反硝化除磷脫氮工藝中N2O的產(chǎn)生及減量化控制.pdf

1、近年來隨著城市化和工業(yè)化進程的不斷提高，低C/N、C/P比廢水日益增多，由于碳源不足，常規(guī)的污水處理工藝很難滿足要求，廢水脫氮除磷問題成為水污染控制中廣泛關注的熱點。傳統(tǒng)脫氮除磷工藝由于在污泥齡、硝酸鹽、碳源、微生物等各方面存在難以協(xié)調的競爭和矛盾，開發(fā)新工藝成為水處理領域急需解決的問題。反硝化除磷作為一種新型的高效低能耗生物脫氮除磷技術能“一碳兩用”，達到同時脫氮除磷的目的，而且還具有節(jié)省曝氣量、減小污泥產(chǎn)量的優(yōu)點，因此越來越受到學者

2、的關注。但最近研究發(fā)現(xiàn)，反硝化除磷過程中會產(chǎn)生大量的N2O氣體，N2O是一種重要的溫室氣體，其溫室效應是CO2的300倍，因此研究反硝化除磷過程N2O的釋放對溫室氣體的減排將具有重要的意義，目前針對反硝化除磷工藝處理低C/N城市污水過程中N2O釋放尤其是與傳統(tǒng)脫氮除磷工藝N2O的釋放的比較這方面的研究并不多見，為此本課題對比研究了A2/N-SBR反硝化除磷工藝和常規(guī)A/O-SBR脫氮工藝處理低C/N城市污水過程中脫氮除磷效率和N2O釋放

3、的機理及差異，最后從工藝運行工況上，提出了切實可行的N2O減量化控制策略。
　　 實驗結果發(fā)現(xiàn)，A2/N-SBR反應器總氮總磷的去除率均能達到90％以上，常規(guī)A/O-SBR反應器的脫氮率僅為58％，除磷率僅為48％，這表明A2/N-SBR反應器的脫氮除磷效率要明顯高于常規(guī)A/O-SBR反應器。
　　 A2/N-SBR反應器中N2O主要產(chǎn)生在反硝化和硝化階段，但其釋放主要發(fā)生在硝化階段。A/O-SBR反應器中N2O的產(chǎn)生和

4、釋放主要發(fā)生在硝化階段，反硝化階段基本無N2O的產(chǎn)生。反硝化階段，A2/N-SBR反應器N2O的產(chǎn)生量要遠高于A/O-SBR反應器;而在硝化階段，A2/N-SBR反應器N2O的產(chǎn)生量要低于A/O-SBR反應器。這表明整個周期內，A2/N-SBR反應器N2O的產(chǎn)生量要高于A/O-SBR反應器，但A2/N-SBR反應器中N2O轉化率要明顯低于A/O-SBR反應器N2O轉化率。
　　 通過實驗發(fā)現(xiàn)，反硝化階段兩個反應器N2O的產(chǎn)生存在

5、明顯差異，因此我們通過批式試驗研究了不同條件下硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及氧化亞氮的還原情況，結果表明:當以胞內聚合物PHAs為碳源進行反硝化時，硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及氧化亞氮的還原速率明顯低于以乙酸鈉為碳源時硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及氧化亞氮的還原速率;當存在硝酸鹽氮時，氧化亞氮的還原受阻。反硝化吸磷階段N2O產(chǎn)生量高的原因主要是因為PHAs的降解速率慢，單位時間內提供的電子不足，導致反硝化過程中硝酸鹽、亞硝酸鹽以及氧化亞氮還原酶對電子形

6、成競爭，而氧化亞氮還原酶對電子的競爭明顯弱于硝酸鹽和亞硝酸鹽還原酶的競爭能力，氧化亞氮還原酶因競爭不到足夠的電子而使N2O還原為N2的過程受阻，N2O出現(xiàn)積累。
　　 因此，針對這一原因，通過在反硝化初始階段實行連續(xù)進水代替瞬時進水從而減少硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶以及氧化亞氮還原酶對電子的競爭，進而減少N2O的生成。硝化階段N2O產(chǎn)生的主要原因是因為反應初始階段較低的DO引起硝化細菌反硝化，導致N2O積累，因此，通過改變曝氣