隨著全球變暖問題越來越受到人們的關注,減臭氧發生化學反應,從而破壞臭氧層。N2O的產生來源于自然過程和人為排放。自然排放源占57%,主要包括海洋和土壤微生物的活動;人為排放源占43%,主要包括農田氮肥施用、化石燃料燃燒、廢棄物和廢水生物轉化、生物質燃燒等。
生物脫氮是污水處理廠常見的脫氮工藝,N2O會在生物脫氮過程中產生。研究發現在硝化階段和反硝化階段都會產生N2O,硝化過程中N2O來自羥胺(NH2OH)少溫室氣體的排放和增加溫室氣體的吸收正成為研究熱點。氧化亞氮(N2O)是《聯合國氣候變化框架公約》京都議定書中規定控制的6種溫室氣體之一,其溫室效應作用力是二氧化碳(CO2)的298倍,N2O擴散進入平流層會與的不完全氧化,而反硝化過程中N2O作為反硝化的中間產物被釋放出來。雖然反硝化過程會造成N2O的釋放,但是完全反硝化過程可以將N2O還原為氮氣(N2),所以其也被認為是目前為止污水處理過程N2O唯一的匯。
生物脫氮過程離不開微生物的參與,能夠進行硝化反應的微生物包括氨氧化細菌(ammonia-oxidizingbacterium,AOB)、氨氧化古菌(ammonia-oxidizingarchaea,AOA)、亞硝酸鹽氧化菌(nitrite-oxidizingbacterium,NOB)以及厭氧氨氧化菌(Anammox)等,反硝化微生物主要包括好氧反硝化菌(aerobicdenitrifier)、自養反硝化菌(autotrophicdenitrifier)和反硝化聚磷菌(denitrifyingphosphate-removalbacterium,DPB)等。雖然反硝化被認為是污水處理N2O唯一的匯,但并不是所有反硝化菌都能夠將硝酸鹽完全反硝化為N2.很多反硝化菌由于缺乏氧化亞氮還原酶(nitrousoxidereductase,NOS),其反硝化只能進行到N2O這一步,這樣就造成了N2O的積累和釋放。典型缺乏NOS的反硝化細菌有紅球菌屬(Rhodococcus)、諾卡菌屬(Nocardioides)和放線菌屬(Actinomadura)等。如何提高具有NOS的反硝化菌活性和抑制缺乏反硝化還原酶系統的反硝化菌生長是緩解污水N2O釋放的重要措施。
目前關于污水處理過程中削減N2O的釋放策略主要圍繞兩個方面:一是通過調整運行
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