pH、NO3-、NO2-離子選擇性微電極的研制及在活性污泥中的應用研究.pdf

1、生物處理技術己經被廣泛應用于當代城市污水處理中，但是由于缺乏微觀測定工具，如何建立微觀系統(tǒng)內各種生化反應發(fā)生條件與水質指標之間的關系仍是一個難題。研究微環(huán)境中的各種反應是建立微觀機理的基礎，是評價實際污水處理中操作條件是否經濟的關鍵，因此研制開發(fā)一種用于微環(huán)境研究的離子選擇性微電極(ISE)具有重要的意義。
　　 本文對pH、NO3-和NO2-離子選擇性微電極的制作方法及性能進行了系統(tǒng)研究。
　　 在研制出性能良好的微電

2、極的基礎上，改變進水NH3-N濃度，驗證了微電極應用于活性污泥絮體微觀研究的可行性，并通過改變反應器混合液的pH值，研究了pH值對反應期活性污泥絮體內硝化反應的影響。主要研究成果如下:
　　 (1)pH微電極的線性響應范圍為pH=4～10，標準曲線斜率為-59.945mV/PH，線性回歸系數(shù)達到0.9991;在pH=6.5～8.5的范圍內有良好的重現(xiàn)性，標準曲線斜率為-55.958mv/PH，線性回歸系數(shù)達到0.9996;電極響

3、應時間t90≤30s;壽命一般在8～12d;
　　 (2)硝酸鹽微電極的線性響應范圍為10-2～10-5mol/L，標準曲線斜率為57.647mV/-log[N03]，回歸系數(shù)達到0.9993，檢測極限為3.16×10-6mol/L;響應時間短，t90≤5s;使用壽命較長，為5d左右;電極對HCO3-、Cl-和NO2-的選擇性系數(shù)分別為-0.0078、0.013和-0.031，電極受干擾程度的大小順序為:NO2->Cl->HCO

4、3-;
　　 (3)亞硝酸鹽微電極的線性響應范圍為10-1～10-6mol/L，標準曲線斜率為59.086mV/-log[NO2]，回歸系數(shù)達到0.9946;電極響應時間t90≤5s;使用壽命很短，僅5～8h;對HCO3-、Cl-和NO3-的選擇性系數(shù)分別為0.0037、-0.0135和-0.0103，電極受干擾程度的大小順序為:Cl->NO3->HCO3-;
　　 (4)微電極測定絮體中DO為1.95mg/L時，絮體處

5、于好氧狀態(tài)，只發(fā)生硝化反應，氨氮轉化率高;DO為0.24mg/L時硝化反應受到抑制，氨氮轉化率降低。NH3-N的轉化率隨進水NH3-N濃度增大而減小，進水NH3-N為6.5mg/L時，硝化完全。硝化反應和COD的去除可同時進行，但二者存在一定的競爭，NH3-轉化率隨COD去除率的增大而減小;
　　 (5)pH對硝化作用的影響試驗結果表明:氨氮轉化率隨pH值的增大而增大。pH=6.5時，氨氮轉化率僅為38.4％，pH=8.5時，氨

6、氮轉化率達到90.4％。pH值越大，硝化菌對DO的競爭能力越強，硝化速率越大，反應越完全，試驗證明硝化反應的最適pH=8.5。微電極實現(xiàn)了硝化反應和有機物分解耗氧的量化，pH二6.5時，硝化反應消耗的DO僅占總耗氧量的18.1％，pH=8.5時，硝化反應消耗的DO高達總耗氧量的91.2％。與pH=6.5和7.5相比，pH=8.5時的最小DO濃度僅為0.66mg/L，而硝化卻最完全，說明pH=6.5和7.5時，DO是充足的，不完全的硝化反