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本论文分别以喹啉和吲哚作为单一碳源和电子供体,硝酸盐作为电子受体,通过批式试验对反硝化过程中亚硝酸盐氮(NO-2—N)和氧化亚氮(N2O)的产生和积累进行了研究,并分析了反硝化过程中间产物的产生原因和影响因素。
试验研究的内容主要包括:C/N比对亚硝酸盐积累的影响;pH值对亚硝酸盐积累的影响;不同碳源条件下反硝化过程中pH值的变化情况;不同碳源条件下硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的还原速率对比;反硝化过程中N2O的产生与积累。
研究结果表明:以喹啉为碳源时,在不同C/N和pH条件下反硝化过程中都有严重的NO-2—N积累。其最高积累率随着C/N比增大而降低,当C/N比为2.5时最高积累率高达93.97%,当C/N比=12.8时NO-2—N最高积累率仅为42.31%。pH在5.5和9.5之间时,NO-2—N的积累程度随着pH值的升高而升高:当pH=5.5时,NO-2—N积累率为32.46%,而当pH=9.5时,NO-2—N积累率则有94.98%,但低pH(pH=5.5)会抑制反硝化反应。以喹啉为碳源时硝酸盐的还原速率大于亚硝酸盐的还原速率。
以吲哚为碳源时,在不同C/N比和pH条件下反硝化过程中NO-2—N积累程度都很低,积累的最高浓度为2.3mg/L,最高积累率只有8.55%,而且相同条件下亚硝酸盐的还原速率大于硝酸盐的还原速率。
以喹啉为碳源,初始pH值在6.5~9.5之间时,反硝化过程中的pH值经历了先降低后继而升高的变化过程;以吲哚为碳源的反硝化过程中,pH值则基本上是一直升高的过程。
以上结论表明,NO-2—N的积累与反硝化过程中的碳源类型有关,硝酸盐与亚硝酸盐还原速率的不同导致了反硝化过程中亚硝酸盐积累率的不同。
另外,碳源不足时,反硝化过程会发生N2O的积累;在碳源充足的情况下,低pH值(低于6.5)时,反硝化过程也会发生N2O的积累。