造纸废水处理过程的现场N2O排放模型

• 作 者: Nishonov Akbarjon（阿克巴）
• 出 处: 华南理工大学
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 排放 造纸废水 温室气体 N2O 模型 现场

采用数学模型对制浆造纸废水处理厂（WWTPs）的氮氧化物（N₂O）排放进行了计算。以某造纸厂序批式反应器（SBR）工艺为例,采用两种不同的方法计算N₂O排放。其中,以确定总氮（TN）的计算方法为主（模型A）。同时,以气相色谱（GC）法确定溶解氧化氮的含量(S_N2O)（模型B）作为比较。废水样本从广州造纸厂SBR系统每一批流入和流出废水中的收集。在实验室特定条件下,采用两种不同的方法对样品进行分析,测定TN和S_N2O。随后,在模型A中,根据之前公认的制浆造纸污水处理厂生物脱氮工艺研究,利用N₂O的固定排放因子（EF=0.005 kg N₂O/kg TN）计算N₂O的产量。另一方面,在模型B中,N₂O排放的量化还有另一种方法。根据亨利定律,建立了溶解态N₂O与N₂O排放速率之间的数学模型。在该模型中,N₂O的排放因子随进水状态而变化。结果表明,通过固定排放因子和模型A中纸张废水TN浓度的测定,在案例研究期间,N₂O总排放量为6³5.9 mg/m³/d。通过模型B的精细模型,结果表明,N₂O的排放量在4.66⁵.75 g/m³/d之间。此外,还研究了影响造纸废水处理过程中N₂O排放的因素,包括亚硝酸盐;溶解氧;化学需氧量与氮的比值（COD/N）;pH值;温度;以及细菌的生长速度。这些关键操作参数对N₂O排放有影响。废水的DO和pH对N₂O的积累有协同作用;废水pH值在较窄范围（7-8）变化对N₂O排放影响不大;废水中的亚硝酸盐浓度直接增加了生物脱氮过程中N₂O的生成;COD/N比值是N₂O排放的间接影响因子。由此发现,废水处理过程中N₂O排放的影响因素之间存在相互作用。最后,在相同条件下,将模型A的处理结果与模型B的处理结果进行了比较。模型A只关注进水的TN含量和流量。相比之下,模型B考虑了更多的影响因素,如温度、生物反应器体积、气压以及进水废水的一些固有特性,如数量、氮负荷、污染物的多样性等。因此,模型B中的排放因子是动态的,比模型A中的固定排放因子识别更准确。