随着全球变暖趋势的日益加剧，对温室气体的减排已经引起了国际社会的广泛关注。N2O是三种重要的温室气体(CO2、CH4、N2O)之一，其温室效应是CO2的300倍，它也是21世纪引起臭氧层空洞的主要物质。随着水体富营养化的日益加剧，污水排放需要达到脱氮除磷要求，但是近年来发现，污水生物脱氮过程也是N2O产生的重要人为源之一。因此，积极的研究污水生物脱氮过程N2O产生的相关途径及机理，并寻求污水脱氮过程N2O减排方法，具有十分重要的现实意义。　　本课题以实际生活污水为研究对象，利用序批式反应器(Sequencing batchreactor)，较为全面的考察了污水硝化过程N2O产生的可能途径和相关机理;首次考察了pH与DO对硝化过程N2O产生的协同影响;首次研究了盐度对短程硝化过程N2O产生的影响，并对相关机理进行了探讨;向实际生活污水中投加不同电子受体类型及其组合，首次研究了生活污水生物脱氮反硝化过程中电子竞争对N2O产生的影响;考虑到单一影响因素无法全面反应反硝化过程中参数的变化，首次考察了COD/N与pH对短程硝化反硝化过程中N2O产生的协同影响。　　向不同脱氮过程中（短程硝化过程、全程硝化过程）投加化合物及其组合，对硝化过程N2O产生的机理及产生途径进行了研究，结果发现在硝化过程中，NH4+-N和NH2OH是氨氧化菌将NO2-自养反硝化为N2O的电子来源，当NH4+-N和NH2OH氧化完毕时，即使系统中存在较高的NO2-，N2O也将不在产生;当NH4+或NH2OH初始浓度相近且没有被氧化完毕时，以NO2-为硝化终产物的AOB富集系统会产生更多的N2O，且NO2-的浓度越高，N2O产生越多，而对于传统全程硝化系统，由于亚硝酸盐氧化菌NOB的大量存在，N2O的产生量和NO2-、NO3-的生成量无关，仅取决于进水NH4+的多少;在AOB富集系统中，N2O主要产生于自养反硝化作用，而在传统全程脱氮系统中，自养反硝化作用非常弱;增加DO能够减少NH4+氧化过程N2O的产生，却能提高NH2OH氧化过程N2O的产量;在有可利用COD的硝化过程中，由异养反硝化作用产生的N2O同样不容忽视，但是增加DO可以有效降低由异养反硝化作用产生的N2O; NH2OH在水中可以和O2发生纯化学反应生成少量N2O，加入NO2-时，N2O产量增加，且在pH＜7时N2O增加较为明显。　　污水处理硝化过程总是伴随着DO的持续消耗和pH持续升高的过程，研究DO与pH对硝化过程N2O产生的共同影响更有实际意义。利用SBR反应器，通过控制DO分别为0.5mg/L、1.0mg/L、2.0mg/L、3.0mg/L，调节pH分别在6、6.5、7、7.5、8、8.5，对DO与pH对硝化过程N2O产生的协同影响进行了考察，结果表明较高的DO和pH条件可有效减少N2O的排放，当DO=3.0mg/L、pH=8.5时N2O有最小的积累率，仅为2％; NH4+的存在是硝化过程N2O产生的先决条件，当NH4+被氧化完全时即使NO2-浓度较高也不会继续产生N2O;高pH条件可以提高NO2-生成率并降低N2O积累率，pH在8.5时的NO2--N具有最大生成率，为77％; pH是影响N2O排放的直接因素，因pH改变引起的FA与FNA的变化与N2O的排放没有相关性;假设认为pH可影响NH2OH氧化过程所提供的电子的流向，在高pH下电子主要用于H+和O2的结合过程(O2+4H++4e-=2H2O)，使得积累的NO2--N无法得电子进行反硝化，而较高的DO亦可优先于NO2--N得到更多的电子，造成N2O产生量的降低。　　含盐废水属于进水水质的范畴，已有文献中对盐度影响下N2O的产生尤其是相应机理的报道较为少见。以实际生活污水及短程硝化污泥为研究对象，对盐度影响下的短程硝化过程N2O的产生及机理进行的考察。结果发现，盐度的提高降低了系统反应过程中NH4+的氧化速率和NO2-的生成速率;盐度的提高增加了NH4+氧化和NH2OH氧化过程中N2O的产生量，并降低了羟胺氧化过程中NO2--N的生成速率;羟胺氧化过程N2O的总产生量比氨氮氧化过程N2O的总产生量少，这可能是由于在羟胺氧化过程中可能有更多的NO2-被还原为N2而不是N2O;在有可利用有机物的短程硝化过程中，由异养菌的异养反硝化作用产生的N2O同样不容忽视，且盐度的增加可使得异养反硝化作用产生的N2O的量增加。盐对N2O还原酶的抑制作用可能是造成N2O产生量升高的主要原因。　　目前，已有研究主要认为较小的COD/N是导致污水反硝化过程中N2O产生的关键因素，但是有少部分研究发现即使在较低COD/N下也没有发生N2O的累积。本研究利用SBR反应器，以实际生活污水为研究对象，考察了不同COD/N下各类电子受体类型（NO3-、NO2-、N2O及其组合）中氮氧化物的还原情况，进而探索反硝化过程中N2O产生的机理。结果表明，在反硝化过程中，NO3-还原酶(Nar)、NO2-还原酶(Nir)、NO还原酶(Nor)以及N2O还原酶(Nos)均会发生对电子的竞争;4种氮素还原酶对电子的竞争既会出现在碳源充足时，也会出现在碳源受限时;COD/N的增加能够提高电子受体的还原速率和电子消耗速率，但是在电子竞争环境下，N2O是否会发生积累取决于电子在Nos上分布的多少而不是COD/N的高低。　　利用SBR反应器，通过投加乙醇控制COD/N为0、1.5、3、4.5，调节pH值分别在6、7、8，反硝化初始投加NO2--N为30mg/L，考察了缺氧条件下COD/N与pH值对短程硝化反硝化过程中N2O产量的影响。结果表明，低COD/N可以造成N2O持续较高的逸出，N2O最大产生量为2.35mg/L;低pH值条件下增加了N2O的积累，pH值在6时的N2O积累量是pH在7、8时的800倍;高COD/N和高pH值下的N2O产生速率最小，而当pH=6，COD/N=0时，N2O产生速率最大，为2.35×10-3mgN/(mgMLSS·L·h)。其原因是:N2O还原酶争夺电子的能力较弱，充足的电子供体有利于N2O的还原;低pH值可影响微生物的代谢，且在H+存在时产生的游离亚硝酸(HNO2)对N2O还原酶具有抑制作用。充足的碳源和碱性条件，是降低短程硝化反硝化过程中N2O产量的关键因素。