污水生物處理過(guò)程氧化亞氮的形成及減量工藝

隨著(zhù)全球變暖問(wèn)題越來(lái)越受到人們的關(guān)注，減臭氧發(fā)生化學(xué)反應，從而破壞臭氧層。N2O的產(chǎn)生來(lái)源于自然過(guò)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(dòng);人為排放源占43%，主要包括農田氮肥施用、化石燃料燃燒、廢棄物和廢水生物轉化、生物質(zhì)燃燒等。 生物脫氮是污水處理廠(chǎng)常見(jiàn)的脫氮工藝，N2O會(huì )在生物脫氮過(guò)程中產(chǎn)生。研究發(fā)現在硝化階段和反硝化階段都會(huì )產(chǎn)生N2O，硝化過(guò)程中N2O來(lái)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(diǎn)。氧化亞氮(N2O)是《聯(lián)合國氣候變化框架公約》京都議定書(shū)中規定控制的6種溫室氣體之一，其溫室效應作用力是二氧化碳(CO2)的298倍，N2O擴散進(jìn)入平流層會(huì )與的不完全氧化，而反硝化過(guò)程中N2O作為反硝化的中間產(chǎn)物被釋放出來(lái)。雖然反硝化過(guò)程會(huì )造成N2O的釋放，但是完全反硝化過(guò)程可以將N2O還原為氮氣(N2)，所以其也被認為是目前為止污水處理過(guò)程N2O唯一的匯。 生物脫氮過(guò)程離不開(kāi)微生物的參與，能夠進(jìn)行硝化反應的微生物包括氨氧化細菌(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)、自養反硝化菌(autotrophicdenitrifier)和反硝化聚磷菌(denitrifyingphosphate-removalbacterium，DPB)等。雖然反硝化被認為是污水處理N2O唯一的匯，但并不是所有反硝化菌都能夠將硝酸鹽完全反硝化為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(jìn)行到N2O這一步，這樣就造成了N2O的積累和釋放。典型缺乏NOS的反硝化細菌有紅球菌屬(Rhodococcus)、諾卡菌屬(Nocardioides)和放線(xiàn)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的反硝化菌生長(cháng)是緩解污水N2O釋放的重要措施。 目前關(guān)于污水處理過(guò)程中削減N2O的釋放策略主要圍繞兩個(gè)方面：一是通過(guò)調整運行