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随着全球变暖的加剧，温室气体对全球气候的影响越发突现，温室气体的减量排放已经成为全世界各国关注的问题。氧化亚氮(N2O)是三种主要的温室气体之一(CO2、CH4、N2O)，其温室效应的增温潜势是CO2的265倍，污水生物脱氮过程被认为N2O产生的一个重要人为来源。与传统的污水脱氮方式相比，短程硝化过程可以有效的节省能源，同时可以减少后续反硝化过程中的有机物消耗;并且短程硝化还可以与厌氧氨氧化工艺相结合，达到污水的深度自养脱氮。但是，现有的研究已经表明，短程硝化反硝化工艺的运行方式及反应过程中亚硝酸盐的积累均会引起N2O的大量产生。因此，为了在污水处理过程中不连带引起大气环境的破坏，研究污水短程脱氮过程中N2O的产生途径及环境因素对其产生造成的影响是十分必要的。 本课题以实际生活污水为处理对象，利用SBR反应器，通过离线气相色谱监测，对比了短程硝化反硝化过程N2O的产生情况及不同环境因素对短程硝化过程中N2O产生的影响，确定了实际生活污水处理过程中N2O产生的控制因素。较全面的研究了短程硝化反硝化长期运行过程中N2O的产生情况，并对短程硝化反硝化破坏及恢复过程中N2O的产生进行监测;考察了pH值对短程硝化过程N2O产生的影响;研究了NO2-对NH4+-N及NH2OH氧化过程中N2O产生的影响;研究了硝化速率与N2O产生速率之间的关系，并对N2O的产生机理、途径进行了讨论分析。 通过对短程硝化反硝化过程、短程硝化反硝化破坏及恢复过程N2O产生情况的长期监测发现，短程硝化反硝化及其破坏、恢复过程中N2O主要在硝化反应过程产生，反硝化条件适宜时不产生N2O的积累。试验过程中在短程硝化反硝化、短程硝化反硝化破坏过程、全程硝化反硝化及短程硝化反硝化恢复过程中每周期N2O的平均净产生量分别为:2.86mg·L-1，1.96mg·L-1，1.35mg·L-1和2.35mg·L-1。在短程硝化启动及恢复过程中，利用实时控制，适当提高DO水平，不仅有利于短程硝化过程的启动、稳定，也可以有效的减少N2O产生。 利用实际生活污水进行批次试验，探讨了短程硝化反应过程中pH值对N2O产生的影响，结果表明，短程硝化过程中，酸性及中性条件下N2O的产生量明显高于碱性条件。当pH值为6.5时，N2O的产生率最高，比pH值为8.0时高出了近10倍;羟胺的氧化过程中，低pH值水平下，N2O的产生量也大于pH值较高时。在实际生活污水处理过程中，由于pH值变化而引起的游离氨(FA)及游离亚硝酸(FNA)浓度波动，则对N2O产生的影响较小。 利用实际生活污水及生物处理反应出水，通过加入一定量的ATU作为抑制剂，通过批次试验考察了亚硝酸盐对NH4+-N及NH2OH氧化过程中N2O产生的影响，结果表明:氨氧化菌(AOB)的反硝化作用是N2O产生的主要途径。NO2--N浓度的提高会引起N2O产生量的增加，但浓度过高时，也会对N2O的产生造成抑制。短程硝化初始阶段，NO2--N浓度较低，此时N2O的产生以NH2OH氧化途径为主。实际生活污水短程硝化过程中，由于可降解有机物的存在，异养反硝化作用对N2O的贡献也不容忽视。 已有的研究表明，在污水硝化过程中，硝化速率与N2O产生速率之间存在着一定的关系。在本研究中，通过对不同条件下实际污水短程硝化过程中N2O产生情况进行研究，考察了短程硝化速率(AOR)与N2O产生速率(N2OR)的关系。结果表明，低DO条件下，AOR的水平较低，也引起了N2O产生受到了抑制。此后，随着DO水平的上升，N2O产生量增加，N2OR随着AOR的增加而增加。但当DO水平过高时，N2OR再次降低，N2O产生受到影响。