申请日2014.07.03
公开(公告)日2014.10.22
IPC分类号G01N33/00
摘要
本发明公开了一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，包括以下步骤：取好氧反应末污泥，用合成洗泥液洗泥后均分入3个编号依次为R1、R2和R3的密闭反应器中，加入模拟污水及抑制剂并调整PH值进行硝化反应;测定各密闭反应器中N2O的产量。由公式：
权利要求书
1.一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：包括以下步骤：取好 氧反应末污泥，用合成洗泥液洗泥，将洗好的污泥混合液均分入3个编号依次为R1、R2和 R3的密闭反应器中，然后加入抑制剂和模拟污水，调节pH值，曝气充氧及搅拌，控制反应 温度和时间，进行硝化反应，并分别集取气态和液态样品，测定污水生物硝化过程中N2O的 产量和混合液挥发性悬浮固体的含量。
2.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述洗好的污泥混合液均分入3个编号依次为R1、R2和R3的密闭反应器中，然后加入抑制剂 是指：第一个密闭反应器R1中不投加抑制剂;第二个密闭反应器R2和第三个密闭反应器 R3中分别投加不同的抑制剂。
3.根据权利要求2所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述第二个密闭反应器R2中投加的抑制剂为氯酸钠，浓度为1～1.5g/L;
或所述第三个密闭反应器R3中投加的抑制剂为烯丙基硫脲，浓度为10～15mg/L。
4.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述控制反应温度和时间是指：密闭反应器的反应温度为20～25℃，反应时间为150～180min。
5.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述模拟污水，其中以甲醇表征有机物，浓度为250～400mg COD/L，以NH4Cl为含氮基质， 浓度为15～70mg NH4+-N/L，通过KH2PO4调节P的浓度分别为5～15mg/L，并通过NaHCO3调节pH为7.5±0.1;模拟污水中还包括10mg/L CaCl2，100mg/L MgSO4·7H2O及微量元素。
6.根据权利要求5所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述微量元素的配方为：FeCl3·6H2O1.5g/L，H3BO30.15g/L，CuSO4·5H2O0.03g/L，KI0.18g/L， MnCl2·4H2O0.12g/L，NaMoO4·2H2O0.06g/L，CoCl2·6H2O0.15g/L，EDTA10g/L，投加量为 0.3mL/L。
7.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述调节pH值是指添加HCl或NaOH调节pH为7～8。
8.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述分别集取气态和液态样品，测定污水生物硝化过程中氧化亚氮的产量和混合液挥发性悬浮 固体的含量是指：沿程集取气态样品用于测定气相中N2O的含量;在反应完全后取液态样品 分别测定溶解态N2O和混合液挥发性悬浮固体的含量;将测得的气相中和液相中的N2O含量 相加得到各密闭反应器中N2O的产量。
9.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述混合液挥发性悬浮固体的含量为2.5～3.5g/L。
10.根据权利要求1所述的污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，其特征在于：所 述污水生物硝化过程中N2O的产量按照硝化菌反硝化途径下的计算公式为： 所述污水生物硝化过程中N2O的产量按照偶联硝化反硝化途径下的计算 公式为：其中和分别为反应器R1、R2和R3中N2O 的产量。
说明书
一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法
技术领域
本发明属于环境保护技术领域，涉及一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法。
背景技术
氧化亚氮(N2O)是一种强温室气体，并被“京都议定书”(2001年)认定为六种需减排温 室气体之一。污水处理是N2O排放的一个重要人为排放源。污水生物脱氮的硝化和反硝化过 程均会产生N2O，且大部分释放于硝化过程，而硝化过程又有多种N2O产生途径，主要包括 硝化菌反硝化(ND)途径和偶联硝化反硝化(NCD)途径。随着各国对氮素排放控制的日益 严格，更多的污水处理厂增加了脱氮工序，而随着人口膨胀、经济发展以及各国政府对水环 境治理力度的增强，更大体量的污水被收集，进入市政污水处理厂进行集中脱氮处理，这进 一步增加了N2O的释放潜势。鉴于N2O对臭氧层和气候变化的负面影响，研究者们正在寻求 可行的N2O排放控制措施，而获得这些减排控制策略的前提是实现对N2O产生途径的准确鉴 别以及产量的准确计量。然而，目前仍缺乏可应用于污水生物硝化处理过程N2O产生途径的 鉴别和计量方法，尤其是针对实际污水处理厂生物反应器微生物为混合菌种，同时其生长环 境又处于动态变化的复杂系统。所以，急需一种能够应用于实际污水生物脱氮系统硝化过程 中鉴别N2O产生的途径并实现计量的方法，以促进污水处理厂制定并实施N2O减量化调控策 略的进程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种污水生物硝化处理过程N2O产量计量方法，包括以下步骤：取好氧反 应末污泥，用合成洗泥液洗泥，将洗好的污泥混合液均分入3个编号依次为R1、R2和R3的 密闭反应器中，然后加入抑制剂和模拟污水，调节pH值，曝气充氧及搅拌，控制反应温度 和时间，进行硝化反应，并分别集取气态和液态样品，测定污水生物硝化过程中N2O的产量 和混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)的含量。
所述洗好的污泥混合液均分入3个编号依次为R1、R2和R3的密闭反应器中，然后加入 抑制剂是指：第一个密闭反应器R1中不投加抑制剂;第二个密闭反应器R2和第三个密闭反 应器R3中分别投加不同的抑制剂。
所述第二个密闭反应器R2中投加的抑制剂为氯酸钠，浓度为1～1.5g/L。
所述第三个密闭反应器R3中投加的抑制剂为烯丙基硫脲，浓度为10～15mg/L。
所述控制反应温度和时间是指：密闭反应器的反应温度为20～25℃，反应时间为150～180 min。
所述模拟污水，其中以甲醇表征有机物，浓度为250～400mg COD/L，以NH4Cl为含氮 基质，浓度为15～70mg NH4+-N/L，通过KH2PO4调节P的浓度分别为5～15mg/L，并通过 NaHCO3调节pH为7.5±0.1;模拟污水中还包括10mg/L CaCl2，100mg/L MgSO4·7H2O及微量 元素。
所述微量元素的配方为：FeCl3·6H2O1.5g/L，H3BO30.15g/L，CuSO4·5H2O0.03g/L，KI 0.18g/L，MnCl2·4H2O0.12g/L，NaMoO4·2H2O0.06g/L，CoCl2·6H2O0.15g/L，EDTA10g/L， 投加量为0.3mL/L。
所述调节pH值是指添加HCl或NaOH调节pH为7～8。
所述分别集取气态和液态样品，测定污水生物硝化过程中N2O的产量和混合液挥发性悬 浮固体(MLVSS)的含量是指：沿程集取气态样品用于测定气相中N2O的含量;在反应完全 后取液态样品分别测定溶解态N2O和MLVSS的含量;将测得的气相中和液相中的N2O含量 相加得到各密闭反应器中N2O的产量。
所述混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)的含量为2.5～3.5g/L。
所述污水生物硝化过程中N2O的产量按照硝化菌反硝化(ND)途径下的计算公式为： 所述污水生物硝化过程中N2O的产量按照偶联硝化反硝化(NCD)途径 下的计算公式为：其中和分别为反应器R1、R2和 R3中N2O的产量。
本发明同现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
本发明主要是针对当前规模日渐扩大的污水处理设施，这些设施因氮素排放要求的日益 严格多采用脱氮工序，硝化是脱氮工艺的先决步骤，而在硝化过程中，不同的运行控制条件 会触发不同的N2O产生途径，其比产量也将存在差异，由于污水处理规模的日趋增大及N2O 的负面影响，N2O比产量(N2O的产量与混合液挥发性悬浮固体(MLVSS)含量的比值)的 微小波动将会导致显著的宏观结果，所以准确鉴别N2O的产生途径并计算其比产量极其重要。 只有明确了N2O的产生途径及相应途径下的产量才能有针对性的制定调控策略，进而实现其 减量化。
本发明采用分步抑制法，在多菌种共存的条件下实现N2O产生途径的有效鉴别并确定各 途径下N2O的产量。解决了污水处理厂污水硝化过程中鉴别N2O产生途径及其计量的问题， 使污水厂能够更有针对性的制定并实施N2O减量化的策略，实现N2O强温室气体的减排。
本方法能够准确鉴别污水生物硝化过程N2O的产生途径并计算各途径下的产量，为在污 水硝化过程中掌握并控制N2O的释放提供技术支持。