曝气生物滤池生物脱氮过程n_2o产生的影响因素研究

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1、曝气生物滤池生物脱氮过程N2O产生的影响因素研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：梅含指导教师：何强教授兼职导师：唐世田高工学位类别：工程硕士（建筑与土木工程领域）重庆大学城市建设与环境工程学院二O一五年五月EffectsofN2OproductionduringbiologicalnitrogenremovalprocessinbiologicalaeratedfilterAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfor

2、theProfessionalDegreeByMeiHanSupervisedbyProf.HeQiangAssistantSupervisedbyTangShitianSpecialty:ArchitectureandCivilEngineeringCollegeofUrbanConstructionandEnvironmentalEngineeringofChongqingUniversity,ChongqingChinaMay,2015中文摘要摘要N2O是对流层中主要的痕量温室气体之一，能破坏臭氧层，形成酸雨，是仅次于CO2和

3、CH4的重要温室气体，其对生态平衡和全球气候变化的影响日益突出，世界各国都开始关注和讨论。污水处理过程，特别是污水处理厂生物脱氮工艺的使用，成为N2O释放的重要人为来源。随着城镇化地加速进行，污水处理厂在排放量以及污水处理效率不断提高的同时，N2O排放量还将不断增加，因而迫切需要研究污水处理过程N2O释放特征和减量控制。针对目前污水处理过程N2O的研究主要集中在活性污泥系统中，而生物膜法系统中有关N2O产生机理和影响因素鲜有报道。本研究采用曝气生物滤池工艺，考察溶解氧、水力停留时间、碳氮比对污水处理过程N2O产生的影响，对今后生物膜

4、法中实现N2O减排有重要的意义。BAF装置共有3套，每一套均由好氧段和缺氧段串联而成，好氧段和缺氧段分别设置在2个单池内。通过单因素试验，依次研究了溶解氧、水力停留时间、碳氮比对设备处理污水效能的影响，同时监测了滤池好氧段和缺氧段气体N2O的释放情况，分析不同工况下污染物去除情况以及对应的N2O释放情况，得出在设备运行效能良好的情况下，又能产生最小N2O的较优工况。采用活性污泥接种闷曝和小流量连续进水挂膜，采用比表面积大的陶粒作为+生物膜反应器的滤料，20天后NH4-N的去除率在65%以上、COD的去除率高于80%，两者的出水浓度分

5、别在15mg/L和50mg/L左右，表明挂膜阶段基本完成，可以调整工况进入稳定运行阶段。第一阶段为DO对N2O产生的影响。在HRT为6h、C/N约为10:1，三个装置DO分别为2mg/l、4mg/l、6mg/l条件下稳定运行反应器，发现COD去除主要+发生在硝化过程，并且三种DO下去除率相差不大，均能达到90%左右；NH4-N的去除也主要发生在硝化过程，DO为6mg/l时去除率较高达到92.1%，即DO越+高越有利于NH4-N的去除；反应器出水TN去除率依次达到46.0%、56.8%、53.3%，说明适当提高DO可以提高TN去除率，

6、但DO过高，又会导致TN去除率降低。当DO为2mg/l、4mg/l、6mg/l时好氧段N2O每天释放量分别为11.856mg/d、4.024mg/d、2.944mg/d，即DO越大，硝化反应越彻底，好氧同步反硝化作用和硝化细菌反硝化作用越弱，N2O释放越少；缺氧段N2O每天释放量分别为1.480mg/d、2.674mg/d、4.756mg/d，因为反硝化过程DO越高，N2O还原酶越不能发挥活性，会促进N2O释放。综合好氧段和缺氧段，DO为4mg/l时有最小N2O释放量，为6.698mg/d。I重庆大学硕士学位论文第二阶段是HRT对N

7、2O产生的影响。BAF设备在DO为4mg/l，C/N约为5:1，HRT分别为4h、6h、8h的条件下运行。COD去除率均大于87%，因此在+DO充足条件下HRT对COD去除的影响不大；NH4-N的平均去除率在HRT为6h和8h时分别为92.1%和91.5%；经过完整的硝化和反硝化过程TN的去除在HRT为6h时达到最大值56.5%，说明适当提高HRT有利于TN的去除。当HRT为4h、6h、8h时，好氧段N2O每天释放量分别为5.400mg/d、2.416mg/d、2.712mg/d，HRT越短，亚氮氧化菌的活性越容易受到抑制，造成亚氮

8、积累，促进N2O释放；缺氧段HRT为4h时，N2O的释放速率最小，过长的HRT使得好氧段出水COD越低，进入缺氧段的碳源不足，反硝化不彻底，促进N2O释放。综合好氧段和缺氧段，当HRT为6h时，N2O每天释放量最小，为3.076mg/