一种控制污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法技术

本发明专利技术公开了一种控制污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，属于环境技术领域。本发明专利技术公开了一种控制污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，属于污水处理过程中N2O的减排领域。方法包括如下步骤：（1）利用在线式DO测定仪实时监测曝气池DO浓度，并将其控制在3mg/L；（2）实时在线式pH测定仪实时监测曝气池pH，并将其控制在8.5。所述方法可以实现最大的NH

【技术实现步骤摘要】
一种控制污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法


[0001]本专利技术涉及污水处理
，尤其涉及硝化过程温室气体N2O减排技术。

技术介绍

[0002]N2O是《京都议定书》中认定的三种重要温室气体（CO2、CH4、N2O）之一，其温室效应约为CO2的300倍，在大气层中的存在时间为114年。N2O也是臭氧层的潜在破坏者。在大气层中，N2O正以每年0.3%的速度持续积聚。经研究，世界上大约三分之二的N2O的排放是由土壤农业利用和污水生物脱氮中微生物作用造成的，污水生物脱氮已经成为温室气体排放的主要人为源，因此，在“碳中和、碳达峰”背景下，减少污水生物脱氮过程中N2O的排放具有重要意义。
[0003]硝化过程是全球氮循环的一个关键步骤。经典的硝化过程是NH3在氨氧化菌（AOB）的作用下氧化为NO2‑
，然后NO2‑
在亚硝酸盐氧化菌（NOB）的作用下被氧化为NO3‑
。NH3经AOB氧化过程包括两个阶段，首先，NH3在细菌细胞膜上氨单加氧化酶（AMO）的作用下，被氧化为羟胺（NH2OH）。其次，羟胺经过细菌周质中羟胺氧化酶的作用被氧化NO2‑
。羟胺被氧化为NO2‑
的过程会产生4个电子，其中2个电子提供给AMO作用下的初始NH3氧化，另外两个电子与O2结合产生能量。AOB作用下N2O的产生途径可能分为3个途径:（1）AOB的好氧反硝化过程，即NH2OH提供2个电子，NO2‑
或NO取代O2作为电子受体生成N2O，此过程NO2‑
还原酶和NO还原酶参与其中。（2）在羟胺氧化过程中会生成中间体NOH，NOH是一种不稳定化合物，其经过化学分解作用会生成N2O或者NO，NO会在NO还原酶或者某种细胞色素的作用下被还原成N2O。（3）NH2OH与NO2‑
或者O2的化学反应也可能生成N2O。
[0004]中国专利公开号为CN 101372374A的现有技术公开了实现污水脱氮过程中N2O产生的减量控制方法属于污水脱氮领域。通过水泵将污水打入密封反应器中，水加至设定的位置关闭水泵，打开电磁阀和曝气泵，并通过曝气头开始向反应器中曝压缩空气，在整个曝气过程中pH、DOSBRORP测定仪在线检测水质的变化；温度感应探头在线感知反应器内的温度；在反应器内的曝气开始的同时，反应器底部磁力搅拌器也同时开始工作；整个过程都是利用电脑和PLC控制系统自动完成的，产生的N2O气体通过气体采样口、气体干燥管后收集在气体采样袋之中，反应器中的压力用压力调节和平衡系统维持恒定；最后通过气相色谱仪对其进行定量分析。本专利技术确定出每一步污水脱氮过程中N2O的主要产生机理和影响因素。但是，该专利技术并没有以实际生活污水为研究对象，而且具有过窄的影响因素范围（pH为4～7、DO为1～3），这与实际运行过程并不相符。

技术实现思路

[0005]要解决的问题针对污水硝化过程强力温室气体N2O排放的问题，本专利技术提供了一种控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，本方法通过同步调节硝化过程菌群的最适DO和pH值，以达到N2O具有最小释放量的目的。
[0006]技术方案申请人前期研究表明，硝化过程是DO持续消耗和pH不断降低的过程，研究DO与pH协同影响下的传统硝化过程N2O的产生更具有实际意义，但是现有技术中未见相关记载。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：一种控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，包括将曝气池DO浓度控制在3mg/L，并将曝气池pH控制在8.5的步骤。
[0008]优选地，所述曝气池DO浓度通过在线式DO值测定仪实时监测。
[0009]优选地，所述曝气池pH在线式pH值测定仪实时监测。
[0010]优选地，所述方法中硝化过程包括进水、好氧、缺氧、静沉、排水循环的运行方式。
[0011]一种控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，包括：（1）利用在线式DO值测定仪实时监测曝气池DO浓度，并将其控制在3mg/L；（2）实施在线式pH值测定仪实时监测曝气池pH，并将其控制在8.5。
[0012]优选地，所述的硝化过程中污水的运行DO值用PLC自动控制曝气系统调节控制。
[0013]优选地，所述的硝化过程中污水的运行pH值用NaOH或HCl溶液调节。
[0014]优选地，污水中COD的浓度为100
‑
300mg/L。
[0015]优选地，污水中氨氮的浓度为40
‑
80 mg/L。
[0016]有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术不改变现有工艺，不增加额外构筑物，仅需要增加在线监测系统和PLC加药控制系统和曝气控制系统；（2）本专利技术在运行中切实减少了N2O的排放，与未采取此办法的污水硝化过程相比，减排幅度为73.3%；（3）本专利技术在实现N2O减排的同时，提高了全程硝化过程NO2‑
‑
N生成率（87%），较高的NO2‑
‑
N生成率可为厌氧氨氧化工艺提供基质，也能节省反硝化过程中的碳源利用量和反应时间。
[0017]（4）本专利技术实现了硝化过程：（1）NH
4+
‑
N的最大氧化率；（2）相对较大的NO2‑
‑
N生成率，较高的NO2‑
‑
N生成率可为厌氧氨氧化工艺提供基质，也能节省反硝化过程中的碳源利用量和反应时间；（3）有力的减少了硝化过程温室气体N2O的产生量，并将其降到最低。
附图说明
[0018]图1（a）DO与pH协同作用下的NH
4+
‑
N氧化率；（b）DO与pH协同作用下的NO2‑
‑
N生成率；（c）DO与pH协同作用下的N2O
‑
N积累率；图2 本专利技术的运行工艺流程图。
具体实施方式
[0019]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同；本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0020]实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂
或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0021]如本文所使用，术语“约”用于提供与给定术语、度量或值相关联的灵活性和不精确性。本领域技术人员可以容易地确定具体变量的灵活性程度。
[0022]浓度、量和其他数值数据可以在本文中以范围格式呈现。应当理解，这样的范围格式仅是为了方便和简洁而使用，并且应当灵活地解释为不仅包括明确叙述为范围极限的数值，而且还包括涵盖在所述范围内的所有单独的数值或子范围，就如同每个数值和子范围都被明确叙述一样。例如，约1至约4.5的数值范围应当被解释为不仅包括明确叙述的1至约4.5的极限值，而且还包括单独的数字（诸如2、3、4）和子范围（诸如1至3、2至4等）。相同的原理适用于仅叙述一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，其特征在于，包括将曝气池DO浓度控制在3mg/L，并将曝气池pH控制在8.5的步骤。2.根据权利要求1所述的控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，其特征在于，所述曝气池DO浓度通过在线式DO值测定仪实时监测。3.根据权利要求1所述的控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，其特征在于，所述曝气池pH通过在线式pH值测定仪实时监测。4.根据权利要求1所述的控制生活污水硝化过程温室气体N2O产生量的方法，其特征在于，所述方法中硝化过程包括进水、好氧、缺氧、静沉、排水循环的运行方式。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏章，王淑莹，彭永臻，刘越，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：