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Fe0无机还原NO-3-N产物以氨氮为主

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发表于 2018-6-4 14:16:43 | 显示全部楼层 |阅读模式


  生物脱氮技术是污水处理中广为应用的方法,部分城市污水中碳源不足影响了脱氮效率. Kuba等研究表明,当进水C/N比低于3.4时,需投加外碳源来保证生物脱氮效果. 实际处理过程中污水厂通过投加甲醇或乙醇而提高脱氮效率的方式,既消耗了有机资源,又增加了水厂的运行费用. 因此,改进传统工艺从而实现高效脱氮,具有重大的现实意义. 与此同时,作为生物反硝化的中间产物,N2 O的产生也不容忽视. N2 O具有高温室效应,其增温潜势是CO2的250倍,是近几年来备受关注的研究热点. 催化铁方法,在铁刨花材料上表面镀铜从而形成双金属体系,在中性以及碱性条件下具有比零价铁更大的还原能力. Chi等研究表明,在低pH条件下,Fe0无机还原NO-3-N产物以氨氮为主,高pH条件下,还原产物主要是微量气态N2 O. Huang等发现,在高NO-3负荷下,随着pH的降低,Fe0还原NO-3-N速率与去除率不断增加. 相比之下,零价铁与生物相互作用脱除NO-3方面的研究较少,王子研究表明催化铁与Paracocus反硝化微生物耦合脱氮是可行的,pH=8时脱氮效率接近于直接使用氢气. 催化铁还可以与水中的溶解氧发生反应,降低周围的氧化还原电位,这对于消除体系内溶解氧,使NO-3成为唯一电子受体具有重要的意义. 本研究尝试催化铁与生物耦合,解决低碳氮比条件下反硝酸电子供体不足的问题,从而实现高效脱氮,并考察反硝化阶段N2 O的产生影响. 1 材料与方法 1.1 水质及污泥驯化 污泥驯化采用人工配水,以NaNO3作为反硝化氮源,CH3COONa作为有机碳源,KH2PO4作为磷源,适当加入碳酸氢钠缓冲液以维持体系pH的稳定. 配水中还投加硫酸镁、 牛肉浸膏,酵母浸出液等物质以及适量的微量元素,见表 1. 其中,微量元素由氯化铁、 氯化钴、 碘化钾、 五水硫酸铜、 钼酸钠、 硫酸锌、 氯化锰、 硼酸、 EDTA组成. 碳氮比控制在6左右. 有机负荷(以BOD5/MLSS计,下同)为0.3~0.4 kg ·(kg ·d)-1,总氮负荷为0.076~0.1 kg ·(kg ·d)-1. 结论 (1)低碳氮比反硝化过程中,催化铁可以提高硝氮转化率. (2)低碳氮比催化铁耦合生物反硝化,产生N2 O高于生物对照组,主要源于体系内存在亚铁氧化物与NO-2的无机反应; 催化铁组产生的N2 O低于无机反应组,体系内耦合生物反应减少了N2 O产生. (3)较低的pH值可以加速催化铁的阳极反应,使NO-2浓度增加,从而增加了N2 O的产生. 催化铁可以降低体系的氧化还原电位,有利于反硝化的还原环境. 来源: 更多相关




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