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污水生物處理過程氧化亞氮的形成及減量工藝

387   編輯:中冶有色網(wǎng)   來源:農(nóng)業(yè)農(nóng)村部成都沼氣科學(xué)研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)村可再生能源開發(fā)利用重點實驗室  
2025-05-12 16:18:03
隨著全球變暖問題越來越受到人們的關(guān)注,減臭氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng),從而破壞臭氧層。N2O的產(chǎn)生來源于自然過程和人為排放。自然排放源占57%,主要包括海洋和土壤微生物的活動;人為排放源占43%,主要包括農(nóng)田氮肥施用、化石燃料燃燒、廢棄物和廢水生物轉(zhuǎn)化、生物質(zhì)燃燒等。 生物脫氮是污水處理廠常見的脫氮工藝,N2O會在生物脫氮過程中產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)在硝化階段和反硝化階段都會產(chǎn)生N2O,硝化過程中N2O來自羥胺(NH2OH)少溫室氣體的排放和增加溫室氣體的吸收正成為研究熱點。氧化亞氮(N2O)是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》京都議定書中規(guī)定控制的6種溫室氣體之一,其溫室效應(yīng)作用力是二氧化碳(CO2)的298倍,N2O擴散進入平流層會與的不完全氧化,而反硝化過程中N2O作為反硝化的中間產(chǎn)物被釋放出來。雖然反硝化過程會造成N2O的釋放,但是完全反硝化過程可以將N2O還原為氮氣(N2),所以其也被認(rèn)為是目前為止污水處理過程N2O唯一的匯。 生物脫氮過程離不開微生物的參與,能夠進行硝化反應(yīng)的微生物包括氨氧化細(xì)菌(ammonia-oxidizingbacterium,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizingarchaea,AOA)、亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizingbacterium,NOB)以及厭氧氨氧化菌(Anammox)等,反硝化微生物主要包括好氧反硝化菌(aerobicdenitrifier)、自養(yǎng)反硝化菌(autotrophicdenitrifier)和反硝化聚磷菌(denitrifyingphosphate-removalbacterium,DPB)等。雖然反硝化被認(rèn)為是污水處理N2O唯一的匯,但并不是所有反硝化菌都能夠?qū)⑾跛猁}完全反硝化為N2.很多反硝化菌由于缺乏氧化亞氮還原酶(nitrousoxidereductase,NOS),其反硝化只能進行到N2O這一步,這樣就造成了N2O的積累和釋放。典型缺乏NOS的反硝化細(xì)菌有紅球菌屬(Rhodococcus)、諾卡菌屬(Nocardioides)和放線菌屬(Actinomadura)等。如何提高具有NOS的反硝化菌活性和抑制缺乏反硝化還原酶系統(tǒng)的反硝化菌生長是緩解污水N2O釋放的重要措施。 目前關(guān)于污水處理過程中削減N2O的釋放策略主要圍繞兩個方面:一是通過調(diào)整運行
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