生物脱氮过程中氮的转化途径的初探VIP免费

生物脱氮过程中氮的转化途径的初探摘要 近些年来，出现了一些新的脱氮的工艺，对生物脱氮的原理的研究也进一步深入，这使脱氮的理论不断地得到发展和完善。本文结合实验室小型 SBR 试验的结果，围绕脱氮过程中 N2O 的产生中对脱氮途径进行了介绍，其目的在于使人们对这些不同的途径有更深的认识。其中很有必要的一项工作便是对这些脱氮途径作出了明确的定义，并将它们进行了区分。最后对一些尚未能解释的问题以及一些假设作了讨论。1． 简介对氮元素转化途径的研究起源于农业中对氮肥在土壤中的转化的探讨。土壤系统中 氮元素总的输入和输出的不平衡使科学家们困惑了 50 多年（e.g.Allison,1995），同样的情况也出现在许多水处理的脱氮工艺中，这使得人们对氮元素其它转化途径的研究产生了兴趣。最初人们对生物脱氮的认识是 NH3或 NH4＋在微生物的作用下转化为 NO2-以及 NO3-，后两者再转化为 N2而达到氮的去除，现在看来这种认识是比较粗略的。对脱氮其它途径的研究实际上可以归结为对脱氮过程中间产物以及他们产生的环境条件和微生物机理的研究。这些中间产物包括 NO 、N2O 以及 N2。N2O 是一种对环境影响极大的温室气体，它的主要去向是在大气的同温层中原子态的氧反应生成 NO，NO 对臭氧层会造成破坏（Bliefert,1994）。这就使得许多水处理工艺虽然实现了水体中脱氮但却有可能对大气造成影响。2． 实验结果的分析实验室中 SBR 反应器是一个有效容积为 4L 的有机玻璃柱，每个周期 10.5 小时，实验工序为：进水→厌氧搅拌 3hr→曝气 8hr →厌氧搅拌 1.5hr→沉淀 1hr→排水，每个周期排水 2L 进水 2L，曝气阶段溶解氧控制在 2.5～3.0mg/L。在通过对照试验基本排除了游离氨被吹脱的可能之后，采用试验进水 CODcr 为 720mg/L, NH4＋-N 为 110 mg/L，在系统稳定运行之后对一周期各阶段内水相中各种氮化合物的浓度进行跟踪试验。实验期间每间隔 1hr测定一次数据。根据这些数据绘成图 1。图 1 中，在前 2 个小时的缺氧搅拌中（即 0～2hr）NOX--N 有明显下降，但 NH4+-N 基本没有变化，说明本系统中未发生厌氧氨氧化过程而是硝酸盐缺氧反硝化的结果。在运行周期的第 2～8 小时的曝气状态下，NH4＋-N 浓度迅速下降，由 58.8 mg/L 降为 0.1mg/L，这主要是好氧硝化的结果。8 小时曝气之后的缺氧阶段，NO3--N 和 NO2--N 也有比较明显的减少，说明再次发生缺氧反硝化。当然，在这三个阶段...