N2O的排放以和影响因素.docVIP

污水生物脱氮中N2O的产生及影响因素 李晓玲 (上海师范大学 生命与环境学院, 上海200234) 摘要：研究发现，在污水生物脱氮的过程会产生一定量的N2O。N2O是一种强温室气体，对温室效应的贡献率远远大于传统温室气体CO2和CH4。为了防止在水处理中产生对大气具有二次污染的气体，有必要对污水的脱氮过程进行研究。本文立足于研究新型生物脱氮工艺中会影响N2O的产生的各个因素（pH、DO、盐度、菌种 ），力求通过控制工艺条件将N2O的产生量控制在最小的范围。 关键字：生物脱氮、pH、DO、盐度、菌种。 N2O production and control technology in biological nitrogen removal processes Xiaoling Li (The School of Life and Environmental Science, Shanghai normal University, 200234) Abstract: According to some investigations, N2O would be produced in biological nitrogen removal processes.N2O, a kind of greenhouse gas, had far more influence than CO2 and CH4 on greenhouse effect. It’s necessary to study the biological nitrogen removal processes in order to avoid that the gas emission from these processes would pollute the air. pH、DO、salinity、bacterium were considered in this thesis as the influent factors in biological nitrogen removal processes. The purpose was to minimize the production of N2O by controlling the conditions in the arts and crafts. Keywords: biological nitrogen removal、pH、DO、salinity、bacterium 0 概述 N2O，俗称笑气，已经被《京都议定书》认定为一种强温室气体，其对全球增温潜势分别为CO2和CH4的190～270倍和4～21倍。大气中 N2 O的体积分数每增加一倍,将会使全球地表气温平均上升1。C ,并导致大气层中不同高度的臭氧体积分数减少 10% ~16%.有学者曾经计算过国内N2O的排放量，发现N2O释放量正以每年3%的速度增长，其对全球温室效应的贡献已达5% ～ 6%[1]。N2O的排放源可以分为天然源和人为源[2]， 污水生物脱氮是N2O产生的重要人为源之一[3]。 1 生物脱氮 污水生物脱氮的目的是将水中的NO3－-N、NO2－-N和NH4+-N转化成N2，从而降低水体中的氮素含量。但是在氮素循环的过程会有少量的N2O产生，一般的的生物脱氮过程如下图1所示[4]。大量研究表明，在生物脱氮工艺中，硝化、反硝化代谢过程是N2O的主要产生源[5]- [8]。 图1 生物脱氮的过程 硝化和反硝化过程产生N2O的机理不同。在硝化过程中，N2O视为硝化过程中第一个阶段的中间产物出现，可能生成的途径有两个，一个是由于亚硝酸盐的累积导致硝化菌利用氨氮氧化所提供的电子经异化还原产生N2O而释放。另一个是由于亚硝酸盐或氨氧化的中间产物由于羟胺的作用而导致的化学分解[9]。在反硝化过程中N2O的产生主要取决于NOS酶的活性。 2 影响因素 在污水生物脱氮的过程中，很多因素会影响N2O的产生量，其中包括一些外部实验条件因素和内部因素。下面将列举几个公认的影响因子。 2.1 pH 1998年，Diemo Daum等人在无土培养黄瓜的实验中发现pH值在不同的范围内，反应器中产生和排放的N2O的含量也不同[10]。研究发现，当pH值有4变化到7时，系统中氮素的损失率也从1.6%上升到了21.1%，同时N2O/N2的比率关系和氮素的损失率成正相关。研究发现，在pH为中性的条件下，氮素主要以N2的形式损失，而当pH为酸性时，氮素主要以N2O的形式损失，结果见图2-1和图2-2。 图2-1 氮素损失和pH之间的关系 图2-2 氮素损失和pH之间的关系 溶解氧 张静蓉等利用控制系统中溶解氧的方法控制系统中NO2-