污水处理厂一氧化二氮减排方法研究进展

污水处理过程中会产生大量的温室气体,其中包括一氧化二氮(N_(2)O),而N_(2)O的增加会对气候变化和生态环境产生显著影响。本文综述了在硝化作用、反硝化作用、同步硝化反硝化、反硝化除磷、好氧颗粒污泥和厌氧氨氧化过程中产生N_(2)O的机理。同时,总结了影响N_(2)O释放的因素以及减少N_(2)O排放的方法,并对未来污水处理中N_(2)O减排的研究方向进行了展望。

污水处理过程N_(2)O排放:过程机制与控制策略

污水处理生物脱氮过程中氧化亚氮(N_(2)O)作为直接碳排放源,其大气升温效应较CO_(2)高出265倍.因此,国际上对N_(2)O排放机制与控制策略的研究层出不穷.N_(2)O产生源于硝化与反硝化过程,主要涉及亚硝化(AOB)及其同步反硝化、常规异养反硝化(HDN)、同步异养硝化-好氧反硝化(HN-AD)和全程氨氧化(COMAMMOX)等生物途径,以及硝化过程中间产物NH_(2)OH与NOH之非生物化学途径.常规硝化与反硝化(AOB+HDN)途径在正常运行工况下N_(2)O排放量并不是很大,约只占进水TN负荷的1.3%;即使是HN-AD与COMAMMOX代谢过程,两者N_(2)O产生量也不足TN负荷的0.5%.不可忽视的是AOB亚硝化及其同步反硝化,它们已被确认为是污水处理生物脱氮过程中N_(2)O排放的首要途径;AOB过程中间产物(NH_(2)OH与NOH)非生物化学过程以及AOB反硝化生物过程(主途径)共同导致的N_(2)O排放量可高达TN负荷的13.3%,主要是因为硝化过程溶解氧(DO)受限引起NO^(-)_(2)积累所诱发的AOB反硝化过程.需要特别注意的是,污水处理过程进水碳源不足而导致的HDN反硝化进行不完全情形,这会让NO^(-)_(3)反硝化止步于N_(2)O,致N_(2)O积累,其释放量可高达TN负荷的30%.此外,污泥絮凝体内部同步硝化/反硝化(SND)现象也是N_(2)O不容忽视的产生源,其释放量可高达TN负荷的7.7%,产生根源实际上是AOB反硝化.污水处理生物脱氮过程中为防止N_(2)O产生,应着力促进HDN反硝化进行完全和避免AOB反硝化过程.为此,运行过程中应控制曝气池中DO处于正常水平(~2 mg·L^(-1)),并尽可能延长污泥龄■,以避免AOB亚硝化积累NO^(-)_(2)并诱发AOB反硝化出现;同时,应及时补充进水碳源,以促进HDN反硝化进行完全至终点——N_(2).综述总结生物脱氮过程中涉及N_(2)O产生的所有机制,并根据过程机制讨论对其运行控制的策略.

废水生物脱氮工艺中N_2O排放数学模型研究进展

N_2O是一种重要的温室气体,而污水生物脱氮处理过程是N_2O的潜在产生源之一。随着污水处理量和处理程度的不断提高,N_2O的排放量也将不断增大。建立N_2O排放数学模型对污水生物脱氮系统中N_2O生成机制的深入研究和污水处理行业N_2O削减工艺技术的开发具有重大的理论及实践意义。本文归纳了生物脱氮工艺的原理,系统阐述了生物脱氮工艺中N_2O的生成机理和排放数学模型的类型、建立方法及应用情况。在此基础上,对生物脱氮工艺中N_2O排放数学模型的研究现状和研究方向进行了总结和展望,以期为N_2O排放数学模型的完善、N_2O排放量的削减、污水生物脱氮工艺的优化及污水处理行业的可持续发展提供理论基础和科学依据。