生活污水一体化分散式处理装置

  生活污水一体化分散式处理装置
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 同位素测定方法

　　采用稳定同位素的方法对n2o产生途径进行分析.与其它技术相比,稳定同位素技术的优点在于使得生态和环境科学问题的研究能够定量化并且是在没有干扰(如没有放射性同位素的环境危害)的情况下进行.本试验采用isoprime100稳定同位素质谱分析系统对所集气体进行同位素分析,分析过程示意如图 2所示.具体步骤如下：抽空20 ml顶空瓶, 立即注入待测气体, 通过自动进样器用约25 ml·min-1的he气流将待测样品吹进含烧碱石棉的化学阱, 99.99%的co2被吸收. n2o和其他空气组分被捕集在-196℃的冷阱t2中.吹扫300s后, t2自动移出液氮罐, 并通过六通阀的转换, 将被分析组分转移至-196℃的t3冷阱内,转换阀的另一头与色谱柱相连接.待t3移出液氮容器即开始进行gc分析, 之后进行质谱分析, 用99.99%的n2o气体做参考气,测定结果用反硝化法得到的n2o标准气体校正,即用usgs32、usgs34和iaea-n1产生的标准气体校准样品n2o氮的bulk值和α值, 用usgs34,usgs35和iaea-n1产生的标准气体校准气体n2o氧的同位素值.终根据所得数据计算出15nbulk、15nα及sp值

　　1.4.4 n2o产生量及产生途径计算公式

　　n2o释放量和溶解态n2o浓度根据noda提供的方法计算, 见式(1).

(1)

　　式中, cproduced为n2o产生量(mg ·l-1); coff为试验过程释放到大气中的n2o浓度(mg ·l-1);cdis为溶解于水中的n2o浓度(mg ·l-1).

　n2o的产生途径计算公式见式(2)和(3)：

(2)

　　式中, δ15nα为15n在中心位(nα)的丰度(‰), 即14n15n16o; δ15nβ为15n在边位(nβ)的丰度(‰), 即15n14n16o.

(3)

　　式中, fnd为nh2oh氧化过程产生n2o所占比例(%); fnn为aob反硝化过程产生n2o所占比例(%);spnn为nh2oh氧化过程的sp值(‰); spnd为aob反硝化过程的sp值(‰).

　　2 结果与讨论2.1 不同溶解氧条件下短程硝化过程n2o释放量

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　　生物脱氮过程中所产生的n2o在系统内的转移与传递主要涉及两个过程：n2o的溶解和n2o的释放.n2o的溶解过程指微生物生成的气态n2o溶解于混合液中, 为气相到液相的传递;n2o的释放过程是指由于曝气吹脱或过饱和等原因溶解态n2o从混合液中释放到大气中, 为液相到气相间的传递.目前,研究较多的是不同运行条件对短程硝化过程中n2o释放量的影响, 虽然n2o可能通过以上途径产生,但是对于不同条件下短程硝化过程n2o的产生途径及各个途径所占的比例研究较少, 本研究采用稳定同位素的方法对n2o产生途径进行分析,通过批次试验的方式, 分析不同溶解氧条件下短程硝化过程n2o释放量及产生途径, 从其产生来源提出n2o减量化的控制措施.

　　1 材料与方法1.1 试验装置

　　本试验装置如图 1所示, 反应器内装有从稳定运行短程sbr反应器内取出的活性污泥, 外加试验所需的模拟废水,顶部用橡胶塞密封, 并开有5个直径不同的小孔,分别为do和ph探头孔及曝气、取水样、集气孔.反应器总体积1 l, 有效容积0.7 l.反应器置于恒温磁力搅拌器上,维持池体内温度为25℃, 并用磁力转子搅拌, 使池体内处于混匀状态.

　　1.2 试验污泥与水质

　　批次试验所用污泥取自稳定运行短程sbr内活性污泥, 本批次试验用水为人工配水, 即向蒸馏水中添加所需物质,根据试验目的不同, 配置相应的微量元素溶液和营养液.配水主要成分(mg ·l-1)为: kh2po4 27, cacl2 136,mgso4 ·7h2o 20, nahco3 150, (nh4)2so4(按需配制).微量元素Ⅰ、Ⅱ浓度为：1.0 ml·l-1.微量元素Ⅰ组成(g ·l-1)为：edta 5, feso4 5;微量元素Ⅱ组成(g ·l-1)为：edta 15,cuso4 ·5h2o 0.25, znso4 ·7h2o 0.43, h3bo4 0.014, mncl2 ·4h2o 0.99,na2moo4 ·2h2o 0.22, cocl2 0.24.