污水生物处理过程氧化亚氮的形成机理及减量策略研究进展

摘要

在“碳中和”的大背景下,污水生物处理过程中氧化亚氮(N_(2)O)的释放已经引起了人们的广泛关注,探究N_(2)O的产生机理和寻找缓解N_(2)O释放的策略也成为研究的热点.分析污水处理过程中能够产生N_(2)O的微生物及其特性,以及硝化过程和反硝化过程N_(2)O的产生机理,并从N_(2)O释放影响因素的角度总结缓解污水生物处理过程中N_(2)O释放的策略.随着对N_(2)O产生和消耗的研究不断深入,N_(2)O缓解释放的策略不再局限于工艺参数优化,微生物群落结构调控和完全反硝化过程强化也成为N_(2)O减排策略研究的热点.生物处理硝化过程不能消耗N_(2)O,只能通过减少N_(2)O产生的方式来降低N_(2)O的排放;与硝化不同,N_(2)O是反硝化过程的中间产物,这也就意味着反硝化过程能够消耗N_(2)O,因此反硝化过程作为N_(2)O的汇已经成为共识,如何有效促进反硝化过程是N_(2)O减量的重要途径.因此,可以通过改变微生物群落结构提高氧化亚氮还原酶(NOS)基因丰度来提升N_(2)O还原效率,添加生物炭调节电子分配实现完全反硝化过程,利用石墨烯促进反硝化酶活性提高N_(2)O的消耗等,以实现污水生物处理N_(2)O的减量排放.