城市污水輸送、處理過程中氮組分的遷變特性及轉(zhuǎn)化規(guī)律研究.pdf

1、為積極應(yīng)對我國污水處理行業(yè)面臨的處理水氮污染物排放限值不斷嚴(yán)格的趨勢，本文著眼于對生活污水產(chǎn)生、輸送和處理的整個流程逐步進(jìn)行分析，以持續(xù)削減污水處理廠尾水氮污染物排放濃度為目標(biāo)，解析了自污水產(chǎn)生到進(jìn)入市政管網(wǎng)過程中氮組分賦存形態(tài)的遷變規(guī)律，明確了污水輸送過程中不同賦存形態(tài)氮元素在管網(wǎng)流動過程中的轉(zhuǎn)化規(guī)律和去除機理，掌握了污水處理過程中氮污染物形態(tài)轉(zhuǎn)化和去除過程。對城市污水中氮類污染物的合理控制將提供可靠依據(jù)，具有重要的理論和實用價值。<

2、br>　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對生活污水中氮污染物的組成和來源進(jìn)行分析，結(jié)果表明污水中超過70％的氮元素是由占污水總量不足1%的尿液貢獻(xiàn)的，糞便中氮污染物則占整個生活污水總氮的14%，其主要存在形式分別為尿素和有機氮。尿液中尿素與化糞池污泥和管網(wǎng)中的生物膜接觸，可迅速水解轉(zhuǎn)化為氨氮；糞便中有機氮與化糞池污泥接觸，可促使其水解與轉(zhuǎn)化，并最終導(dǎo)致污水中氮組分的賦存形態(tài)由開始產(chǎn)生時以有機氮為主，快速轉(zhuǎn)化為進(jìn)入市政污水管網(wǎng)時以氨氮為主。城市污

3、水中尿液和糞便中氮組分的絕對優(yōu)勢以及有機氮在初期收集過程中的轉(zhuǎn)化特性，決定了城市污水進(jìn)入管網(wǎng)和污水處理系統(tǒng)的主要組分為氨氮。⑵在污水輸送過程中，對市政管網(wǎng)內(nèi)污水氮污染物沿程分布的監(jiān)測結(jié)果表明，污水中氨氮濃度沿程逐漸升高，但 TN指標(biāo)有所降低，表明管網(wǎng)內(nèi)生物膜對水中氮污染物有一定的去除效果。采用以氯化銨、大豆分離蛋白作為氮源的人工配水，進(jìn)行了城市污水中氮組分在管網(wǎng)遷移轉(zhuǎn)化的模擬實驗。研究結(jié)果表明，在流經(jīng)1200m污水管道后，污水中溶解性總

4、氮（DTN）濃度分別下降了1.30mg/L、1.58mg/L、2.09mg/L。而且，附著于管網(wǎng)生物膜中的微生物可利用污水中的氨氮和蛋白合成多種氨基酸用于生命代謝活動。δ15N穩(wěn)定同位素和三維熒光分析結(jié)果表明，管網(wǎng)中的微生物優(yōu)先利用蛋白類有機氮源進(jìn)行生命代謝；當(dāng)水中無蛋白類有機氮時，氨氮類無機氮源是微生物生物基質(zhì)合成與代謝的重要氮源物質(zhì)。研究結(jié)果進(jìn)一步表明，微生物的代謝產(chǎn)物會向污水中釋放類腐殖酸類物質(zhì)，增加水中難降解性有機氮的含量。⑶對

5、城市污水處理過程中不同處理單元氮污染物的賦存形態(tài)和去除途徑進(jìn)行分析研究，結(jié)果表明曝氣沉砂池和初沉池對污水總氮的去除率超過10%，結(jié)合δ15N穩(wěn)定同位素技術(shù)確定該部分氮污染物的去除主要由于水中顆粒態(tài)氮的沉淀作用而被去除，且曝氣沉砂池內(nèi)還存在一定的氨揮發(fā)作用導(dǎo)致污水中氨氮濃度下降；二級生物處理工藝過程中氮組分的遷移轉(zhuǎn)化特性分析結(jié)果表明：硝酸鹽在厭氧池內(nèi)的反硝化作用與缺氧池效果相當(dāng)，厭氧池和缺氧池內(nèi)微生物均具有水解氨化作用，且明顯優(yōu)于好氧反應(yīng)