以亞硝酸鹽為電子受體的反硝化除磷系統(tǒng)機(jī)理研究.pdf

1、針對學(xué)術(shù)界存在爭議的亞硝酸鹽作為電子受體對反硝化除磷系統(tǒng)的影響作用進(jìn)行了探討研究，以實(shí)驗(yàn)室模擬SBR反應(yīng)器，在厭氧/缺氧交替運(yùn)行方式下，利用人工模擬廢水，分別選取亞硝酸鹽濃度為5、10、15、20、25、30、40、45、100mg/L做為電子受體進(jìn)行反硝化除磷系統(tǒng)的培養(yǎng)和馴化，從動(dòng)力學(xué)角度對其除磷效果、抑制因素和機(jī)理進(jìn)行了探究。對不同電子受體亞硝酸氮和硝酸氮條件下的反硝化除磷系統(tǒng)的COD去除率、反硝化率以及反硝化吸磷率等因素進(jìn)行了交叉

2、對比分析。所得到的的主要結(jié)論如下:
　　 (1)在經(jīng)過長期馴化的條件下，在合適的NO2--N濃度范圍內(nèi)，DPB能夠以NO2--N為電子受體進(jìn)行反硝化除磷。
　　 (2)在低于15mg/L的濃度范圍內(nèi)，NO2--N的消耗量以及反硝化速率隨著起始NO2--N濃度的增大而增加;而在15mg/L之后又隨著其濃度的增大而降低。在15mg/L時(shí)發(fā)生了類似一個(gè)拐點(diǎn)式的變化，NO2--N的反硝化速率有了一個(gè)明顯的降低，其消耗量趨于平緩，

3、隨著NO2--N濃度的增大反而降低，證明反硝化作用受到了一定程度的抑制。
　　 (3)5～15mg/L亞硝酸鹽濃度下的釋磷速率以及吸磷量增快得尤為明顯，其中仍以15mg/L濃度下的基本出現(xiàn)了類似反硝化速率的拐點(diǎn)曲線規(guī)律，在15mg/L濃度時(shí)釋磷量和吸磷量均為最高，由此可得本實(shí)驗(yàn)中NO2--N的抑制濃度為15mg/L。
　　 (4)缺氧吸磷量與厭氧釋磷量有著比較好的線性關(guān)系，擬合的直線方程為y=0.5806+1.6974x

4、，兩者具有線性的相關(guān)關(guān)系。
　　 (5) NO2--N濃度為19mg/L時(shí)，相對活性RA為75％，屬于中度抑制;在NO2--N濃度為42mg/L時(shí)，RA為40％，屬于重度抑制。RA為25％時(shí)的相對抑制濃度為80mg/L。
　　 (6) NO2--N濃度對反硝化除磷的抑制影響作用是符合非競爭性底物抑制模型的，其動(dòng)力學(xué)模型方程為μ=μmax1/1+Ks/s+s/Ki,s,其動(dòng)力學(xué)參數(shù)分別為μmax=2·02mg/(g·min

5、)-1; Ks=507.05mg/L; Ki,s=0.263mg/L。
　　 (7)從本課題研究得出的亞硝酸鹽對反硝化除磷的抑制作用符合抑制動(dòng)力學(xué)非競爭性底物抑制模型來看，極有可能是從酶活性的抑制方面去作用的。但抑制作用還不十分清楚，抑制作用是如何發(fā)生的，其作用影響到了代謝與產(chǎn)能哪些方面以及作用機(jī)制尚不明確。
　　 (8)無論是以NO2--N還是NO3--N作為電子受體，其在室溫下（24±0.5℃）的COD去除能力是接近

6、的，都具有較好的COD去除率，在缺氧段開始時(shí)的碳源也是較為充足的。
　　 (9)以硝酸鹽為電子受體的電子受體消耗速率要稍微高于以亞硝酸鹽為電子受體的消耗速率，但兩者沒有很大的差距，均都能很好的進(jìn)行反硝化作用。在反硝化過程中，硝酸氮是先轉(zhuǎn)化為亞硝酸氮的形式，再最后被反硝化成氮?dú)?。而亞硝酸氮?jiǎng)t是直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?br>　　 (10)在條件控制于抑制濃度以內(nèi)，兩者的缺氧吸磷率都很不錯(cuò)。缺氧階段以亞硝酸鹽為電子受體的反硝化除磷系統(tǒng)的吸