厌氧时间对短程反硝化过程中...O和N_2O积累的影响研究_王莎.pdf

第 48 卷第 1 期2023 年 1 月环境科学与管理ENVIONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENTVol.48 No.1Jan 2023收稿日期:收稿日期:2022 11 142022 11 14基金项目:基金项目:陕西省教育厅一般专项项目(陕西省教育厅一般专项项目(21JK063821JK0638);渭南师范学院人才项目();渭南师范学院人才项目(2021C272021C27)作者简介:作者简介:王莎(王莎(1987 1987 )，女，博士，讲师，主要从事污水生物脱氮处理方面研究工作)，女，博士，讲师，主要从事污水生物脱氮处理方面研究工作。通信作者:通信作者:王莎王莎文章编号:文章编号:1674 61391674 6139(20232023)01 0095 0601 0095 06厌氧时间对短程反硝化过程中厌氧时间对短程反硝化过程中NONO 和和N2ON2O积累的影响研究积累的影响研究王莎王莎1 1，2 2，夏倩，夏倩1 1(11 渭南师范学院 环境与生命科学学院，陕西 渭南渭南师范学院 环境与生命科学学院，陕西 渭南 714099714099;22 陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南陕西省河流湿地生态与环境重点实验室，陕西 渭南 714099714099)摘要:摘要:为探究水量波动引起的长时间厌氧对短程反硝化的影响，文章采用序批示活性污泥反应器，通过控制不同的厌氧时间(为探究水量波动引起的长时间厌氧对短程反硝化的影响，文章采用序批示活性污泥反应器，通过控制不同的厌氧时间(1 h1 h，2 h2 h，4 h4 h)来研究其对外源短程反硝化过程中污染物去除性能和中间产物积累的影响)来研究其对外源短程反硝化过程中污染物去除性能和中间产物积累的影响。结果显示:厌氧时间越长，污染物去除速度越快，这与厌氧结束后微生物过量摄食有关结果显示:厌氧时间越长，污染物去除速度越快，这与厌氧结束后微生物过量摄食有关。一氧化氮(一氧化氮(Nitric oxideNitric oxide，NONO)的产生量随厌氧时间的增长而增高，但是超过一定的时间将不再产生)的产生量随厌氧时间的增长而增高，但是超过一定的时间将不再产生 NONO，这一现象与厌氧时间对微生物的电子平衡能力以及还原酶状态的影响有密切联系，这一现象与厌氧时间对微生物的电子平衡能力以及还原酶状态的影响有密切联系。不同厌氧条件下氧化亚氮(不同厌氧条件下氧化亚氮(Nitrous oxideNitrous oxide，N2ON2O)的积累有可能与游离亚硝酸的抑制作用有关)的积累有可能与游离亚硝酸的抑制作用有关。关键词:关键词:厌氧时间;短程反硝化;一氧化氮;氧化亚氮;电子分配不平衡厌氧时间;短程反硝化;一氧化氮;氧化亚氮;电子分配不平衡中图分类号:中图分类号:X703 1X703 1文献标志码:文献标志码:BEffects of Anaerobic Time on NO and N2O Accumulation in Short cut DenitrificationWang Sha1BEffects of Anaerobic Time on NO and N2O Accumulation in Short cut DenitrificationWang Sha1，2 2，Xia Qian1Xia Qian1(1 College of Environment and Life Sciences1 College of Environment and Life Sciences，Weinan Normal UniversityWeinan Normal University，Weinan 714099Weinan 714099，ChinaChina;2 Key Laboratory for Ecology and Environment of iver Wetlands in Shaanxi Province2 Key Laboratory for Ecology and Environment of iver Wetlands in Shaanxi Province，Weinan 714099Weinan 714099，ChinaChina)AbstractAbstract:In order to explore the influence of long term anaerobic on short cut denitrification caused by water fluctuationIn order to explore the influence of long term anaerobic on short cut denitrification caused by water fluctuation，the sequencing batch reactor was used to investigate the effect of the pollutant removal performance and intermediates accumulationin the external short cut denitrification process by controlling different anaerobic timethe sequencing batch reactor was used to investigate the effect of the pollutant removal performance and intermediates accumulationin the external short cut denitrification process by controlling different anaerobic time(1 h1 h，2 h2 h，4 h4 h)The results showed thatthe longer the anaerobic time The results showed thatthe longer the anaerobic time，the faster the pollutant removal ratethe faster the pollutant removal rate，which was affected by the excessive feeding of microorganismsafter the anaerobic conditions nitric oxidewhich was affected by the excessive feeding of microorganismsafter the anaerobic conditions nitric oxide(NONO)accumulation increased with the increase of anaerobic timeaccumulation increased with the increase of anaerobic time，but no NO was pro-duced after a longer anaerobic state This phenomenon was closely related to the effect of anaerobic time on the electron balanceability and reductase status of microorganisms The nitrous oxidebut no NO was pro-duced after a longer anaerobic state This phenomenon was closely related to the effect of anaerobic time on the electron balanceability and reductase status of microorganisms The nitrous oxide(N2ON2O)accumulation under different anaerobic conditions wascaused by the free nitrous acid inhibitionaccumulation under different anaerobic conditions wascaused by the free nitrous acid inhibitionKey wordsKey words:anaerobic timeanaerobic time;short cut denitrificationshort cut denitrification;nitric oxidenitric oxide;nitrous oxidenitrous oxide;unbalancedelectron distributionunbalancedelectron distribution前言前言短程反硝化过程可以有效去除含氮污染物，但是在反应过程中也会产生一些对环境短程反硝化过程可以有效去除含氮污染物，但是在反应过程中也会产生一些对环境、微生物和人类有害的中间产物，包括一氧化氮(微生物和人类有害的中间产物，包括一氧化氮(Nitric oxideNitric oxide，NONO)和氧化亚氮()和氧化亚氮(Nitrous oxideNitrous oxide，N2ON2O)等)等 1 1。在实际污水处理厂，每天进水量和水质会有一定的变化，当某段时间水量较少在实际污水处理厂，每天进水量和水质会有一定的变化，当某段时间水量较少、有机物含量较高时，就会出现厌氧状况有机物含量较高时，就会出现厌氧状况。长时间的缺乏电子受体有可能会影响微生物摄食情况和还原酶的状态，导致中间产物积累现象发生长时间的缺乏电子受体有可能会影响微生物摄食情况和还原酶的状态，导致中间产物积累现象发生。59第 48 卷第 1 期2023 年 1 月王莎等厌氧时间对短程反硝化过程中 NO 和 N2O 积累的影响研究Vol.48 No.1Jan 2023为了探究进水波动对短程反硝化系统的影响，文章将通过分析不同厌氧条件下短程反硝化过程中污染物的去除规律以及为了探究进水波动对短程反硝化系统的影响，文章将通过分析不同厌氧条件下短程反硝化过程中污染物的去除规律以及 NONO 和和 N2ON2O 积累特征，明确污染物的转化过程以及积累特征，明确污染物的转化过程以及 NONO 和和 N2ON2O 的产生机理，以期未来可通过人工干预提高污染物的去除效率，控制的产生机理，以期未来可通过人工干预提高污染物的去除效率，控制 NONO 和和 N2ON2O 的产生的产生。1 1实验材料和方法实验材料和方法1 11 1试验装置与运行试验装置与运行1 1 11 1 1反应器基本情况反应器基本情况实验室所用的实验装置为序批式活性污泥反应器(实验室所用的实验装置为序批式活性污泥反应器(Sequencing batch reactorSequencing batch reactor，SBSB)。反应器材质为有机玻璃，体积反应器材质为有机玻璃，体积 5 L5 L，实验所用污泥取自西安某污水处理厂好氧反应池，实验所用污泥取自西安某污水处理厂好氧反应池。反应器的周期用可编程逻辑自动控制器控制反应器的周期用可编程逻辑自动控制器控制。每个周期包括进水每个周期包括进水5 min5 min，反应，反应2 h2 h，沉淀，沉淀35 min35 min，排水，排水15 min15 min，静置，静置5 min5 min，共，共3 h3 h，一个周期结束后的排水量为，一个周期结束后的排水量为2 L2 L，每天运行，每天运行8 8 个周期个周期。反应器运行温度为反应