污水生物脫氮中進(jìn)水碳氮比對N2O釋放的影響及其減量化控制.pdf

1、目前水體富營養(yǎng)化問題日漸突出,污水生物脫氮技術(shù)得到快速發(fā)展,但此過程中會(huì)產(chǎn)生N2O。N2O是一種重要的溫室氣體,溫室效應(yīng)能力是CO2的310倍,并以每年0.25%的速度持續(xù)增長,對全球環(huán)境及其氣候變化有重要影響。N2O還能消耗臭氧,破壞臭氧層,嚴(yán)重影響自然生態(tài)系統(tǒng)、威脅人類生存。已有研究表明,污水生物脫氮是N2O釋放的重要人為源。研究污水生物脫氮系統(tǒng)中污染物去除效果和N2O釋放具有重要意義。
　　本文基于缺氧-好氧SBR反應(yīng)器,研

2、究了不同進(jìn)水碳氮比(1.2、3.5、6.8、9.2、12.9)對污染物去除效果、N2O釋放的影響,并結(jié)合微生物的群落結(jié)構(gòu)研究了微生物群落和N2O釋放的相關(guān)性。試驗(yàn)結(jié)果表明:(1)在缺氧-好氧SBR反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行后,進(jìn)水碳氮比對COD去除效果影響不大,但是當(dāng)進(jìn)水碳氮比小于6.8時(shí)氨氮、總氮和總磷的去除率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于進(jìn)水碳氮比大于6.8時(shí)。(2)進(jìn)水碳氮比對N2O釋放有重要的影響,當(dāng)進(jìn)水碳氮比低于6.8時(shí)N2O釋放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于當(dāng)進(jìn)水碳氮比大于6.

3、8時(shí),進(jìn)水碳氮比為6.8時(shí)釋放量最大,且隨著進(jìn)水碳氮比的升高而下降。(3)系統(tǒng)內(nèi)N2O的釋放主要集中在好氧段,缺氧段幾乎無N2O的釋放。(4)利用PCR-DGGE等分子生物學(xué)技術(shù)分析N2O的釋放和微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)系可知:好氧段的N2O釋放主要來源于以Nitrosomonas屬為主體的硝化細(xì)菌的反硝化作用。不同進(jìn)水碳氮比條件對氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)有重要影響,對反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)影響不明顯。
　　由于我國城市污水進(jìn)水碳氮比較低,因此,

4、基于進(jìn)水碳氮比對污染物去除效果和N2O釋放影響的結(jié)果,研究了低進(jìn)水碳氮比(C/N=3.3)下不同運(yùn)行工況的污水生物脫氮系統(tǒng)(瞬時(shí)進(jìn)水A/O SBR系統(tǒng)、瞬時(shí)進(jìn)水A/O/A/O SBR系統(tǒng)、分段進(jìn)水A/O/A/O SBR系統(tǒng))中污染物的去除效果和N2O的釋放情況,在低進(jìn)水碳氮比條件下保證污染物去除效果并減少N2O的釋放量,實(shí)現(xiàn)減量化。最終結(jié)果表明,瞬時(shí)進(jìn)水A/O/A/O SBR系統(tǒng)(外加碳源)有最好污染物去除效果,COD、氨氮、總氮、總磷

5、的去除率分別為:87.91%、94.36%、70.38%和94.51%。瞬時(shí)進(jìn)水A/O SBR系統(tǒng)、瞬時(shí)進(jìn)水A/O/A/O SBR系統(tǒng)(外加碳源)、分段進(jìn)水A/O/A/OSBR系統(tǒng)中N2O釋放量分別為:15.373mg、6.084mg和17.076mg;N2O-N轉(zhuǎn)化率分別為:15.51%、5.77%和17.3%。瞬時(shí)進(jìn)水A/O/A/O SBR系統(tǒng)(外加碳源)的N2O釋放量和NEO-N轉(zhuǎn)化率最小,因此這種運(yùn)行工況是一種切實(shí)可行的減量化策