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随着经济的快速发展,水环境中的氮污染问题日益严重。传统的生物脱氮工艺由于运行复杂且占地面积大,限制了其推广和应用。短程同步硝化反硝化工艺(ShortcutSimultaneousNitrificationandDenitrification,短程SND)具有节约碳源、节省曝气、减少剩余污泥量等优点,是一种极具发展潜力的新型脱氮工艺。然而,短程SND工艺的实现条件苛刻,可能导致温室气体N2O的大量释放。本研究采用自制序批式气升环流反应器建立短程SND体系,探索其脱氮及N2O释放特征,以期为该工艺的运行优化提供依据。首先,在全程SND的基础上,通过将进水pH值由7.0提高到8.3,从而增加反应器中游离氨(FreeAmmonia,FA)浓度,可以实现全程SND向短程SND转变。以全程SND过程为参照,分析了短程SND过程的脱氮及N2O释放特性。结果表明,短程SND过程的平均总氮去除率及SND效率分别比全程SND提高了18.0和16.8个百分点,短程SND的平均总氮去除速率是全程SND的1.4倍。然而短程SND体系的N2O平均转化率为57.1%,N2O平均累积释放量约为全程SND过程的5倍。N2O的释放量急剧上升与体系中NO2--N的积累浓度升高密切相关。其次,考察了溶解氧对短程SND体系的脱氮及N2O释放规律的影响。结果表明,DO浓度在0.52.0mg·L-1范围内,降低DO浓度可提高反应器的脱氮效果,但同时降低了反应器的脱氮速率。N2O的转化率随DO浓度下降而下降,DO浓度由2.0mg·L-1下降为0.5mg·L-1时,N2O的平均转化率可由71.2%下降至44.5%。反硝化菌反硝化是短程SND体系中N2O的重要产生途径。综合考虑提高反应器的脱氮效果和脱氮速率及降低N2O转化率的要求,短程SND体系运行的最佳DO浓度范围为0.81.2mg·L-1。最后,通过改变体系的碳源种类和碳氮比,研究了碳源对短程SND体系脱氮及N2O释放规律的影响。结果表明,碳源种类对短程SND体系的脱氮效果和N2O转化率有重要影响。在葡萄糖、麦芽糖和淀粉三种碳源中,以葡萄糖为碳源时反应器的脱氮效果最好,N2O转化率最低;以淀粉为碳源时反应器的脱氮效果最差,N2O转化率最高。以葡萄糖为碳源,增加碳氮比可提高反应器的总氮去除率和SND效率,并降低N2O转化率。然而,当碳氮比上升到9时,氨氮去除率和总氮去除率出现波动并开始下降,考虑反应器稳定运行及节约碳源的需要,7为最佳碳氮比。碳氮比为7时,反应器的平均氨氮去除率、总氮去除率、SND效率和N2O平均转化率分别为100%、79.1%、88.2%和15.7%。上述研究表明,虽然短程SND工艺具有较高的脱氮效率,但该体系N2O释放量较高;通过溶解氧和碳源等关键工艺条件的优化控制,可使短程SND体系实现在高效脱氮同时减小N2O释放。