论文部分内容阅读
目前,全球变暖已经成为国际社会关注的焦点问题,N2O、 CH4和CO2是三种最重要的长寿命温室气体,对温室效应的贡献率占了近80%。污水生物处理过程被认为是温室气体的重要排放源。同步硝化反硝化(SND)处理过程是一种新型废水生物脱氮处理工艺,因其具有能耗低,处理效果好等优点,得到越来越多关注。铁存在于细胞色素、铁氧还蛋白和铁硫蛋白中,是氧化还原载体,又是一些酶(如脱羧酶)的辅助因子,是电子传递链的组成部分,对微生物的代谢有重要的影响作用。本文采用缺氧-好氧SBR反应器实现同步硝化反硝化,研究了不同浓度Fe3+的投加对SND脱氮除磷工艺污染物去除效果及温室气体释放规律的影响。主要研究内容和结果如下:(1)低浓度Fe3+对同步硝化反硝化过程COD去除、硝化反硝化能力均有改善的作用。但是,高浓度Fe3+的加入对于同步硝化反硝化过程COD的去除、硝化和反硝化能力均有抑制作用。五种不同浓度的Fe3+投加条件下,各反应器TP去除率随着Fe3+浓度增大而逐渐提高。(2)低浓度Fe3+对同步硝化反硝化过程中N20释放速率和释放量影响不大,有小幅度降低;但是,高浓度Fe3+的投入,使得同步硝化反硝化SBR反应器内N2O大量释放。五种不同浓度的Fe3+投加条件下,CH4和CO2释放速率变化规律类似,各个反应器内CH4和CO2的释放量也相差不多。(3)各个反应器中CH4对温室效应的贡献相差不大,都维持在较低水平。C02和N20的释放主要集中在好氧段。典型周期内各反应器对温室效应的贡献分别为10209.8mg(1#反应器)、9770.9mg(2#反应器)、8677.8mg(3#反应器)、11593.2mg(4#反应器)、14606.1mg(5#反应器)。其中2#和3#反应器相对对比系统对温室效应的贡献分别降低了4.30%和15.01%,而4#和5#反应器相对对比系统对温室效应的贡献分别增大了13.55%和43.06%。可以得出,低浓度Fe3+的加入,起到了加强系统硝化和反硝化能力,提高了TN去除率,同时使得系统对温室效应的贡献有所降低。但是,当Fe3+浓度过高时,微生物活性受到抑制,对污染物的去除产生不利影响,同时对温室效应的贡献也大大增加。(4)Fe3+浓度在40mg/L以下对活性污泥的脱氢酶活性和电子传递体系活性具有促进作用,浓度为20mg/L的Fe3+对污泥系统促进作用最强。但是当Fe3+浓度增加至60mg/L时,系统内脱氢酶和电子传递体系活性相对对比系统有所减少,此浓度Fe3+对污泥系统表现出了抑制作用。PHB在生物中的累积量可以增加同步反硝化反应末期氮的去除率,但是PHB的累积会造成更多N2O的释放。OUR相对于DO更能反应N2O的释放趋势。