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氧化亚氮(N2O)是大气中重要的温室气体之一,随着大气中N2O浓度的不断上升以及由此所带来的环境问题尤其是全球温室效应的加剧,使得控制N2O逸出成为人们研究的焦点。研究表明废水生化处理的硝化、反硝化过程是N2O的重要产生源。废水中氮含量的不断上升及富营养化的日益严重使得发展生物脱氮新技术成为必须,同时应采取有效措施抑制废水脱氮过程中N2O气体的逸出,减少对大气的二次污染。针对目前脱氮过程中N2O产生量的研究多局限于宏观测定,较少涉及菌种的描述,且硝化脱氮和好氧反硝化脱氮相混淆等问题,本论文采用SBR反应器,以NO3-为底物,高DO条件已驯化出较成熟的好氧反硝化活性污泥系统,在此基础上深入研究了好氧反硝化过程中有害气体产物NO、N2O和NO2的逸出,重点进行操作工艺条件(DO、COD/N、pH、温度)与N2O排放量的定性及定量分析,明确其在好氧反硝化过程中的产量和影响因子。结果表明COD/N、pH、DO、温度均会对系统NO、NO2、N2O的逸出产生影响,其中COD/N和pH对N2O产生的影响最大,是影响N2O逸出的主要控制因素。当进水COD/N由18~6逐渐降低时,总脱氮率随之下降同时中间有害气体产物迅速增加,COD/N>12时有害气体产物大量减少;在pH=6.0~8.2实验范围内,碱性或酸性条件均不利于好氧反硝化进行,同时在酸性条件下有害气体逸出量明显增加,pH=7.2时反硝化速度最快且N2O逸出量少;DO升高导致有害气体产生量增加,温度升高有利于控制有害气体产物逸出,但影响均很小,认为不是影响N2O逸出的主要控制因素。实验均显示N2O的逸出量远大于NO和NO2,说明N2O是好氧反硝化系统最主要的有害气体产物;实验证实N2O的产生量比其它两种气体更易受环境因素的影响,这应与N2O还原酶的活性有关;实验呈现出N2O的产生量与NO2--N积累的强一致性,尤其在NO2-还原速度极慢的情况下,几乎近100%转化为N2O,因此认为NO2--N的积累是导致N2O产生的主要原因;此外实验中NO、NO2产生相伴随,认为存在NO NO2。好氧反硝化脱氮途径呈现出典型的NO3--N和NO2--N二级还原反应,即NO3--N→NO2--N→气态氮,同时在NO2--N峰值之前均出现NO、NO2峰,推测存在NO3--N直接还原生成NO、NO2的途径。对系统好氧反硝化菌进行了初步筛选,通过16S rDNA的PCR扩增和测序成功鉴定出7株菌,对其好氧反硝化性能测定得到脱氮率在70%以上。论文建立了废水脱氮过程中产生的N2O气体的测定方法,采用Varian 3800气相色谱仪,10mci63Ni电子捕获检测器(ECD),选用的综合色谱条件为:检测器温度(340℃)、分离柱温度(50℃)、载气流速(20ml/min),具有较高的灵敏度、精确度和较好的重现性(相对标准偏差C.V=1.05%,n=23),检测极限达0.175ppm。在确定的综合色谱条件下,建立了N2O测定工作曲线,同时证明了大气采样袋能基本满足短期N2O气体样品的保存。