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        N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)

        2016-12-01 02:56:34肖芃穎張代鈞重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院重慶400054重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室重慶40000重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院礦業(yè)與環(huán)境工程學(xué)院重慶40007
        中國(guó)環(huán)境科學(xué) 2016年9期
        關(guān)鍵詞:估計(jì)值亞硝酸鹽硝化

        肖芃穎,張代鈞,蔡 慶(1.重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,重慶 400054;.重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 40000;.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,礦業(yè)與環(huán)境工程學(xué)院,重慶 40007)

        N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)

        肖芃穎1*,張代鈞2,蔡 慶3(1.重慶理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,重慶 400054;2.重慶大學(xué)煤礦災(zāi)害動(dòng)力學(xué)與控制國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,重慶 400030;3.重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,礦業(yè)與環(huán)境工程學(xué)院,重慶 400037)

        為聯(lián)氨(N2H4)強(qiáng)化全自養(yǎng)脫氮(CANON, completely autotrophic nitrogen removal over nitrite)工藝性能研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),本研究將好氧氨氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)表達(dá)分為兩步,于氨(NH4+)氧化生成羥胺(NH2OH)步添加啟動(dòng)函數(shù)ae-bSNH2OH用于模擬好氧氨氧化啟動(dòng)加速階段,建立N2H4抑制好氧氨氧化與亞硝酸鹽(NO2-)氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型;采用呼吸測(cè)量法進(jìn)行硝化污泥呼吸批次試驗(yàn),分別得到 NH2OH氧化生成NO2-和NH4+氧化生成NO2-的好氧氨氧化菌(AOB)產(chǎn)率系數(shù)[YN H2OH=(0.437±0.129)mgCOD/mgN,YNH4+=(0.324±0.0123)mgCOD/mgN]及亞硝酸鹽氧化菌(NOB)產(chǎn)率系數(shù)[YNO=(0.222±0.0112)mgCOD/mgN];基于N2H4抑制動(dòng)力學(xué)模型模擬硝化污泥外源性呼吸剖面線首次得到N2H4好氧氧化半飽和常數(shù)[KS,N2H4=(7.96±0.811)mgN/L],N2H4抑制好氧氨氧化和亞硝酸鹽氧化的動(dòng)力學(xué)常數(shù)[KI,HON=(7.88±0.783)mgN/L, KI,NO=(1.223±0.555)mgN/L].

        N2H4;好氧氨氧化;亞硝酸鹽氧化;呼吸測(cè)量;動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)

        聯(lián)氨(N2H4)作為厭氧氨氧化菌(AnAOB)代謝中間產(chǎn)物,能夠強(qiáng)化厭氧氨氧化[1-2].但是,在全自營(yíng)養(yǎng)脫氮(CANON)系統(tǒng)中,投加微量N2H4對(duì)好氧氨(NH4+)氧化及亞硝酸鹽(NO2-)氧化存在抑制作用[3].N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)類型分別為競(jìng)爭(zhēng)性與非競(jìng)爭(zhēng)性[4].添加N2H4抑制純培養(yǎng)硝化細(xì)菌菌株發(fā)現(xiàn),抑制75%好氧氨氧化菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化菌(NOB)活性的N2H4濃度分別為1.8×10-3mol和1.5×10-3mol,N2H4對(duì) NOB的毒性作用較 AOB相比更為強(qiáng)烈

        [5].

        呼吸測(cè)量方法已被廣泛運(yùn)用于廢水生物處理過(guò)程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定[6-10],也被利用于定量評(píng)估基質(zhì)毒性或者研究抑制動(dòng)力學(xué)等[11-12].本研究采用呼吸測(cè)量方法進(jìn)行硝化污泥呼吸批次試驗(yàn),研究微量 N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì),為微量N2H4強(qiáng)化CANON過(guò)程動(dòng)力學(xué),優(yōu)化CANON反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)與條件提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),即通過(guò)控制CANON系統(tǒng)內(nèi)N2H4水平,強(qiáng)化厭氧氨氧化 (ANAMMOX) 和抑制亞硝酸鹽氧化同時(shí)降低對(duì)好氧氨氧化的負(fù)面影響,提高CANON反應(yīng)器脫氮性能.

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)裝置,污水及污泥

        呼吸試驗(yàn)污泥取自實(shí)驗(yàn)室穩(wěn)定運(yùn)行的硝化序批式反應(yīng)器(SBR). 反應(yīng)器以(NH4)2SO4為基質(zhì),NaHCO3為無(wú)機(jī)碳源,C:N:P為 65:5:1[13]配制合成廢水. 1L合成廢水加入1mL微量元素液,微量元素液主要組分為:ZnSO4·7H2O,0.43g/L; CoCl2·6H2O,0.24g/L;FeSO4·7H2O,5.0g/L;CaCl2· 2H2O,4.2g/L;MnCl2·4H2O,0.99g/L;CuSO4·5H2O,0.25g/L;MgSO4·7H2O,5.0g/L;(NH4)6Mo7O24·4H2O,1.1g/L;NiSO4.6H2O,0.21g/L;H3BO4,0.014g/L;EDTA,15.0g/L.硝化SBR運(yùn)行過(guò)程pH只通過(guò)在配水中加入NaHCO3控制在7.0~8.5范圍內(nèi), DO濃度通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)控制空氣曝氣速率保持≥2mg/L,水浴加熱使反應(yīng)器內(nèi)溫度保持在(25±1)℃.

        1.2 呼吸批次試驗(yàn)

        本研究呼吸試驗(yàn)中氧消耗速率(OUR)由實(shí)驗(yàn)室自行研發(fā)的新型混合呼吸測(cè)量?jī)x[9]測(cè)定.設(shè)計(jì)9組呼吸批次試驗(yàn),表1為試驗(yàn)條件.為保證試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定可靠,每次呼吸試驗(yàn)開(kāi)始前向反應(yīng)池中加入硝化反應(yīng)器出水階段污泥,打開(kāi)呼吸測(cè)量?jī)x好氧曝氣至硝化污泥進(jìn)行穩(wěn)定內(nèi)源呼吸后開(kāi)始試驗(yàn).呼吸試驗(yàn)過(guò)程中,分別加入0.35gNaHCO3,0.25mLKH2PO4儲(chǔ)備液和0.5mL微量元素溶液及每組試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的基質(zhì)與抑制劑.呼吸試驗(yàn)過(guò)程保持DO濃度≥4mg/L;初始pH值通過(guò)滴加1mol/L的HCl或NaOH調(diào)節(jié)為7.5±0.5;溫度通過(guò)呼吸儀裝置水浴加熱功能控制在(26±0.5)℃.

        表1 呼吸批次試驗(yàn)條件Table 1 Respirometric experimental conditions

        1.3 動(dòng)力學(xué)模型建立

        好氧氨氧化過(guò)程是在氨單加氧酶(AMO)和羥胺氧化還原酶(HAO)催化作用下進(jìn)行的兩步生物反應(yīng)過(guò)程:AMO催化 NH4+氧化為羥胺(NHOH), HAO進(jìn)一步催化NHOH氧化為NO-.

        222后一步反應(yīng)過(guò)程釋放的4個(gè)電子中,一部分回流至AMO酶為NH4+氧化分步提供能量,另一部分則用于維持細(xì)胞合成[14-15].Chandran等[7]通過(guò)硝化污泥間歇試驗(yàn)證明好氧氨氧化過(guò)程中,NH4+氧化分步與 NH2OH氧化分步緊密相連,其假設(shè)催化NH2OH氧化過(guò)程的HAO酶通過(guò)提供一個(gè)驅(qū)動(dòng)AMO酶活性的還原當(dāng)量致使AMO能夠最大程度加速催化NH4+氧化分步的進(jìn)行.已有學(xué)者提出將好氧氨氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)考慮為與NH2OH關(guān)聯(lián)的兩步表達(dá)形式[16].本研究基于上述文獻(xiàn)分析,結(jié)合實(shí)驗(yàn)視角,于NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程動(dòng)力學(xué)表達(dá)中添加一項(xiàng)啟動(dòng)函數(shù)ae-bSNH2OH模擬好氧氨氧化過(guò)程啟動(dòng)加速階段,建立好氧氨氧化兩步及亞硝酸氧化動(dòng)力學(xué)模型(見(jiàn)表2).好氧氨氧化初始階段,SNH OH=0mgN/L,此時(shí)ae-bSNH2OH=a (a≠0)

        2為一個(gè)常數(shù),NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程啟動(dòng);隨著 反 應(yīng) 進(jìn) 行 ,SNH2OH≠0mgN/L,a e-bSNH2OH<a,NH2OH 濃度增加,ae -bSNH2OH值逐漸減小,此時(shí)NH4+氧化分步速率受 NH2OH氧化分步速率的影響;當(dāng)NH2OH濃度累積足夠大時(shí),ae -bSNH2OH趨近于0.在此基礎(chǔ)上,基于N2H4競(jìng)爭(zhēng)性抑制好氧氨氧化以及非競(jìng)爭(zhēng)性亞硝酸鹽氧化[4],建立N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)模型(見(jiàn)表 3).采用 AQUASIM軟件[17]進(jìn)行模型擬合及動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì).

        表2 未添加N2H4下好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)模型Table 2 Kinetics models of aerobic ammonium oxidation and nitrite oxidation without N2H4addition

        表3 添加N2H4下好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)模型Table 3 Kinetics models of aerobic erobic ammonium oxidation and nitrite oxidation with N2H4addition

        1.4 取樣與分析

        呼吸批次試驗(yàn)的外源OUR值等于呼吸測(cè)量?jī)x測(cè)得的總OUR值減去內(nèi)源OUR值.每組呼吸試驗(yàn)均重復(fù)3次.每組呼吸試驗(yàn)測(cè)定的揮發(fā)性污泥濃度(MLVSS)用于表征試驗(yàn)污泥的總生物量濃度,每組呼吸試驗(yàn)的AOB或NOB生物量濃度(XAOB,XNOB)根據(jù)已測(cè)得的總生物量濃度參照文獻(xiàn)[18]報(bào)道的方法估算求得(表 1).模型模擬依據(jù)表1中試驗(yàn)順序進(jìn)行.

        2 結(jié)果與討論

        2.1 模型模擬及參數(shù)估計(jì)

        基于呼吸試驗(yàn)1,2,3所得外源性O(shè)UR曲線,參考文獻(xiàn)[19]報(bào)道的方法,得到 NH4+氧化生成NO2-過(guò)程與NH2OH氧化生成NO2-過(guò)程的AOB產(chǎn)率系數(shù)(YNH4+,YNH2OH), NOB產(chǎn)率系數(shù)YNO,模擬硝化污泥批次試驗(yàn)外源呼吸剖面線得到各反應(yīng)過(guò)程動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)值均見(jiàn)表4所示.圖1為實(shí)測(cè)與擬合的OUR剖面線.

        其中,圖1(a)~圖1(c)表示未添加N2H4下好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化過(guò)程外源性O(shè)UR曲線:圖1(a)為NO-氧化過(guò)程;圖1(b)為NHOH氧化生成NO-

        223過(guò)程;圖1(c)為NH4+氧化生成NO3-過(guò)程.圖1(d)~圖1(g)表示添加 N2H4下好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化過(guò)程外源性O(shè)UR曲線:圖1(d)為N2H4好氧氧化過(guò)程;圖1(e)為N2H4影響下NO2-氧化過(guò)程;圖1(f)為N2H4影響下NH2OH氧化生成NO3-過(guò)程;圖1(g)為N2H4影響下NH4+氧化生成NO3-過(guò)程.

        表4 計(jì)量學(xué)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)值Table 4 Estimated stoichiometry and kinetics parameters

        圖1 實(shí)測(cè)及模擬的呼吸批次試驗(yàn)外源性O(shè)UR曲線Fig.1 Measured and simulated exogenous OUR profiles for respirometric tests

        2.2 參數(shù)估計(jì)值分析

        本研究將好氧氨氧化過(guò)程分為兩步,基于呼吸測(cè)量法分別得到NH2OH氧化為NO2-和NH4+氧化為NO2-的AOB產(chǎn)率系數(shù)YNH2OH和YNH4+(表4).YNH4+

        值雖大于文獻(xiàn)報(bào)道的范圍(0.03~0.13mgVSS/mgN)[20],但與其余部分報(bào)道結(jié)果在同一濃度水平[8,18].本研究YNH2OH值與Ni等[15]報(bào)道的結(jié)果在同一濃度水平.NOB產(chǎn)率系數(shù)YNO(表4)與 Sharma等[21]報(bào)道的 0.1mgCOD/ mgNOD(0.114mgCOD/mgN)這一結(jié)果在同一濃度水平,但大于文獻(xiàn)報(bào)道的范圍(0.02~ 0.07mgVSS/ mgN)[22].理論上AOB和NOB的實(shí)際產(chǎn)率是一個(gè)較為穩(wěn)定的值,若微生物生長(zhǎng)環(huán)境存在差異,會(huì)導(dǎo)致分配于細(xì)胞生長(zhǎng)和維持細(xì)胞代謝的能量有所不同,測(cè)得的表觀產(chǎn)率系數(shù)就會(huì)在很大的范圍內(nèi)波動(dòng)[22].本研究采用較高濃度的 NH4+-N(500mgN/L)基質(zhì)運(yùn)行硝化反應(yīng)器,致使富集的AOB及 NOB可能在分解代謝中獲得的能量大部分用于了細(xì)胞生長(zhǎng),少部分利用于維持細(xì)胞代謝,故測(cè)得的細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)略高于文獻(xiàn)報(bào)道值.當(dāng)NH2OH替代NH4+-N作為基質(zhì)時(shí),由于缺少 AMO活性,使得呼吸過(guò)程中可以獲得更多NH2OH氧化途徑產(chǎn)生的有效電子[7].因此本研究中YNH2OH值大于YNH4+值,NH4+-N為基質(zhì)的好氧氨氧化過(guò)程存在NH2OH的部分流失.

        添加N2H4前后,NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程的最大比 NH4+-N 利用速率 qmax,NH4均小于Chandran等[18]報(bào)道的結(jié)果.微生物自身生長(zhǎng)條件(如溫度,堿度等對(duì)于微生物生長(zhǎng)影響較直接的因素),污泥微生物用于保持細(xì)胞活性所需能量的不同均會(huì)導(dǎo)致微生物比生長(zhǎng)速率出現(xiàn)差異[23].好氧氨氧化過(guò)程添加 N2H4,競(jìng)爭(zhēng)性抑制 NH2OH氧化,導(dǎo)致NH2OH累積減少了回流至NH4+氧化分步的電子,間接抑制了AMO活性,最終降低NH4+氧化速率[24].由表4可以看出,添加N2H4后的qmax,NH4+小于未添加N2H4條件下的該參數(shù)估計(jì)值, NH2OH氧化生成NO2-過(guò)程的AOB最大比生長(zhǎng)速率 μ?max,HON值均在文獻(xiàn)報(bào)道范圍內(nèi)(0.019~0.092h-1)[20,25],添加 N2H4后的 μ?max,HON值略小于未添加 NH時(shí)的該參數(shù)估計(jì)值;NO-氧

        242

        化過(guò)程的NOB最大比生長(zhǎng)速率 μ?max,NO值均在文獻(xiàn)報(bào)道范圍內(nèi)(0.012~0.06h-1)[26];N2H4非競(jìng)爭(zhēng)性抑制NO2-氧化,微生物比生長(zhǎng)速率降低,故添加N2H4后的 μ?max,NO值小于未添加 N2H4時(shí)的該參數(shù)估計(jì)值.

        本研究添加 N2H4前后,好氧氨氧化兩步生物反應(yīng)過(guò)程的NH2OH半飽和常數(shù)KS,NH2OH分別為(0.802±0.161)mgN/L 和(0.870±0.359)mgN/L,均小于Ni等[16]報(bào)道的結(jié)果,但大于Chandran等[7]報(bào)道的 NH2OH半飽和常數(shù)估算值.NO2-氧化過(guò)程的NO2--N 半飽和常數(shù) KS,NO2分別為(1.13± 0.0796) mgN/L和(1.24±0.113) mgN/L,均小于Wiesmann[27]報(bào)道的結(jié)果,但大于 Chandran等[19]報(bào) 道 的 NO2--N 半 飽 和 常 數(shù) 值 [(0.73± 0.1)mgNOD/L,即(0.64±0.09) mgN/L].

        AOB及 NOB生長(zhǎng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)值波動(dòng)范圍廣泛,反應(yīng)器運(yùn)行條件及廢水性質(zhì)的不同均會(huì)造成微生物生長(zhǎng)環(huán)境相異,影響微生物反應(yīng)過(guò)程各動(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定及模擬結(jié)果[24].本研究目的是為了更好闡述 N2H4對(duì)高 NH4+-N條件下CANON系統(tǒng)中好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)特性的影響,所以運(yùn)行高 NH4+-N硝化反應(yīng)器富集AOB和NOB,致使本研究中部分動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)值與文獻(xiàn)報(bào)道結(jié)果有所區(qū)別.理論上,N2H4競(jìng)爭(zhēng)性抑制好氧氨氧化,添加N2H4前后的 μ? 不變,KS,NHOH變??;非競(jìng)爭(zhēng)性抑制NO-

        max,HON22氧化,添加N2H4前后的 μ? 變小,KS,NO不變[28].

        max,NO2但是本研究實(shí)際模擬的上述動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)值與理論分析不盡相同,可能的原因是:本研究中呼吸試驗(yàn)過(guò)程外加N2H4抑制劑濃度與基質(zhì)濃度接近,使得抑制劑濃度相對(duì)較高,過(guò)分抑制了基質(zhì)氧化過(guò)程,給相關(guān)動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)帶來(lái)一定誤差.

        本研究首次模擬得到N2H4抑制好氧氨氧化和亞硝酸鹽氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)常數(shù)KI,HON, KI,NO以及N2H4好氧氧化過(guò)程半飽和常數(shù)KS,N2H4與最大比N2H4利用速率qmax,N2H4的估計(jì)值(表4),為N2H4在強(qiáng)化CANON過(guò)程中的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù).有研究報(bào)道部分亞硝化過(guò)程中出現(xiàn)N2H4濃度增加的現(xiàn)象,推測(cè)與 AOB生長(zhǎng)代謝過(guò)程有關(guān),AnAOB可能不是N2H4產(chǎn)生的唯一來(lái)源[29].N2H4影響AOB細(xì)胞生長(zhǎng)有待進(jìn)一步研究.

        本研究在NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程動(dòng)力學(xué)表達(dá)式中添加啟動(dòng)函數(shù) ae-bSNH2OH,基于動(dòng)力學(xué)參數(shù)靈敏度分析結(jié)果[30]可知,啟動(dòng)函數(shù)中常數(shù)a,b對(duì)N2H4抑制條件下NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程動(dòng)力學(xué)模擬沒(méi)有顯著影響.所以,添加 N2H4條件下,啟動(dòng)函數(shù)中的 a,b常數(shù)作為經(jīng)驗(yàn)值直接引用未添加N2H4下的結(jié)果(見(jiàn)表4).啟動(dòng)函數(shù)的提出為硝化及 CANON過(guò)程的動(dòng)力學(xué)研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和新思路.

        3 結(jié)論

        3.1 將好氧氨氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)表達(dá)分為兩步,于NH4+氧化生成NH2OH過(guò)程動(dòng)力學(xué)表達(dá)式中添加啟動(dòng)函數(shù)ae-bSNH2OH模擬好氧氨氧化過(guò)程啟動(dòng)加速階段,建立 N2H4抑制好氧氨氧化及亞硝酸鹽氧化動(dòng)力學(xué)模型.

        3.2 采用呼吸測(cè)量法得到NH2OH氧化為NO2-和NH4+氧化為NO2-的 AOB產(chǎn)率系數(shù) YNH2OH,YNH4+分別為(0.437±0.129)mgCOD/mgN和(0.324± 0.0123)mgCOD/mgN,以及 NOB產(chǎn)率系數(shù) YNO=(0.222±0.0112) mgCOD/mgN.

        3.3 基于 N2H4抑制動(dòng)力學(xué)模型,擬合硝化污泥外源性呼吸剖面線,首次獲得以下動(dòng)力學(xué)參數(shù)估計(jì)值:N2H4好氧氧化過(guò)程的N2H4半飽和常數(shù) KS,N2H4

        =(7.96±0.811)mgN/L,最大比 N2H4利用速率 qmax,N2H4=(0.0916±0.0188)mgN/mgCOD/ h,N2H4抑制好氧氨氧化和亞硝酸鹽氧化過(guò)程動(dòng)力學(xué)抑制常數(shù) KI,HON=(7.88±0.783)mgN/L,KI,NO=(1.223±0.555)mgN/L,以及啟動(dòng)函數(shù)常數(shù)a=1.91± 0.747, b=1.29±0.806.

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        致謝:本論文的動(dòng)力學(xué)模擬由重慶工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院蔡慶博士協(xié)助完成,在此表示感謝;同時(shí)也感謝重慶大學(xué)盧培利教授、姚宗豹博士、彭淑嬋博士、曾善文博士等在實(shí)驗(yàn)中給予的幫助.

        Respirometric estimation of kinetics parameters for ammonium and nitrite oxidation under inhibition by N2H4.

        XIAO Peng-ying1*, ZHANG Di-jun2, CAI Qing3(1.School of Chemical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China;2.State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control, Chongqing University, Chongqing 400030, China;3.Mining and Environmental Engineering, Chongqing Vocational Institute of Engineering, Chongqing 400037, China). China Environmental Science, 2016,36(9):2709~2715

        The kinetic of CANON (completely autotrophic nitrogen removal over nitrite) process strengthened by trace hydrazine (N2H4) was investigated to provide fundamental data for further research and engineering application. Aerobic ammonium (NH4+) oxidation was divided into two steps, NH4+oxidation to hydroxylamine step and hydroxylamine oxidation to nitrite step, and a startup function ae-bSNH2OHwas added to the former step to describe the kinetic process of statup phase. Kinetics models for NH4+and nitrite (NO2-) oxidation under N2H4inhibition was established and calibrated with the oxygen uptake rate (OUR) obtained in the respirometric tests. The biomass yield coefficients of AOB for NH2OH oxidation to NO2-(YN H2OH) and NH4+oxidation to NO2-(YNH4+) are estimated as (0.437±0.129)mgCOD/mgN and(0.324±0.0123)mgCOD/mgN, respectively. The biomass yield coefficient of NOB (YNO) is estimated as(0.222±0.0112)mgCOD/mgN. The half-saturation coefficient for N2H4oxidation [KS,N2H4=(7.96±0.811)mgN/L], and kinitic inhibitor coefficients for NH4+and NO2-oxidation by N2H4[KI,HON=(7.88±0.783)mgN/L,KI,NO=(1.223± 0.555)mgN/L, respectively] were first obtained by simulating the exogenous OUR profiles obtained in respirometric tests of nitrifying sludge at first time.

        N2H4;ammonium oxidation;nitrite oxidation;respirometry;kinetics parameters estimation

        X703

        A

        1000-6923(2016)09-2709-07

        2016-01-19

        重慶市自然科學(xué)基金(CSTC2013JJB20002);重慶理工大學(xué)科研啟動(dòng)項(xiàng)目(2014ZD36);重慶理工大學(xué)科研星火計(jì)劃項(xiàng)目(2015XH22)

        * 責(zé)任作者, 講師, xiaopengying36@163.com

        肖芃穎(1987-),女,重慶涪陵人,講師,博士,主要從事廢水生物處理技術(shù)等研究.發(fā)表論文8篇.

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