì)方便改變了工藝的運(yùn)行過程，