缺氧好氧生物脫氮過程中NO2釋放的減量化研究.pdf

1、N2O是大氣中的一種重要的溫室氣體，其溫室效應(yīng)約為CO2的310倍。另外，N2O是目前造成臭氧層破壞的主要原因，其在大氣中的存在還能形成酸雨。已有研究表明，污水處理的生物脫氮過程是N2O的主要來源之一。因此，研究污水生物脫氮過程中N2O的產(chǎn)生機(jī)理，提出有效可行的N2O減量化控制策略具有積極意義。
　　 本論文以缺氧-好氧SBR生物反應(yīng)器為研究對(duì)象，根據(jù)本課題組對(duì)缺氧-好氧生物脫氮過程N(yùn)2O產(chǎn)生機(jī)理的前期研究，提出了4種切實(shí)可行的

2、N2O減量化控制策略:添加反硝化污泥、添加硝化細(xì)菌、外加碳源和分段進(jìn)水，并對(duì)各減量化策略的污染物去除效果及N2O減排效果做出了評(píng)價(jià)，確定有效的減量化策略;同時(shí)采用分子生物學(xué)手段分析各減量化策略運(yùn)行下系統(tǒng)中與N2O釋放相關(guān)的微生物群落結(jié)構(gòu)及種群數(shù)量的變化，驗(yàn)證了各減量化策略對(duì)微生物種群結(jié)構(gòu)的調(diào)控，并結(jié)合其與N2O釋放的相關(guān)性，解釋各減量化策略調(diào)控微生物種群結(jié)構(gòu)對(duì)N2O釋放的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在四種N2O減量化控制策略的運(yùn)

3、行方式下COD、氨氮、總磷的去除效果均較好，不同策略對(duì)污染物去除效果影響不大，但對(duì)總氮的去除效果有明顯差異，外加碳源和添加反硝化細(xì)菌對(duì)總氮的去除效果較好，分別達(dá)到76.45％和68.69％。采用添加反硝化污泥及分段進(jìn)水減量化策略運(yùn)行的系統(tǒng)中，N2O的釋放量分別降低25.21％和28.82％，N2O轉(zhuǎn)化率下降幅度分別為39.78％和46.24％;外加碳源系統(tǒng)中N2O釋放量上升了6.97％，但總氮去除效果好，N2O轉(zhuǎn)化率降低16.2％;添加

4、硝化細(xì)菌的策略下，N2O的釋放量及轉(zhuǎn)化率均上升，其上升幅度分別為13.80％和5.38％。因此，添加反硝化污泥、外加碳源及分段進(jìn)水均是可行的N2O減量化策略。
　　 典型周期內(nèi)，不同N2O減量化控制策略運(yùn)行方式下，N2O的釋放均主要產(chǎn)生于好氧段，缺氧段中N2O釋放不明顯。好氧段中N2O釋放速率與系統(tǒng)中NO2-濃度成高度顯著的正相關(guān)性，表明好氧段中N2O的釋放源為反硝化作用。采用分子生物學(xué)技術(shù)，以功能性基因amoA和nosZ為分子

5、標(biāo)記對(duì)不同減量化策略運(yùn)行方式下系統(tǒng)中微生物群落結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示，各系統(tǒng)中反硝化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)無明顯差異，僅各群落豐度略有變化;添加硝化細(xì)菌使得系統(tǒng)中氨氧化細(xì)菌種群多樣性明顯升高，Nitrosomonas屬細(xì)菌得到富集;外加碳源策略使氨氧化細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)多樣性減少，作為優(yōu)勢(shì)菌群的Nitrosomonas屬細(xì)菌大量富集;分段進(jìn)水和添加反硝化污泥對(duì)氨氧化菌群落結(jié)構(gòu)影響不大;結(jié)合N2O釋放差異綜合分析確定，微生物群落結(jié)構(gòu)的改變對(duì)N2O釋