亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响

中国环境科学2014，34(7)：1722-1727ChinaEnvironmentalScience亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响委燕，王淑莹，马斌，李夕耀，何岳兰，彭永臻(北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室，北京100124)摘要：本试验通过批次试验考察了亚硝酸盐对外碳源反硝化过程N2O还原的影响．结果表明NO2一-N初始浓度为5．92～35．23mg／L时，随着NO2-N浓度的增加，反硝化过程中N2O的积累量逐渐增an；当NO2-N浓度为35．23mg／L时,NO2--N还原量的46．26％被转化为N2O．通过对比试验得出，N2O还原酶与亚硝酸盐还原酶对电子的竞争和游离亚硝酸(FNA)对N20还原酶的抑制会导致N20比还原速率下降，造成反硝化过程N2O积累．基于上述试验结果提出，污水处理厂可通过调控运行条件控制NO2-N浓度，降低反硝化过程的N2O的产生与释放；也可以通过短程硝化提高NO2-N浓度，促进反硝化过程N2O的积累，再通过N20氧化甲烷减少N2O排放，同时提高产能37％．关键词：污水处理；生物脱氮；反硝化；温室气体氧化亚氮2O)；抑制；亚硝酸盐中图分类号：X703．1文献标识码：A文章编号：1000—6923(2014)07—1722—06TheefectofnitriteonN20reductionduringdenitrificationprocessusingexternalcarbonsource．WEIYan，WANGShu-ying’，MABin，LIXi-yao，HEYue—lan，PENGYong·zhen(BeOingKeyLaboratoryofWaterQualityScienceandWaterEnvironmentRecovery，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)．ChinaEnvironmentalScience，2014，34(7)：1722～1727Abstract：Inthisstudy,theeffectofnitriteonN20reductionduringdenitrificationusingexternalcarbonsourceswasinvestigatedinbatchtests．TheresultsshowedthatN2Oaccumulationgrewwithincreaseoftheinitialnitriteconcentrationatlevelsof5．92-35．23mg／L．Specially,whenNO2。_Nwas35．23mg／L．theN20producedaccountedfor46．26％ofthetotalreducednitrite．Bycontrast．theN2Oaccumulationduringdenitrificationwasattributedtothedecreaseofspecificreductionrateduetothesynergisticreactionofthefreenitrousacid(FNA)inhibitionandtheelectroncompetitionbetweenN20reductaseandnitritereductase．ThesefindingssuggestthattheN20emissioncontrolcouldbeachievedbydecreasingnitriteconcentrationthroughtheoperationoptimization．MoreoveLN20couldbeusedtooxidizemethaneforincreasingenergyproductionby37％andreducingN20emission，whichcouldbeachievedbyincreasingnitriteconcentrationvianitritation．Keywords：wastewatertreatment；biologicalnitrogenremoval；denitrification；greenhousegasnitrousoxide(N2O)；inhibition：nitrite全球变暖引发极端天气的频繁出现，使得人们更加关注温室气体减排．N2O作为一种温室气体，其全球增温潜势是CO2的190-270倍．2003-2009年问我国生活污水处理过程中排放的N2O占主要污水处理部门温室气体总排放的50％以上，是主要温室气体排放源LlJ．因此研究污水处理过程中N2O的释放控制具有重要的意义．N2O是生物反硝化过程中间产物之一，N20的还原速率