论文部分内容阅读
温室气体是造成全球气候异常的重要因素，其主要来源是人类的生产和生活活动。甲烷（CH4）和氧化亚氮（N2O）是除二氧化碳（CO2）外两种常见的温室气体，其全球增温潜势（GWP）分别是二氧化碳的25倍和298倍。污水生物处理过程有可能会产生和释放导致温室效应的甲烷和氧化亚氮气体。本课题采用浮流式表面集气罩（SEFIC）对西安市第三（Orbal氧化沟工艺）和第四污水处理厂（倒置A/A/O工艺）生物处理过程中甲烷和氧化亚氮的产生和释放进行测定，比较不同的处理工艺对甲烷和氧化亚氮的产生和释放的影响，主要结果如下：（1）城市生活污水处理过程中会产生非二氧化碳温室气体甲烷和氧化亚氮，且产生和释放量与温度相关，夏季（6月8月）的产生和释放量高于冬季（11月1月）。（2）西安市第三（Orbal氧化沟工艺）和第四污水处理厂（倒置A/A/O工艺）的甲烷的产生（和释放）因子分别为1181mg（CH4）/（m3INF）和209mg（CH4）/（m3INF），倒置A/A/O工艺产生（和释放）的甲烷更少。（3）甲烷活性实验和辅酶F420测定表明，第四污水处理厂进水中甲烷菌的数量和活性低于第三污水处理厂，这是倒置A/A/O工艺的甲烷产生释放量均低于Orbal氧化沟工艺的重要原因之一。（4）污水处理厂中甲烷的释放与氧化还原电位（ORP）相关，氧化还原电位越低（厌氧和缺氧段），甲烷的释放量越大。（5）西安市第三污水处理厂（Orbal氧化沟工艺）中氧化亚氮的产生因子和释放因子分别为47.26mg（N2O）/（m3INF）和36.20mg（N2O）/（m3INF），西安市第四污水处理厂（倒置A/A/O工艺）中氧化亚氮的产生因子和释放因子分别为57.22mg（N2O）/（m3INF）和54.64mg（N2O）/（m3INF），倒置A/A/O工艺中单位进水氧化亚氮的产生和释放量分别是Orbal氧化沟工艺的2.13和1.72倍。（6）硝化速率和氧化亚氮产生速率实验结果证明，西安市第四污水处理厂污泥产生氧化亚氮的活性高于西安市第三污水处理厂。且氧化亚氮的产生与亚硝酸盐浓度和氧化速率相关，亚硝酸盐浓度高，氧化亚氮产生速率越高；亚硝酸盐氧化速率越高，则氧化亚氮产生速率越低。（7）影响氧化亚氮产生释放的主要因素是微生物的种群结构和曝气方式。微生物的种群结构决定氧化亚氮产生量，曝气方式的不同会影响溶解性气体的气-液传质过程，直接影响氧化亚氮的释放。（8）从非二氧化碳温室气体释放的角度，倒置A/A/O工艺是比Orbal氧化沟更具优势的污水处理工艺。本研究得到“国家水体污染控制与治理科技重大专项”的资助。