进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中N2O释放的影响

第一作者：刘国华，男，１９７６年生，博士，讲师，主要从事低碳污水处理技术、水处理微生物生态学研究。＃通讯作者。中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（Ｎｏ．１３ＸＮＬＦ０４）。进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中犖２犗释放的影响刘国华庞毓敏范强陈燕王洪臣＃（中国人民大学环境学院，北京１００８７２）摘要进水氨氮负荷是污水生物脱氮过程中Ｎ２Ｏ释放的重要影响因素。在稳定运行的序列间歇式活性污泥反应器（ＳＢＲ）内，考察了进水氨氮负荷对污水生物脱氮过程中Ｎ２Ｏ释放速率、累积释放量和转化率的影响。结果显示，相比于缺氧段，进水氨氮负荷的增加对好氧段Ｎ２Ｏ的释放有较大影响，且Ｎ２Ｏ的释放速率、累积释放量和转化率均随进水氨氮负荷的增加而增大。当进水氨氮负荷从４５．６ｇ／（ｍ３·ｄ）增加到７８．６ｇ／（ｍ３·ｄ）时，系统的总Ｎ２Ｏ累积释放量和总Ｎ２Ｏ转化率增加并不明显，仅增加３．９５ｍｇ、０．９９百分点；而当进水氨氮负荷从７８．６ｇ／（ｍ３·ｄ）增加到１１７．６ｇ／（ｍ３·ｄ）时，系统的总Ｎ２Ｏ累积释放量和总Ｎ２Ｏ转化率分别增加了２５．２４ｍｇ、４．４９百分点。因此，在实际污水处理过程中，当进水氨氮负荷偏高（＞１１７．６ｇ／（ｍ３·ｄ））时，系统的Ｎ２Ｏ释放量可能大幅增加，需要采取减少进水氨氮负荷的方法来避免Ｎ２Ｏ释放。关键词生物脱氮进水氨氮负荷Ｎ２Ｏ释放转化率ＤＯＩ：１０．１５９８５／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１３８６５．２０１５．０７．００４犖２犗犲犿犻狊狊犻狅狀狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犻狀犳犾狌犲狀狋犪犿犿狅狀犻犪犾狅犪犱犱狌狉犻狀犵狆狉狅犮犲狊狊狅犳狑犪狊狋犲狑犪狋犲狉犫犻狅犾狅犵犻犮犪犾犱犲狀犻狋狉犻犳犻犮犪狋犻狅狀犔犐犝犌狌狅犺狌犪，犘犃犖犌犢狌犿犻狀，犉犃犖犙犻犪狀犵，犆犎犈犖犢犪狀，犠犃犖犌犎狅狀犵犮犺犲狀．（犛犮犺狅狅犾狅犳犈狀狏犻狉狅狀犿犲狀狋犪犾犪狀犱犖犪狋狌狉犪犾犚犲狊狅狌狉犮犲狊，犚犲狀犿犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔狅犳犆犺犻狀犪，犅犲犻犼犻狀犵１００８７２）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｗａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｎｉｔｒｏｕｓｏｘｉｄｅ（Ｎ２Ｏ）ｅｍｉｓｓｉｏｎｄｕｒｉｎｇｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｆｒｏｍｗａｓｔｅｗａｔｅｒ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｏｎＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｗａｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｅｄｌａｂｓｃａｌｅＳＢＲｓｙｓｔｅｍ．ＲｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｈａｄａｇｒｅａｔｅｆｆｅｃｔｏｎＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｄｕｒｉｎｇａｅｒｏｂｉｃｐｈａｓｅｒａｔｈｅｒｔｈａｎａｎｏｘｉｃｐｈａｓｅ．Ｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｅ，ａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｏｆＮ２Ｏｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｗａｓｎｏｔｅｖｉｄｅｎｔ，ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｆｒｏｍ４５．６ｇ／（ｍ３·ｄ）ｔｏ７８．６ｇ／（ｍ３·ｄ），ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄＮ２ＯｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄＮ２Ｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｗｅｒｅｏｎｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ３．９５ｍｇａｎｄ０．９９ｐｅｒｃｅｎｔ，ｗｈｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ１１７．６ｇ／（ｍ３·ｄ）ｆｕｒｔｈｅｒ，ｔｈｅａｃｃｕｍｕｌａｔｅｄＮ２ＯｅｍｉｓｓｉｏｎｑｕａｎｔｉｔｙａｎｄＮ２Ｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅｗｅｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄｂｙ２５．２４ｍｇａｎｄ４．４９ｐｅｒｃｅｎｔ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｏｍｅｍｅａｓｕｒｅｓｓｈｏｕｌｄｂｅｔａｋｅｎｄｕｒｉｎｇｓｅｗａｇｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｔｏｒｅｄｕｃｅＮ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎｗｈｅｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄｈｉｇｈｅｒｔｈａｎ１１７．６ｇ／（ｍ３·ｄ）．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｉｎｆｌｕｅｎｔａｍｍｏｎｉａｌｏａｄ；Ｎ２Ｏｅｍｉｓｓｉｏｎ；ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｒａｔｅＮ２Ｏ是全球３大温室气体之一，其在大气中的体积分数约为３．１４×１０－７，且以每年０．２５％的速度递增。Ｎ２Ｏ的增温潜势约为ＣＯ２的３１０倍、