污水生物脱氮革新工艺中强温室气体N_2O的产生及微观机理_耿军军

书第30卷第9期2010年9月环境科学学报ActaScientiaeCircumstantiaeVol．30，No．9Sep．，2010基金项目:国家教育部新世纪优秀人才支持计划(No．NCET-08-0404);上海市科技人才计划(No．09QA1406100);全国优秀博士学位论文作者专项基金(No．200756)SupportedbytheProgramsforNewCenturyExcellentTalentsinUniversity(No．NCET-08-0404)，theYoungScientificandTechnicalTalentsinShanghai(No．09QA1406100)andtheExcellentDoctoralDissertationNationwideFoundation(No．200756)作者简介:耿军军(1987—)，男，E-mail:gengjunjun630@126．com;*通讯作者(责任作者)，E-mail:yayi．wang@tongji．edu．cnBiography:GENGJunjun(1987—)，male，E-mail:gengjunjun630@126．com;*Correspondingauthor，E-mail:yayi．wang@tongji．edu．cn耿军军，王亚宜，张兆祥，等．2010．污水生物脱氮革新工艺中强温室气体N2O的产生及微观机理［J］．环境科学学报，30(9):1729－1738GengJJ，WangYY，ZhangZX，etal．2010．N2Oproductionandmechanisminrecentlydevelopedbiologicalnitrogenremovalprocesses［J］．ActaScientiaeCircumstantiae，30(9):1729－1738污水生物脱氮革新工艺中强温室气体N2O的产生及微观机理耿军军，王亚宜*，张兆祥，任中佳，何维涛同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室，上海200092收稿日期:2010-01-21修回日期:2010-03-24录用日期:2010-06-02摘要:N2O是一种强温室气体，而污水处理已被报道是导致N2O产生的潜在人为源之一，且主要发生在生物脱氮的硝化和反硝化过程．本文立足于当前的污水脱氮热点工艺，如短程硝化反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化和反硝化除磷，介绍了这些新工艺的反应机理，描述了它们在非稳态运行过程N2O的释放特征以及溶解氧(DissolvedOxygen，DO)、NO－2、自由氨(FreeAmmonia，FA)、自由亚硝酸(FreeNitrousAcid，FNA)和进水COD/N等关键因子的影响作用，并进一步从微生物学和生物化学角度剖析了各工艺脱氮过程产生N2O的可能原因．在全球积极应对气候变暖趋势的大背景下，探明污水脱氮工艺N2O的释放本质，提出有效的减排控制方法，对于防止环境污染问题由水环境转移到大气环境具有重要意义．关键词:N2O;温室气体;短程硝化反硝化;同步硝化反硝化;厌氧氨氧化;反硝化除磷文章编号:0253-2468(2010)09-1729-10中图分类号:X703．1文献标识码:AN2OproductionandmechanisminrecentlydevelopedbiologicalnitrogenremovalprocessesGENGJunjun，WANGYayi*，ZHANGZhaoxiang，RENZhongjia，HEWeitaoStateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourcesReuse，CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering，TongjiUniversity，Shanghai200092Received21January2010;receivedinrevisedform24March2010;accepted2June2010Abstract:Nitrousoxide(N2O)isaseriousgreenhousegas．NitrificationanddenitrificationinbiologicalnitrogenremovalprocessesareconsideredthemajorsourcesofN2Oinwastewatertreatment．Themechanismsofthenewerbiologicalnitrogenremovalprocesses，suchasshort-cutnitrificationanddenitrification，simultaneousnitrification