摘要：通過控制生物膜系統(tǒng)溶解氧（DO）濃度分別為0.5~1mg/L（Ⅰ）、1~2mg/L（Ⅱ）、2~3mg/L（Ⅲ），研究在微污染城市河道水體中實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的可行性。研究表明，在3個(gè)系統(tǒng)中，化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（NH4+-N）和總氮（TN）的平均去除率分別穩(wěn)定在62.3%、38.6%和38.2%（工況Ⅰ），65.5%、59.4%和28.2%（工況Ⅱ），66.1%、77.3%和22.8%（工況Ⅲ）。

系統(tǒng)中各形態(tài)氮素含量及其變化情況分析表明，在具有一定NH4+-N去除率前提下，控制體系處于低DO濃度（<1mg/L），亞硝酸鹽氧化菌（NOB）生長及活性受到抑制，NO2--N明顯累積，經(jīng)反硝化作用直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓∟2），實(shí)現(xiàn)了微污染城市河道水體中的短程硝化反硝化。

隨著工業(yè)化和城市化的不斷發(fā)展，我國環(huán)境污染問題不斷凸顯，其中水資源污染問題越來越嚴(yán)重。根據(jù)《2011中國環(huán)境公報(bào)》全國地表水總體為輕度污染，湖泊（水庫）富營養(yǎng)化問題仍突出。作為城市重要組成部分的城市河道水體，大部分都受到了不同程度的污染，這對城市居民生活生產(chǎn)造成了巨大的影響。其中，導(dǎo)致水體污染的主要原因之一就是含氮污染物過量排放。

生物脫氮技術(shù)*)+通過硝化菌和反硝化菌的生理功能，將污水中各種形態(tài)的氮元素最終轉(zhuǎn)化為N2，從而達(dá)到脫氮作用。生物脫氮過程可分2種：以NO3-為電子受體的全程反硝化和以NO2-為電子受體的短程反硝化。其中，充足的碳源是反硝化菌高效脫氮的關(guān)鍵。

但是，城市河道污水中COD濃度較低，存在碳源不足的缺點(diǎn)。而短程硝化反硝化由于以NO2-為電子受體，不經(jīng)歷NO3-還原為NO2-階段，碳源消耗降低，可減小城市河道低碳源對脫氮的影響。此外，與傳統(tǒng)的全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化還具有降低能耗、縮短HRT、減少污泥產(chǎn)率等特點(diǎn)。

在脫氮過程中，可通過調(diào)控DO、溫度、污泥齡等參數(shù)抑制NOB的生長及活性，將硝化反應(yīng)控制在亞硝化階段，實(shí)現(xiàn)大量的NO2--N累積，進(jìn)而通過反硝化，直接將NO2--N轉(zhuǎn)化N2從水中去除，實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化。

生物膜技術(shù)具有微生物種群豐富、抗水質(zhì)波動(dòng)能力強(qiáng)和運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，在污水處理中得到廣泛應(yīng)用，且主要運(yùn)用于高濃度廢水。

本文以生物膜技術(shù)為基礎(chǔ)，通過控制系統(tǒng)DO濃度，測定水體中各種氮素形態(tài)的含量及變化情況，研究城市河道微污染水體中實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化的可行性，以期為河道污染水體原位修復(fù)工藝的工程化應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。

1材料和方法

1.1實(shí)驗(yàn)裝置

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