城市河流中碳源对同步硝化反硝化的影响

由图5可知:在该碳源浓度范围内，投加各碳源的反应器内反硝化率都不高，出现了不同程度的积累。对比图4发现，投加色氨酸的反应器，在氧化完全后仍持续有积累；投加腐殖酸的反应器，在2 h后产生量为氧化量的52%，且氧化完全后，浓度基本保持不变；投加乙醇和淀粉的反应器，浓度最小，且随着的降解，的浓度保持低速增长。这可能是因为色氨酸含氮丰富，可能在反应过程中释放出有机氮或无机氮，因此，投加色氨酸的反应器在2 h后氧化完全的情况下，仍然造成的持续积累，对SND进程造成阻碍。而投加腐殖酸的反应器在氧化完全后，

的浓度维持在相对稳定的水平，未进一步转化，说明腐殖酸的存在不会加重氮污染。

有文献指出：腐殖质既可以作为电子受体，也可以作为电子供体，因此在SND过程中可以作为电子穿梭体加速微生物对矿物、有机物的分解代谢，使得硝化反硝化反应加速进行。腐殖酸作为腐殖质的主要组分，可以促进SND的反应进程。4种反应器都出现一定程度的积累，是由于随着反应时间增加，反应器内的碳源浓度越来越低，导致反硝化过程所需的碳源提供不足，阻碍了反硝化过程的进行，因此北运河水体氮浓度超标受水体碳源不足的影响。

2.3DOM和有机碳源对SND系统脱氮性能的影响比较

投加相近碳元素浓度(5.5～6.5 mg/L)的情况下，SND系统反应周期内DOM和碳源对总氮去除情况如图6所示。

图6 投加DOM和有机碳源时TN浓度变化

可知：投加色氨酸的反应器出现TN浓度增大的现象。由于色氨酸是蛋白类物质，含有丰富的氮，可能经过一系列化学反应会释放出氮，造成TN的积累。

腐殖酸对TN的去除率为47.75%，仅次于易生物降解的碳源乙醇(TN去除率为51.43%)，说明腐殖酸作为水体DOM占比最大的有机物在水体除氮过程中起到了积极作用。反应中后期TN浓度出现0.2 mg/L的微弱回升现象，是因为腐殖酸作为反硝化细菌唯一的电子供体时，可以促进细菌对亚硝酸盐和N2O的还原，从而造成TN的积累回升。但由于水体氮的转化去除主要通过同步硝化反硝化作用，故TN回升程度微小。

4种碳源中，乙醇的总氮去除率最高，腐殖酸次之，色氨酸的去除率最低，易生物降解的碳源对TN的去除效果最好，水体中广泛存在的腐殖酸有利于TN去除；但水体中的色氨酸会加剧TN积累。投加腐殖酸、色氨酸的反应器后期TN又出现了回升，投加色氨酸的反应器更为明显，由于这两种DOM的代表碳源组成成分复杂，尤其是色氨酸含有丰富的氨基，可能在反应后期释放出一定量的氮，致使反应器后期TN呈现回升现象。

3结论

1)TN去除率随着C/N的增大而增大，投加易生物降解碳源乙醇时，TN去除率从49%(COD/N为6.5)上升至72%(COD/N为16)；投加慢速生物降解碳源淀粉时，反应时间内TN去除率从25%(C/N为6.5)上升至59%(C/N为16)。碳源不足是水体氮污染的重要原因，增加碳源投入，尤其是易生物降解有机碳源，可以提高SND效率，促进TN的去除。

2)乙醇、腐殖酸、色氨酸的硝化速率都能达到100%，而腐殖酸、色氨酸的硝化速率比较快，对硝化作用有更高效的促进效应。腐殖酸可以作为碳源促进TN的去除，加速SND进程；色氨酸含氮丰富，可能在反应过程中释放出氮，造成的持续积累，阻碍SND进程。

3)北运河水体氮浓度超标受碳源不足的影响，在实际河流水污染预防中，可以根据水体DOM的组成，对排入河流的污水保留一定的碳浓度进行合理处置。

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