论文部分内容阅读
一氧化二氮(N2O)是同二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)并列的三大温室气体。N2O能够吸收红外线,使得地表无法通过大气向外空散发热量,从而引起温室效应。已有研究表明,大气中的 N2O主要来自污水处理系统中微生物的代谢过程,生物脱氮过程产生的 N2O是主要来源。在生物脱氮过程中,微生物通过不同的反应将废水中的氮素转化为氮气,而N2O作为反应的中间产物或最终产物进入大气中。近年来,控制N2O的排放已经成为一个研究热点。 本论文以厌氧氨氧化工艺为研究对象,研究不同基质浓度和运行工况对厌氧氨氧化反应过程中N2O释放的影响,包括进水口氨氮和亚硝酸盐浓度、无机碳源、微量元素、钙镁、pH、水力停留时间(HRT)、总氮负荷(NLR),观察反应过程中N2O的释放量、释放规律和释放特征;运用分子生物学技术对运行过程中微生物种群特征变化进行解析;提出控制厌氧氨氧化过程中N2O释放的有效措施,主要结论如下: (1)进水口中NH4-N浓度升高会促进N2O的释放,NH4-N浓度下降可减少N2O的释放,进水口NH4-N浓度和N2O的释放正相关。 (2)NaHCO3浓度由0.25 g/L上升至1.35 g/L,相应的N2O释放量也由0.2147%上升至0.7829%,试验中最适宜的碳源浓度为0.25 g/L。 (3)钙、镁浓度过低加剧N2O的释放,试验中钙、镁最适宜的浓度为95.68 mg/L、12.35 mg/L,期间N2O释放量最低为0.2433%。 (4)微量元素对N2O释放的影响较小,试验中微量元素I、II最适宜的投加量为0.25 ml/L和1 ml/L。 (5)当反应器进水pH=7时,N2O的含量为0.2465%,而pH在7.5~8之间,N2O的含量降至0.1%左右。因此,试验中最佳的pH为7.5~8。 (6)控制HTR为6 h、12 h、9 h时,反应过程中产生的N2O的含量为0.4292%、0.9292%、0.7216%,HRT越长,导致N2O产量增加,试验中最适宜的HRT为6 h。 (7)测定了厌氧氨氧化过程不同总氮负荷下 N2O的释放量。试验期间,三个阶段的总氮负荷为0.65 kg-N/m3/d、1.3 kg-N/m3/d、0.81 kg-N/m3/d,同期产生的N2O含量分别为0.5320%、0.8373%、0.8156%,较高的总氮负荷会促进N2O的释放。 (8)解析进水口NH4-N和NO2-N浓度变化引起N2O产生的微生物机制,发现反应器中引起N2O释放的主要微生物类群为AOB中Psychrobacter属。