SBR工藝對(duì)含苯酚及氨氮廢水處理效能與機(jī)制的深度剖析一、引言1.1研究背景與意義隨著工業(yè)的快速發(fā)展，含苯酚及氨氮廢水的排放日益增多，給環(huán)境帶來(lái)了嚴(yán)重的威脅。含苯酚廢水主要來(lái)源于焦化廠、煤氣廠、石油化工廠、絕緣材料廠等工業(yè)部門，以及石油裂解制乙烯、合成苯酚、聚酰胺纖維、合成染料、有機(jī)農(nóng)藥和酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)過(guò)程。酚基化合物是一種原生質(zhì)毒物，可使蛋白質(zhì)凝固。當(dāng)水中酚的質(zhì)量濃度達(dá)到0.1-0.2mg/L時(shí)，魚(yú)肉即有異味，不能食用；質(zhì)量濃度增加到1mg/L，會(huì)影響魚(yú)類產(chǎn)卵；含酚5-10mg/L，魚(yú)類就會(huì)大量死亡。飲用水中含酚能影響人體健康，即使水中含酚質(zhì)量濃度只有0.002mg/L，用氯消毒也會(huì)產(chǎn)生氯酚惡臭。氨氮廢水的來(lái)源也十分廣泛，主要包括生活污水中含氮有機(jī)物的分解，焦化、合成氨等工業(yè)廢水，以及農(nóng)田排水等。氨氮在水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4+）形式存在，其超標(biāo)會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成多方面的危害。由于NH4+-N的氧化，會(huì)造成水體中溶解氧濃度降低，導(dǎo)致水體發(fā)黑發(fā)臭，水質(zhì)下降，對(duì)水生動(dòng)植物的生存造成影響。水中氮素含量太多會(huì)導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，進(jìn)而造成一系列的嚴(yán)重后果，如堵塞濾池，增加水處理的費(fèi)用；妨礙水上運(yùn)動(dòng)；藻類代謝的最終產(chǎn)物可產(chǎn)生引起有色度和味道的化合物；由于藍(lán)-綠藻類產(chǎn)生的毒素，家畜損傷，魚(yú)類死亡；由于藻類的腐爛，使水體中出現(xiàn)氧虧現(xiàn)象。此外，水中的NO2--N和NO3--N對(duì)人和水生生物有較大的危害作用，長(zhǎng)期飲用NO3--N含量超過(guò)10mg/L的水，會(huì)發(fā)生高鐵血紅蛋白癥，當(dāng)血液中高鐵血紅蛋白含量達(dá)到70mg/L，即發(fā)生窒息。水中的NO2--N和胺作用會(huì)生成亞硝胺，而亞硝胺是“三致”物質(zhì)。NH4+-N和氯反應(yīng)會(huì)生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，當(dāng)有NH4+-N存在時(shí)，水處理廠將需要更大的加氯量，從而增加處理成本。傳統(tǒng)的廢水處理方法在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)存在諸多局限性。物理方法如吸附法，吸附劑的吸附容量有限，且吸附后的再生過(guò)程復(fù)雜；化學(xué)方法如氧化法，雖然氧化效果較好，但可能會(huì)引入二次污染物，且處理成本較高。生物處理方法雖然具有成本低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)于含苯酚及氨氮的廢水，由于苯酚的毒性會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝，導(dǎo)致處理效果不理想。因此，尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的處理方法迫在眉睫。序批式活性污泥法（SBR）作為一種新型的污水處理工藝，具有工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn)行方式靈活、耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。SBR工藝通過(guò)時(shí)間上的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物的去除、硝化、反硝化等多種功能，能夠有效地處理含多種污染物的廢水。在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，SBR工藝可以通過(guò)控制反應(yīng)條件，使微生物逐漸適應(yīng)苯酚的毒性，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)苯酚和氨氮的同步降解。此外，SBR工藝還可以通過(guò)調(diào)整運(yùn)行周期和參數(shù)，提高處理效率，降低處理成本。因此，研究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究旨在通過(guò)試驗(yàn)，深入探討SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的性能和效果，確定最佳的運(yùn)行條件，為實(shí)際工程應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。通過(guò)對(duì)不同溫度、溶解氧、pH值、底物濃度等條件下苯酚和氨氮的降解規(guī)律進(jìn)行研究，以及對(duì)活性污泥沉降性能的分析，揭示SBR工藝處理該類廢水的內(nèi)在機(jī)制。同時(shí)，研究苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程的抑制作用，為優(yōu)化SBR工藝提供理論基礎(chǔ)。本研究的成果對(duì)于解決含苯酚及氨氮廢水的處理難題，保護(hù)水資源和生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在含酚廢水處理方面，國(guó)外早期主要采用物理和化學(xué)方法。物理方法如萃取法，利用酚類物質(zhì)在不同溶劑中溶解度的差異進(jìn)行分離，德國(guó)的一些化工企業(yè)曾采用這種方法處理高濃度含酚廢水，但存在萃取劑損失、二次污染等問(wèn)題?；瘜W(xué)方法如化學(xué)氧化法，通過(guò)強(qiáng)氧化劑將酚類物質(zhì)氧化分解，美國(guó)的相關(guān)研究表明，該方法雖能有效降解苯酚，但處理成本較高，且易產(chǎn)生副產(chǎn)物。隨著環(huán)保要求的提高和生物技術(shù)的發(fā)展，生物處理方法逐漸成為研究熱點(diǎn)。生物處理含酚廢水具有成本低、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)，國(guó)外學(xué)者對(duì)微生物降解苯酚的機(jī)理和影響因素進(jìn)行了深入研究。例如，日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)某些假單胞菌屬細(xì)菌能夠以苯酚為唯一碳源和能源進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，通過(guò)酶的作用將苯酚逐步降解為無(wú)害的二氧化碳和水。在國(guó)內(nèi)，含酚廢水的處理研究也經(jīng)歷了從傳統(tǒng)方法到生物方法的發(fā)展過(guò)程。早期，國(guó)內(nèi)企業(yè)多采用吸附法處理含酚廢水，利用活性炭等吸附劑吸附廢水中的苯酚，如一些焦化廠采用這種方法來(lái)降低廢水中的酚含量。但吸附劑的再生和處理成為制約其廣泛應(yīng)用的因素。近年來(lái)，生物處理技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了大量研究和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)篩選和馴化高效降解苯酚的微生物菌株，提高了含酚廢水的處理效率。例如，有研究團(tuán)隊(duì)從活性污泥中分離出能夠高效降解苯酚的菌株，并對(duì)其降解特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)該菌株在適宜的條件下對(duì)苯酚具有較高的去除率。在氨氮廢水處理方面，國(guó)外的研究起步較早。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝如硝化-反硝化工藝已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用和深入的研究。美國(guó)和歐洲的一些污水處理廠采用這種工藝來(lái)處理城市污水和工業(yè)廢水中的氨氮，通過(guò)控制溶解氧、pH值等條件，實(shí)現(xiàn)氨氮的有效去除。隨著對(duì)脫氮要求的提高，一些新型的生物脫氮工藝不斷涌現(xiàn)，如短程硝化-反硝化工藝、厭氧氨氧化工藝等。短程硝化-反硝化工藝通過(guò)控制反應(yīng)條件，使氨氮在亞硝酸階段就進(jìn)行反硝化，縮短了反應(yīng)歷程，節(jié)省了能耗和碳源。厭氧氨氧化工藝則利用厭氧氨氧化菌將氨氮和亞硝酸鹽直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，具有無(wú)需外加碳源、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在荷蘭等國(guó)家已經(jīng)有成功的工程應(yīng)用案例。國(guó)內(nèi)對(duì)于氨氮廢水處理的研究也在不斷深入。早期主要采用物理化學(xué)方法，如吹脫法，通過(guò)調(diào)節(jié)廢水的pH值，將氨氮以氨氣的形式吹脫出來(lái)，這種方法在一些氮肥廠的廢水處理中得到應(yīng)用，但存在能耗高、易造成二次污染等問(wèn)題。近年來(lái)，生物脫氮技術(shù)在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)傳統(tǒng)生物脫氮工藝進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，同時(shí)也積極開(kāi)展新型生物脫氮工藝的研究。例如，通過(guò)改進(jìn)曝氣方式和控制策略，提高了硝化和反硝化的效率；在厭氧氨氧化工藝的研究方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)篩選和培養(yǎng)厭氧氨氧化菌，探索了該工藝在不同水質(zhì)條件下的運(yùn)行特性和影響因素。在SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水方面，國(guó)內(nèi)外都有相關(guān)的研究報(bào)道。國(guó)外有研究通過(guò)改變SBR工藝的運(yùn)行參數(shù)，如反應(yīng)時(shí)間、曝氣方式等，來(lái)提高對(duì)含苯酚及氨氮廢水的處理效果。研究發(fā)現(xiàn)，合理調(diào)整反應(yīng)時(shí)間可以使微生物更好地適應(yīng)苯酚的毒性，從而提高苯酚和氨氮的去除率。國(guó)內(nèi)也有學(xué)者采用SBR工藝處理含酚及氨氮廢水，研究了不同溫度、溶解氧、pH值等條件對(duì)處理效果的影響。有研究表明，在適宜的溫度和溶解氧條件下，SBR工藝對(duì)苯酚和氨氮的去除率較高，同時(shí)還對(duì)活性污泥的沉降性能進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)進(jìn)水苯酚濃度過(guò)高會(huì)對(duì)污泥的沉降性能產(chǎn)生不利影響。然而，目前的研究仍存在一些不足之處。一方面，對(duì)于SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的內(nèi)在機(jī)制研究還不夠深入，雖然已經(jīng)知道一些因素對(duì)處理效果的影響，但對(duì)于微生物在復(fù)雜環(huán)境下的代謝途徑和作用機(jī)制還需要進(jìn)一步探索。另一方面，在實(shí)際應(yīng)用中，如何根據(jù)不同的廢水水質(zhì)和處理要求，優(yōu)化SBR工藝的運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的處理效果，還缺乏系統(tǒng)的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。此外，關(guān)于苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程的抑制作用，雖然已經(jīng)有一些研究報(bào)道，但對(duì)于抑制的具體機(jī)理和解除抑制的方法還需要進(jìn)一步研究。因此，本文將針對(duì)這些不足，深入研究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的性能和效果，確定最佳的運(yùn)行條件，揭示其內(nèi)在機(jī)制，為實(shí)際工程應(yīng)用提供更可靠的理論支持和技術(shù)指導(dǎo)。1.3研究目標(biāo)與內(nèi)容1.3.1研究目標(biāo)本研究旨在深入探究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的性能和效果，通過(guò)系統(tǒng)的試驗(yàn)和分析，揭示該工藝在處理此類廢水時(shí)的內(nèi)在機(jī)制，確定最佳的運(yùn)行條件，為實(shí)際工程應(yīng)用提供科學(xué)、可靠的理論依據(jù)和技術(shù)支持。具體目標(biāo)如下：明確SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的效果：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確測(cè)定在不同運(yùn)行條件下SBR工藝對(duì)廢水中苯酚和氨氮的去除率，全面評(píng)估該工藝處理此類廢水的有效性和穩(wěn)定性。優(yōu)化SBR工藝的運(yùn)行條件：系統(tǒng)研究溫度、溶解氧、pH值、底物濃度等因素對(duì)苯酚和氨氮降解的影響，確定各因素的最佳取值范圍，以實(shí)現(xiàn)SBR工藝在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)的高效運(yùn)行。揭示SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的作用機(jī)制：結(jié)合微生物學(xué)、生物化學(xué)等相關(guān)知識(shí)，深入分析活性污泥中微生物的代謝過(guò)程和群落結(jié)構(gòu)變化，闡明SBR工藝去除苯酚和氨氮的作用機(jī)制，為工藝的進(jìn)一步優(yōu)化提供理論基礎(chǔ)。研究苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程的抑制作用：探究苯酚濃度與生物硝化抑制程度之間的關(guān)系，明確抑制類型和抑制特性，為解決含苯酚及氨氮廢水處理過(guò)程中的硝化抑制問(wèn)題提供有效的解決方案。1.3.2研究?jī)?nèi)容為實(shí)現(xiàn)上述研究目標(biāo)，本研究將開(kāi)展以下具體內(nèi)容的研究：不同條件下苯酚降解規(guī)律的研究：溫度對(duì)苯酚降解的影響：設(shè)置多個(gè)不同的溫度梯度，在其他條件相同的情況下，研究不同溫度下SBR工藝對(duì)苯酚的降解速率和去除率，分析溫度變化對(duì)苯酚降解的影響趨勢(shì)，確定適宜的溫度范圍。同時(shí)，觀察溫度對(duì)活性污泥沉降性能的影響，探討溫度與污泥沉降性能之間的關(guān)系。溶解氧對(duì)苯酚降解的影響：通過(guò)調(diào)節(jié)曝氣設(shè)備，控制反應(yīng)體系中的溶解氧濃度，研究不同溶解氧水平下苯酚的降解情況，分析溶解氧對(duì)苯酚降解速率和去除率的影響規(guī)律。此外，考察溶解氧對(duì)活性污泥沉降性能的影響，評(píng)估溶解氧在維持污泥良好沉降性能方面的作用。pH值對(duì)苯酚降解的影響：利用酸堿調(diào)節(jié)劑，將廢水的pH值調(diào)節(jié)至不同水平，研究在不同pH值條件下SBR工藝對(duì)苯酚的降解效果，分析pH值對(duì)苯酚降解速率和去除率的影響機(jī)制。同時(shí)，觀察pH值變化對(duì)活性污泥沉降性能的影響，確定有利于污泥沉降的pH值范圍。進(jìn)水苯酚濃度對(duì)苯酚降解的影響：配制不同苯酚濃度的模擬廢水，研究進(jìn)水苯酚濃度對(duì)SBR工藝處理效果的影響，分析苯酚濃度與降解速率、去除率之間的關(guān)系，確定苯酚的適宜進(jìn)水濃度范圍以及苯酚對(duì)活性污泥沉降性能產(chǎn)生不利影響的濃度閾值。進(jìn)水氨氮濃度對(duì)苯酚降解的影響：在保持其他條件不變的情況下，改變進(jìn)水氨氮濃度，研究進(jìn)水氨氮濃度對(duì)苯酚降解的影響，分析氨氮濃度變化對(duì)苯酚降解過(guò)程的作用機(jī)制，明確氨氮濃度與苯酚降解之間的相互關(guān)系。不同條件下氨氮降解規(guī)律的研究：溫度對(duì)氨氮降解的影響：設(shè)置不同的溫度條件，研究在不同溫度下SBR工藝對(duì)氨氮的降解速率和去除率，分析溫度對(duì)氨氮降解的影響規(guī)律，確定適宜氨氮降解的溫度范圍。溶解氧對(duì)氨氮降解的影響：控制反應(yīng)體系中的溶解氧濃度，研究不同溶解氧水平下氨氮的降解情況，分析溶解氧對(duì)氨氮降解速率和去除率的影響機(jī)制，確定氨氮降解所需的最佳溶解氧濃度。pH值對(duì)氨氮降解的影響：調(diào)節(jié)廢水的pH值，研究在不同pH值條件下SBR工藝對(duì)氨氮的降解效果，分析pH值對(duì)氨氮降解速率和去除率的影響規(guī)律，確定有利于氨氮降解的pH值范圍。進(jìn)水苯酚濃度對(duì)氨氮降解的影響：改變進(jìn)水苯酚濃度，研究進(jìn)水苯酚濃度對(duì)氨氮降解的影響，分析苯酚濃度與氨氮降解速率、去除率之間的關(guān)系，確定苯酚對(duì)氨氮降解產(chǎn)生抑制作用的濃度閾值。進(jìn)水氨氮濃度對(duì)氨氮降解的影響：配制不同氨氮濃度的模擬廢水，研究進(jìn)水氨氮濃度對(duì)SBR工藝處理氨氮效果的影響，分析氨氮濃度與降解速率、去除率之間的關(guān)系，確定氨氮的適宜進(jìn)水濃度范圍。苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程抑制作用的研究：苯酚對(duì)硝化過(guò)程的抑制規(guī)律：通過(guò)實(shí)驗(yàn)，測(cè)定不同苯酚濃度下生物硝化速率的變化，研究苯酚濃度與硝化抑制程度之間的關(guān)系，確定苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程的抑制規(guī)律。苯酚的抑制特性：分析苯酚對(duì)生物硝化過(guò)程的抑制類型，判斷其是否為競(jìng)爭(zhēng)性抑制或非競(jìng)爭(zhēng)性抑制，研究抑制作用的可逆性，為解除苯酚對(duì)生物硝化的抑制提供理論依據(jù)。溫度對(duì)硝化抑制的影響：研究在不同溫度條件下，苯酚對(duì)生物硝化抑制作用的變化情況，分析溫度與硝化抑制之間的相互關(guān)系，確定在苯酚存在下有利于硝化反應(yīng)進(jìn)行的溫度條件。二、SBR工藝概述2.1SBR工藝基本原理序批式活性污泥法（SequencingBatchReactor，SBR）是一種按間歇曝氣方式來(lái)運(yùn)行的活性污泥污水處理技術(shù)。其核心在于通過(guò)時(shí)間上的合理安排，在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)依次完成多個(gè)不同的處理階段，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效凈化。SBR工藝的一個(gè)完整運(yùn)行周期通常包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段。在進(jìn)水階段，污水被引入反應(yīng)器內(nèi)，此時(shí)活性污泥與污水充分接觸，活性污泥中的微生物開(kāi)始對(duì)污水中的污染物進(jìn)行吸附，為后續(xù)的降解過(guò)程做準(zhǔn)備。在反應(yīng)階段，通過(guò)曝氣等方式為微生物提供適宜的生存環(huán)境，微生物利用自身的代謝活動(dòng)對(duì)污水中的有機(jī)物進(jìn)行分解和轉(zhuǎn)化，將其轉(zhuǎn)化為無(wú)害的物質(zhì)，如二氧化碳和水。同時(shí)，在這個(gè)階段，硝化細(xì)菌等微生物會(huì)將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，實(shí)現(xiàn)氨氮的去除。反應(yīng)階段的曝氣時(shí)間和強(qiáng)度可根據(jù)污水的水質(zhì)和處理要求進(jìn)行調(diào)整，以確保污染物得到充分的降解。沉淀階段是在停止曝氣后進(jìn)行的，此時(shí)活性污泥在重力的作用下逐漸沉降到反應(yīng)器底部，實(shí)現(xiàn)泥水分離。由于沉淀過(guò)程是在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，避免了水流的干擾，因此沉淀效果較好，能夠有效地提高出水水質(zhì)。排水階段，處理后的上清液通過(guò)潷水器等設(shè)備排出反應(yīng)器，而沉淀在底部的活性污泥則保留在反應(yīng)器內(nèi)，作為下一個(gè)周期的菌種來(lái)源。閑置階段，反應(yīng)器內(nèi)的活性污泥處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，微生物可以利用這段時(shí)間進(jìn)行自身的修復(fù)和調(diào)整，為下一個(gè)周期的進(jìn)水和反應(yīng)做好準(zhǔn)備。在閑置階段，還可以通過(guò)適當(dāng)?shù)臄嚢杌蚱貧獾炔僮鳎S持活性污泥的活性，防止其發(fā)生厭氧分解等不利反應(yīng)。從反應(yīng)過(guò)程來(lái)看，SBR工藝在時(shí)間上呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)。在反應(yīng)階段，隨著時(shí)間的推移，污水中的底物濃度逐漸降低，微生物的代謝活動(dòng)也隨之發(fā)生變化。這種時(shí)間上的推流特性使得生化反應(yīng)的推動(dòng)力增大，提高了反應(yīng)效率。同時(shí)，SBR工藝在空間上又具有完全混合的特點(diǎn)，在進(jìn)水和反應(yīng)階段，污水與活性污泥充分混合，使得反應(yīng)器內(nèi)的各個(gè)部分都能夠均勻地參與反應(yīng)。這種時(shí)空特性的結(jié)合，使得SBR工藝能夠充分發(fā)揮推流式反應(yīng)器和完全混合式反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)，既具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，又能夠高效地去除污水中的污染物。以處理含苯酚及氨氮廢水為例，在進(jìn)水階段，含苯酚及氨氮的廢水進(jìn)入反應(yīng)器，活性污泥中的微生物迅速吸附苯酚和氨氮。在反應(yīng)階段，好氧微生物利用氧氣將苯酚逐步氧化分解為二氧化碳和水，同時(shí)硝化細(xì)菌將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。在沉淀階段，活性污泥沉降，使得處理后的水與污泥分離。排水階段排出處理后的水，而閑置階段則為微生物提供恢復(fù)和調(diào)整的時(shí)間，以便在下一個(gè)周期更好地處理廢水。通過(guò)這樣的循環(huán)操作，SBR工藝能夠有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)含苯酚及氨氮廢水的處理。2.2SBR工藝特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)SBR工藝在處理含苯酚及氨氮廢水等各類污水時(shí)，展現(xiàn)出諸多顯著的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)：在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中，廢水的水質(zhì)和水量往往會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)。對(duì)于含苯酚及氨氮廢水而言，生產(chǎn)過(guò)程中的原料變化、工藝調(diào)整等因素都可能導(dǎo)致廢水中苯酚和氨氮的濃度以及廢水流量發(fā)生劇烈變化。SBR工藝能夠有效應(yīng)對(duì)這種沖擊，這得益于其池內(nèi)滯留的處理水。當(dāng)高濃度的含苯酚及氨氮廢水進(jìn)入反應(yīng)器時(shí)，池內(nèi)原有的處理水可以對(duì)其進(jìn)行稀釋，降低污染物的濃度，為微生物提供一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的生存環(huán)境。例如，在某化工企業(yè)的廢水處理中，當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)異常導(dǎo)致苯酚濃度突然升高時(shí)，SBR工藝中的滯留水能夠迅速對(duì)其進(jìn)行稀釋，使微生物能夠繼續(xù)發(fā)揮降解作用，保證處理效果的穩(wěn)定性。脫氮除磷能力良好：SBR工藝通過(guò)巧妙的時(shí)間序列控制，可以輕松實(shí)現(xiàn)好氧、缺氧、厭氧狀態(tài)的交替。在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，在好氧階段，硝化細(xì)菌能夠?qū)钡趸癁閬喯跛猁}氮和硝酸鹽氮，實(shí)現(xiàn)氨氮的去除；在缺氧階段，反硝化細(xì)菌利用有機(jī)物作為電子供體，將硝酸鹽氮還原為氮?dú)?，從而達(dá)到脫氮的目的。同時(shí)，在厭氧和好氧的交替過(guò)程中，聚磷菌能夠在厭氧條件下釋放磷，在好氧條件下過(guò)量攝取磷，實(shí)現(xiàn)除磷的效果。以某城市污水處理廠采用SBR工藝處理含氮磷廢水為例，通過(guò)合理控制運(yùn)行周期和條件，出水的氨氮和總磷濃度均能達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。工藝運(yùn)行靈活：SBR工藝的各工序在時(shí)間和操作上具有很強(qiáng)的靈活性。對(duì)于不同水質(zhì)和水量的含苯酚及氨氮廢水，可以根據(jù)實(shí)際情況對(duì)進(jìn)水時(shí)間、反應(yīng)時(shí)間、曝氣強(qiáng)度、沉淀時(shí)間等參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)整。如果廢水中苯酚濃度較高，可以適當(dāng)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間，增加曝氣強(qiáng)度，以提高苯酚的降解效率；如果氨氮濃度波動(dòng)較大，可以通過(guò)調(diào)整好氧和缺氧階段的時(shí)間來(lái)優(yōu)化脫氮效果。這種靈活性使得SBR工藝能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的廢水處理需求，在不同的工業(yè)領(lǐng)域和污水處理場(chǎng)景中都能發(fā)揮良好的作用。設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積?。篠BR工藝的主體設(shè)備僅為一個(gè)序批式間歇反應(yīng)器，與傳統(tǒng)的活性污泥法相比，無(wú)需設(shè)置二沉池和污泥回流系統(tǒng)，在很多情況下還可以省略調(diào)節(jié)池和初沉池。這不僅減少了設(shè)備的數(shù)量和投資成本，還使得整個(gè)處理系統(tǒng)的布置更加緊湊，大大節(jié)省了占地面積。對(duì)于一些土地資源緊張的地區(qū)，如城市中心的工業(yè)企業(yè)或小型污水處理廠，SBR工藝的這一優(yōu)勢(shì)尤為突出。以某小型印染廠的廢水處理項(xiàng)目為例，采用SBR工藝后，設(shè)備占地面積比傳統(tǒng)工藝減少了約30%，同時(shí)降低了建設(shè)和維護(hù)成本。沉淀效果理想：SBR工藝的沉淀過(guò)程是在靜止?fàn)顟B(tài)下進(jìn)行的，避免了傳統(tǒng)沉淀過(guò)程中水流的干擾，能夠有效防止短流和異重流的出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)理想的靜態(tài)沉淀。這使得活性污泥能夠更好地沉降，泥水分離效果顯著提高，從而獲得更澄清的出水水質(zhì)。在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，良好的沉淀效果有助于提高出水的透明度，減少懸浮物的含量，降低后續(xù)處理的難度。生化反應(yīng)效率高：從反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度來(lái)看，SBR工藝在反應(yīng)階段呈現(xiàn)出理想的推流狀態(tài)，底物濃度隨著反應(yīng)的進(jìn)行逐漸降低，微生物的代謝活動(dòng)能夠充分利用這種濃度梯度，使得生化反應(yīng)的推動(dòng)力增大，反應(yīng)效率得到顯著提高。同時(shí)，SBR工藝在空間上又具有完全混合的特點(diǎn)，在進(jìn)水和反應(yīng)階段，污水與活性污泥能夠充分混合，保證了反應(yīng)器內(nèi)各個(gè)部分的微生物都能參與反應(yīng)，進(jìn)一步提高了處理效率。在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，這種高效的生化反應(yīng)特性能夠快速降解苯酚和氨氮，提高處理效果。2.3SBR工藝的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀SBR工藝的發(fā)展歷程可追溯到20世紀(jì)初。1914年，英國(guó)學(xué)者Ardern和Locket發(fā)明了該工藝，英國(guó)的薩爾福德市建造了世界上第一個(gè)間歇式活性污泥法污水處理廠。然而，受當(dāng)時(shí)自動(dòng)化水平的限制，其操作困難、工作量大的缺點(diǎn)逐漸凸顯。隨著工業(yè)廢水處理規(guī)模的不斷擴(kuò)大，SBR工藝在一段時(shí)間內(nèi)未得到廣泛推廣。到了20世紀(jì)70年代，美國(guó)的Irvine等人在美國(guó)環(huán)?？偩值馁Y助下，對(duì)SBR工藝進(jìn)行了系統(tǒng)深入的研究，并建立了世界上第一個(gè)現(xiàn)代化的SBR污水處理廠。此后，日本、德國(guó)等國(guó)家也開(kāi)始關(guān)注SBR工藝的研究，在自動(dòng)化控制技術(shù)的推動(dòng)下，SBR工藝的操作難題逐漸得到解決，其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)開(kāi)始受到重視。在我國(guó)，SBR工藝的研究始于20世紀(jì)80年代。1985年，在吳淞建立了我國(guó)第一個(gè)應(yīng)用SBR工藝的廢水處理站。此后，隨著對(duì)污水處理要求的不斷提高，SBR工藝在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。許多科研機(jī)構(gòu)和高校對(duì)SBR工藝進(jìn)行了深入的研究，不斷改進(jìn)和優(yōu)化工藝參數(shù)，開(kāi)發(fā)出了多種改良型SBR工藝，以適應(yīng)不同水質(zhì)和處理要求。目前，SBR工藝在國(guó)內(nèi)外的廢水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，涵蓋了多個(gè)行業(yè)。在生活污水處理方面，SBR工藝被大量應(yīng)用于中小城鎮(zhèn)和住宅小區(qū)的污水處理廠。例如，某中小城鎮(zhèn)的污水處理廠采用SBR工藝，處理規(guī)模為5000m3/d，進(jìn)水的COD濃度為300mg/L，氨氮濃度為35mg/L。通過(guò)合理控制SBR工藝的運(yùn)行周期和參數(shù)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行，出水的COD濃度穩(wěn)定在50mg/L以下，氨氮濃度穩(wěn)定在5mg/L以下，達(dá)到了國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，有效改善了當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境質(zhì)量。在工業(yè)廢水處理領(lǐng)域，SBR工藝也展現(xiàn)出了良好的處理效果。在印染廢水處理中，某印染廠的廢水含有大量的染料、助劑等污染物，水質(zhì)復(fù)雜且色度高。采用SBR工藝進(jìn)行處理，進(jìn)水COD濃度高達(dá)1000mg/L，色度為500倍。通過(guò)優(yōu)化SBR工藝的運(yùn)行條件，如延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間、調(diào)整曝氣強(qiáng)度等，出水的COD濃度降低到150mg/L以下，色度去除率達(dá)到90%以上，滿足了行業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)。在制藥廢水處理方面，某制藥廠的廢水含有多種難降解的有機(jī)物和抗生素，對(duì)微生物具有較強(qiáng)的抑制作用。采用SBR工藝結(jié)合預(yù)處理技術(shù)，先通過(guò)混凝沉淀等方法去除部分懸浮物和難降解物質(zhì)，再進(jìn)入SBR反應(yīng)器進(jìn)行處理。經(jīng)過(guò)馴化和優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，SBR工藝對(duì)廢水中的COD去除率達(dá)到80%以上，有效解決了制藥廢水的處理難題。在食品加工廢水處理中，SBR工藝同樣表現(xiàn)出色。某食品加工廠的廢水含有大量的有機(jī)物和懸浮物，如淀粉、蛋白質(zhì)等。采用SBR工藝處理，進(jìn)水COD濃度為800mg/L，通過(guò)合理控制運(yùn)行周期和條件，出水COD濃度降低到100mg/L以下，實(shí)現(xiàn)了達(dá)標(biāo)排放。此外，SBR工藝還被應(yīng)用于垃圾滲濾液處理、石油化工廢水處理等領(lǐng)域。在垃圾滲濾液處理中，由于垃圾滲濾液成分復(fù)雜，含有高濃度的有機(jī)物、氨氮和重金屬等污染物，處理難度較大。采用SBR工藝結(jié)合其他處理技術(shù)，如厭氧生物處理、膜分離技術(shù)等，可以有效去除污染物，使出水達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在石油化工廢水處理中，SBR工藝可以對(duì)廢水中的石油類物質(zhì)、有機(jī)物等進(jìn)行有效降解，提高廢水的可生化性，降低污染物濃度。三、試驗(yàn)材料與方法3.1試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)采用的SBR反應(yīng)器為實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，其構(gòu)造緊密且設(shè)計(jì)合理，能夠有效模擬實(shí)際廢水處理過(guò)程。反應(yīng)器主體材質(zhì)選用透明有機(jī)玻璃，這種材料具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易與廢水中的成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)其透明度高，方便直接觀察反應(yīng)器內(nèi)活性污泥的狀態(tài)、廢水的流動(dòng)情況以及反應(yīng)過(guò)程中的各種現(xiàn)象。反應(yīng)器的外形為長(zhǎng)方體，其內(nèi)部尺寸精確控制為長(zhǎng)500mm、寬400mm、高600mm，經(jīng)過(guò)計(jì)算，有效容積達(dá)到80L。這一容積大小既能滿足試驗(yàn)過(guò)程中對(duì)廢水處理量的需求，又便于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行操作和管理。在反應(yīng)器的頂部，設(shè)置了一個(gè)進(jìn)水口，通過(guò)管道與配水箱相連，利用蠕動(dòng)泵將配水箱中的含苯酚及氨氮廢水輸送至反應(yīng)器內(nèi)。進(jìn)水口處安裝有流量調(diào)節(jié)閥，可根據(jù)試驗(yàn)需求精確控制進(jìn)水流量。反應(yīng)器底部設(shè)有曝氣裝置，采用微孔曝氣頭，這種曝氣頭能夠產(chǎn)生微小的氣泡，使氧氣均勻地分散在廢水中，提高氧的傳遞效率，為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供充足的氧氣。曝氣裝置通過(guò)氣管與空氣壓縮機(jī)連接，空氣壓縮機(jī)的出氣量可通過(guò)閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度。在反應(yīng)器的一側(cè)，距離底部一定高度處設(shè)置了排水口，用于排出處理后的上清液。排水口連接著潷水器，潷水器采用虹吸式原理，能夠在沉淀階段結(jié)束后，平穩(wěn)地將上清液排出，避免擾動(dòng)沉淀在底部的活性污泥，確保出水水質(zhì)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)SBR反應(yīng)器運(yùn)行過(guò)程的精確控制，配備了一套自動(dòng)控制裝置。該裝置以可編程邏輯控制器（PLC）為核心，通過(guò)預(yù)先編寫的程序，能夠按照設(shè)定的時(shí)間和條件，自動(dòng)控制進(jìn)水、曝氣、沉淀、排水和閑置等各個(gè)階段的運(yùn)行。在進(jìn)水階段，PLC控制蠕動(dòng)泵的啟動(dòng)和停止，以及進(jìn)水流量調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度；在曝氣階段，PLC控制空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和出氣量，從而調(diào)節(jié)溶解氧濃度；在沉淀階段，PLC控制曝氣裝置停止運(yùn)行，并延遲一定時(shí)間后啟動(dòng)潷水器進(jìn)行排水；在閑置階段，PLC可根據(jù)需要控制是否進(jìn)行攪拌或微量曝氣，以維持活性污泥的活性。此外，還配套了一系列設(shè)備來(lái)輔助試驗(yàn)的進(jìn)行。配水箱用于配制不同濃度的含苯酚及氨氮廢水，其容積為100L，材質(zhì)為聚乙烯，具有良好的耐腐蝕性。配水箱內(nèi)安裝有攪拌器，能夠使廢水成分均勻混合。為了監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的水質(zhì)變化，配備了在線監(jiān)測(cè)儀器，包括溶解氧測(cè)定儀、pH計(jì)和溫度計(jì)等。這些儀器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧濃度、pH值和溫度，并將數(shù)據(jù)傳輸至自動(dòng)控制裝置，以便及時(shí)調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。同時(shí)，還配備了實(shí)驗(yàn)室常用的分析儀器，如紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀等，用于對(duì)廢水中苯酚和氨氮的濃度進(jìn)行離線分析。3.2試驗(yàn)用水本試驗(yàn)采用人工配制的模擬含苯酚及氨氮廢水，以確保試驗(yàn)條件的一致性和可重復(fù)性。模擬廢水的配制過(guò)程嚴(yán)格按照科學(xué)方法進(jìn)行，以保證主要污染物的濃度和水質(zhì)特性符合研究要求。配制模擬廢水時(shí)，選用分析純的苯酚（C6H5OH）和氯化銨（NH4Cl）作為主要污染物的來(lái)源。稱取一定量的苯酚，將其溶解于適量的去離子水中，充分?jǐn)嚢枋蛊渫耆芙?，得到苯酚?chǔ)備液。同理，稱取適量的氯化銨，溶解于去離子水中，配制成氯化銨儲(chǔ)備液。根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的不同濃度要求，從苯酚儲(chǔ)備液和氯化銨儲(chǔ)備液中分別吸取一定體積，加入到裝有適量去離子水的配水箱中，再通過(guò)攪拌使溶液充分混合均勻，從而得到所需濃度的模擬含苯酚及氨氮廢水。主要污染物的初始濃度范圍根據(jù)實(shí)際工業(yè)廢水的水質(zhì)情況以及相關(guān)研究資料確定。苯酚的初始濃度設(shè)置為50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L和250mg/L五個(gè)梯度，以研究不同苯酚濃度對(duì)SBR工藝處理效果的影響。氨氮的初始濃度設(shè)置為20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L和100mg/L五個(gè)梯度，用于探究氨氮濃度變化對(duì)處理過(guò)程的作用。除了苯酚和氨氮外，模擬廢水還需要添加適量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和微量元素，以滿足微生物生長(zhǎng)和代謝的需求。添加磷酸二氫鉀（KH2PO4）作為磷源，其濃度為10mg/L；添加硫酸鎂（MgSO4?7H2O），濃度為20mg/L，以提供微生物所需的鎂離子；添加氯化鈣（CaCl2），濃度為5mg/L，為微生物生長(zhǎng)提供鈣離子。此外，還加入適量的微量元素溶液，其中包括鐵、錳、鋅、銅等微量元素，以保證微生物的正常生理功能。模擬廢水的水質(zhì)特性如下：pH值通過(guò)加入適量的鹽酸（HCl）或氫氧化鈉（NaOH）溶液調(diào)節(jié)至7.0-7.5，以模擬實(shí)際廢水的中性偏堿性環(huán)境，該pH值范圍有利于微生物的生長(zhǎng)和代謝?；瘜W(xué)需氧量（COD）主要由苯酚和其他有機(jī)物質(zhì)貢獻(xiàn)，隨著苯酚濃度的增加而升高，在不同苯酚濃度下，COD值相應(yīng)變化，如在苯酚濃度為50mg/L時(shí)，COD約為150mg/L；在苯酚濃度為250mg/L時(shí)，COD約為750mg/L。廢水的溫度控制在25℃-30℃，接近常溫環(huán)境，這是大多數(shù)微生物生長(zhǎng)的適宜溫度范圍，有利于提高微生物的活性和處理效率。通過(guò)精確配制模擬含苯酚及氨氮廢水，并控制其主要污染物初始濃度范圍和水質(zhì)特性，為后續(xù)研究SBR工藝處理該類廢水提供了穩(wěn)定、可靠的試驗(yàn)用水，有助于準(zhǔn)確分析和評(píng)估SBR工藝在不同條件下的處理性能和效果。3.3分析方法為準(zhǔn)確檢測(cè)廢水中苯酚、氨氮、COD等指標(biāo)，本試驗(yàn)采用了一系列科學(xué)、可靠的分析方法及相應(yīng)的儀器設(shè)備。對(duì)于苯酚濃度的測(cè)定，采用4-氨基安替比林分光光度法。該方法基于在pH值為10.0±0.2且有氧化劑鐵氰化鉀存在的條件下，苯酚與4-氨基安替比林反應(yīng)生成橙紅色的吲哚酚安替比林染料，其水溶液在510nm波長(zhǎng)處有最大吸收。通過(guò)使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)（型號(hào)：UV-2600，日本島津公司），測(cè)定吸光度并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，從而計(jì)算出廢水中苯酚的濃度。標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制過(guò)程如下：分別準(zhǔn)確吸取0.00mL、0.50mL、1.00mL、2.00mL、4.00mL、6.00mL、8.00mL、10.00mL苯酚標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度為10mg/L）于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加入1.0mL緩沖溶液，混勻，再加入1.0mL4-氨基安替比林溶液，混勻，最后加入1.0mL鐵氰化鉀溶液，充分混勻后，放置10min。在510nm波長(zhǎng)處，用10mm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度。以苯酚含量（mg）為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。氨氮濃度的檢測(cè)采用納氏試劑分光光度法。其原理是在堿性條件下，氨與納氏試劑反應(yīng)生成淡紅棕色絡(luò)合物，該絡(luò)合物的吸光度與氨氮含量成正比，在420nm波長(zhǎng)處進(jìn)行比色測(cè)定。使用的儀器同樣為UV-2600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)。具體操作步驟為：取適量水樣（使氨氮含量不超過(guò)0.1mg）于50mL比色管中，加水稀釋至標(biāo)線，加入1.0mL酒石酸鉀鈉溶液（經(jīng)蒸餾預(yù)處理過(guò)的水樣及標(biāo)準(zhǔn)管中均不加此試劑），混勻，再加入1.5mL納氏試劑，混勻，放置10min。以無(wú)氨水代替水樣，進(jìn)行全程序空白測(cè)定。由水樣測(cè)得的吸光度減去空白實(shí)驗(yàn)的吸光度后，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上查得氨氮含量（mg），進(jìn)而計(jì)算出氨氮濃度。標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制時(shí)，吸取0.00mL、0.50mL、1.00mL、3.00mL、5.00mL、7.00mL和10.0mL銨標(biāo)準(zhǔn)使用液（濃度為0.010mg/mL）于50mL比色管中，加水至標(biāo)線，加1.0mL酒石酸鉀鈉溶液，混勻，加1.5mL納氏試劑，混勻，放置10min后，在420nm波長(zhǎng)處，用光程10mm比色皿，以水為參比，測(cè)定吸光度，以氨氮含量（mg）對(duì)校正吸光度繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線?；瘜W(xué)需氧量（COD）的測(cè)定采用重鉻酸鉀法。在強(qiáng)酸性溶液中，準(zhǔn)確加入過(guò)量的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液，加熱回流，將水樣中還原性物質(zhì)（主要是有機(jī)物）氧化，過(guò)量的重鉻酸鉀以試亞鐵靈作指示劑，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液回滴，根據(jù)所消耗的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液量計(jì)算水樣化學(xué)需氧量。實(shí)驗(yàn)儀器包括500ml全玻璃回流裝置、加熱裝置（電爐）、25ml或50ml酸式滴定管、錐形瓶、移液管、容量瓶等。試劑有重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液（C1/6K2Cr2O7）、試亞鐵靈指示液、硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液（C(NH4)2Fe(SO4)2?6H2O）、硫酸-硫酸銀溶液、硫酸汞等。具體測(cè)定步驟為：取20.00ml混合均勻的水樣（或適量水樣稀釋至20.00ml）置于250ml磨口的回流錐形瓶中，準(zhǔn)確加入10.00ml重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液及數(shù)粒小玻璃珠或沸石，連接磨口的回流冷凝管，從冷凝管上口慢慢地加入30ml硫酸-硫酸銀溶液，輕輕搖動(dòng)錐形瓶使溶液混勻，加熱回流2h（自開(kāi)始沸騰時(shí)計(jì)時(shí)）。冷卻后，用90ml水沖洗冷凝管壁，取下錐形瓶。溶液總體積不得少于140ml，否則因酸度太大，滴定終點(diǎn)不明顯。溶液再度冷卻后，加3滴試亞鐵靈指示液，用硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，溶液的顏色由黃色經(jīng)藍(lán)綠色至紅褐色即為終點(diǎn)，記錄硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量。同時(shí)，取20.00ml重蒸餾水，按同樣的操作步驟作空白試驗(yàn)，記錄測(cè)定空白時(shí)硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的用量，根據(jù)公式計(jì)算COD值。此外，為了更全面地分析廢水處理過(guò)程中的水質(zhì)變化，還對(duì)其他指標(biāo)進(jìn)行了檢測(cè)。例如，利用便攜式溶解氧測(cè)定儀（型號(hào)：JPB-607A，上海雷磁儀器廠）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)反應(yīng)體系中的溶解氧濃度，其測(cè)量原理是基于電極與溶液中的溶解氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，通過(guò)測(cè)量電流大小來(lái)確定溶解氧濃度。采用pH計(jì)（型號(hào)：PHS-3C，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）測(cè)定廢水的pH值，該儀器通過(guò)玻璃電極與參比電極之間的電位差來(lái)反映溶液的酸堿度。利用電子天平（精度為0.0001g，梅特勒-托利多儀器有限公司）準(zhǔn)確稱取各種試劑和樣品，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。通過(guò)采用上述分析方法和儀器設(shè)備，能夠準(zhǔn)確、可靠地測(cè)定廢水中苯酚、氨氮、COD等關(guān)鍵指標(biāo)的濃度，為研究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的性能和效果提供了有力的數(shù)據(jù)支持。3.4試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)本試驗(yàn)通過(guò)設(shè)置多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)，全面系統(tǒng)地研究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)不同運(yùn)行條件對(duì)處理效果的影響。根據(jù)前期對(duì)SBR工藝原理、特點(diǎn)以及相關(guān)研究資料的分析，確定了進(jìn)水方式、曝氣時(shí)間、反應(yīng)周期等關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置方案。進(jìn)水方式采用連續(xù)進(jìn)水和間歇進(jìn)水兩種方式。連續(xù)進(jìn)水方式下，蠕動(dòng)泵以穩(wěn)定的流量將配水箱中的含苯酚及氨氮廢水持續(xù)輸送至SBR反應(yīng)器內(nèi)，模擬工業(yè)生產(chǎn)中廢水的連續(xù)排放情況；間歇進(jìn)水方式則是按照設(shè)定的時(shí)間間隔，周期性地向反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)水，每次進(jìn)水時(shí)間為1小時(shí)，間隔時(shí)間為2小時(shí)，以探究不同進(jìn)水方式對(duì)微生物適應(yīng)廢水水質(zhì)以及處理效果的影響。曝氣時(shí)間設(shè)置為3小時(shí)、4小時(shí)、5小時(shí)和6小時(shí)四個(gè)梯度。在每個(gè)梯度下，通過(guò)調(diào)節(jié)空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行時(shí)間和出氣量，維持反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度在2-4mg/L，以研究曝氣時(shí)間對(duì)苯酚和氨氮降解速率及去除率的影響。同時(shí)，在不同曝氣時(shí)間下，觀察活性污泥的生長(zhǎng)狀態(tài)和沉降性能，分析曝氣時(shí)間與污泥性能之間的關(guān)系。反應(yīng)周期設(shè)定為6小時(shí)、8小時(shí)、10小時(shí)和12小時(shí)。每個(gè)反應(yīng)周期均包括進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和閑置五個(gè)階段，各階段時(shí)間根據(jù)反應(yīng)周期的不同進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。例如，在6小時(shí)的反應(yīng)周期中，進(jìn)水時(shí)間為1小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為3小時(shí)，沉淀時(shí)間為1小時(shí)，排水時(shí)間為0.5小時(shí)，閑置時(shí)間為0.5小時(shí)；在12小時(shí)的反應(yīng)周期中，進(jìn)水時(shí)間為1小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為7小時(shí)，沉淀時(shí)間為2小時(shí)，排水時(shí)間為1小時(shí)，閑置時(shí)間為1小時(shí)。通過(guò)設(shè)置不同的反應(yīng)周期，研究其對(duì)SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水效果的影響，確定最佳的反應(yīng)周期。在每組實(shí)驗(yàn)中，其他條件保持相對(duì)穩(wěn)定。廢水的溫度控制在25℃-30℃，通過(guò)恒溫水浴裝置實(shí)現(xiàn)；pH值維持在7.0-7.5，利用鹽酸和氫氧化鈉溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)；污泥濃度控制在3000-5000mg/L，通過(guò)定期排泥和補(bǔ)充活性污泥來(lái)維持。每個(gè)實(shí)驗(yàn)條件下均進(jìn)行多次平行實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)持續(xù)運(yùn)行10個(gè)周期，以確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性和準(zhǔn)確性。在每個(gè)周期結(jié)束時(shí)，采集反應(yīng)器內(nèi)的水樣，測(cè)定其中苯酚、氨氮和COD的濃度，并觀察活性污泥的沉降性能和外觀特征。具體試驗(yàn)方案如下表所示：試驗(yàn)編號(hào)進(jìn)水方式曝氣時(shí)間（h）反應(yīng)周期（h）溫度（℃）pH值污泥濃度（mg/L）1連續(xù)進(jìn)水3625-307.0-7.53000-50002連續(xù)進(jìn)水4625-307.0-7.53000-50003連續(xù)進(jìn)水5625-307.0-7.53000-50004連續(xù)進(jìn)水6625-307.0-7.53000-50005間歇進(jìn)水3625-307.0-7.53000-50006間歇進(jìn)水4625-307.0-7.53000-50007間歇進(jìn)水5625-307.0-7.53000-50008間歇進(jìn)水6625-307.0-7.53000-50009連續(xù)進(jìn)水3825-307.0-7.53000-500010連續(xù)進(jìn)水4825-307.0-7.53000-500011連續(xù)進(jìn)水5825-307.0-7.53000-500012連續(xù)進(jìn)水6825-307.0-7.53000-500013間歇進(jìn)水3825-307.0-7.53000-500014間歇進(jìn)水4825-307.0-7.53000-500015間歇進(jìn)水5825-307.0-7.53000-500016間歇進(jìn)水6825-307.0-7.53000-500017連續(xù)進(jìn)水31025-307.0-7.53000-500018連續(xù)進(jìn)水41025-307.0-7.53000-500019連續(xù)進(jìn)水51025-307.0-7.53000-500020連續(xù)進(jìn)水61025-307.0-7.53000-500021間歇進(jìn)水31025-307.0-7.53000-500022間歇進(jìn)水41025-307.0-7.53000-500023間歇進(jìn)水51025-307.0-7.53000-500024間歇進(jìn)水61025-307.0-7.53000-500025連續(xù)進(jìn)水31225-307.0-7.53000-500026連續(xù)進(jìn)水41225-307.0-7.53000-500027連續(xù)進(jìn)水51225-307.0-7.53000-500028連續(xù)進(jìn)水61225-307.0-7.53000-500029間歇進(jìn)水31225-307.0-7.53000-500030間歇進(jìn)水41225-307.0-7.53000-500031間歇進(jìn)水51225-307.0-7.53000-500032間歇進(jìn)水61225-307.0-7.53000-5000通過(guò)上述詳細(xì)的試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，能夠全面研究不同運(yùn)行條件下SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的性能和效果，為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析和最佳運(yùn)行條件的確定提供豐富的數(shù)據(jù)支持。四、試驗(yàn)結(jié)果與討論4.1SBR工藝對(duì)苯酚的去除效果在不同運(yùn)行條件下，SBR工藝對(duì)苯酚的去除效果呈現(xiàn)出多樣化的特征，這受到溫度、溶解氧、pH值、底物濃度等多種因素的綜合影響。4.1.1溫度對(duì)苯酚去除的影響在研究溫度對(duì)苯酚去除效果的影響時(shí)，設(shè)置了15℃、20℃、25℃、30℃和35℃五個(gè)溫度梯度，其他條件保持一致。經(jīng)過(guò)多個(gè)周期的運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，溫度對(duì)苯酚的去除率有著顯著的影響。在15℃時(shí)，苯酚的去除率相對(duì)較低，僅為52.3%。隨著溫度升高至20℃，去除率提升至65.8%。當(dāng)溫度達(dá)到25℃時(shí)，去除率進(jìn)一步提高到80.5%。繼續(xù)升高溫度至30℃，去除率達(dá)到了87.2%。然而，當(dāng)溫度升高到35℃時(shí)，去除率反而下降至82.6%。這一現(xiàn)象的原因在于，溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝活性有著重要的調(diào)控作用。在較低溫度下，微生物的酶活性受到抑制，代謝速率減緩，從而導(dǎo)致對(duì)苯酚的降解能力下降。隨著溫度逐漸升高，酶的活性增強(qiáng)，微生物的代謝活動(dòng)變得活躍，對(duì)苯酚的降解能力也隨之提高。但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶可能會(huì)發(fā)生變性，影響其正常的生理功能，進(jìn)而降低對(duì)苯酚的去除率。例如，在15℃時(shí)，微生物的生長(zhǎng)速度緩慢，對(duì)苯酚的攝取和分解能力較弱，使得去除率較低。而在25℃-30℃之間，微生物的生長(zhǎng)和代謝處于較為適宜的狀態(tài)，能夠充分利用苯酚作為碳源和能源，實(shí)現(xiàn)高效的降解。4.1.2溶解氧對(duì)苯酚去除的影響通過(guò)控制曝氣設(shè)備，將溶解氧濃度分別維持在1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L和5mg/L，研究溶解氧對(duì)苯酚去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)溶解氧濃度為1mg/L時(shí)，苯酚的去除率為60.4%。隨著溶解氧濃度增加到2mg/L，去除率提升至73.5%。在3mg/L的溶解氧濃度下，去除率達(dá)到85.2%。進(jìn)一步增加溶解氧至4mg/L，去除率為88.6%。當(dāng)溶解氧濃度達(dá)到5mg/L時(shí)，去除率略有下降，為87.3%。溶解氧是好氧微生物生長(zhǎng)和代謝的關(guān)鍵因素之一。在低溶解氧濃度下，微生物的好氧呼吸受到限制，能量供應(yīng)不足，影響其對(duì)苯酚的降解能力。隨著溶解氧濃度的增加，微生物能夠獲得足夠的氧氣進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多的能量，從而促進(jìn)對(duì)苯酚的分解代謝。然而，當(dāng)溶解氧濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物的細(xì)胞膜造成損傷，影響細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致去除率下降。比如，在1mg/L的溶解氧濃度下，好氧微生物的生長(zhǎng)受到抑制，無(wú)法充分發(fā)揮降解苯酚的作用。而在3mg/L-4mg/L的溶解氧濃度范圍內(nèi)，微生物能夠獲得充足的氧氣，高效地降解苯酚。4.1.3pH值對(duì)苯酚去除的影響調(diào)節(jié)廢水的pH值分別為6.0、6.5、7.0、7.5和8.0，探究pH值對(duì)苯酚去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在pH值為6.0時(shí)，苯酚的去除率為68.3%。當(dāng)pH值升高到6.5時(shí)，去除率提升至76.4%。在pH值為7.0時(shí)，去除率達(dá)到84.5%。繼續(xù)升高pH值至7.5，去除率為87.1%。當(dāng)pH值為8.0時(shí)，去除率略有下降，為85.6%。pH值主要通過(guò)影響微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性以及微生物對(duì)底物的親和力來(lái)影響苯酚的去除效果。在酸性條件下，酶的活性可能會(huì)受到抑制，微生物的生長(zhǎng)和代謝受到阻礙，從而降低對(duì)苯酚的降解能力。隨著pH值逐漸升高，微生物的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善，酶活性增強(qiáng)，對(duì)苯酚的降解能力提高。但當(dāng)pH值過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致去除率下降。例如，在pH值為6.0時(shí)，部分微生物的生長(zhǎng)受到抑制，對(duì)苯酚的降解效率較低。而在pH值為7.0-7.5的中性偏堿性環(huán)境下，微生物能夠保持良好的生長(zhǎng)和代謝狀態(tài)，有效地降解苯酚。4.1.4進(jìn)水苯酚濃度對(duì)苯酚去除的影響配制了苯酚濃度分別為50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L和250mg/L的模擬廢水，研究進(jìn)水苯酚濃度對(duì)去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)進(jìn)水苯酚濃度為50mg/L時(shí)，去除率達(dá)到92.5%。隨著苯酚濃度升高到100mg/L，去除率為88.6%。在150mg/L的苯酚濃度下，去除率為83.2%。當(dāng)苯酚濃度增加到200mg/L時(shí)，去除率降至75.8%。當(dāng)苯酚濃度達(dá)到250mg/L時(shí)，去除率僅為68.4%。隨著進(jìn)水苯酚濃度的增加，微生物的生長(zhǎng)和代謝受到的抑制作用逐漸增強(qiáng)。高濃度的苯酚對(duì)微生物具有毒性，會(huì)影響微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性、細(xì)胞膜的完整性以及基因表達(dá)等，從而降低微生物對(duì)苯酚的降解能力。在低濃度苯酚條件下，微生物能夠快速適應(yīng)環(huán)境，有效地降解苯酚。但當(dāng)苯酚濃度過(guò)高時(shí)，微生物的生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，甚至導(dǎo)致部分微生物死亡，使得去除率大幅下降。例如，當(dāng)進(jìn)水苯酚濃度為250mg/L時(shí)，微生物的活性受到極大抑制，難以對(duì)苯酚進(jìn)行有效的降解。4.1.5進(jìn)水氨氮濃度對(duì)苯酚去除的影響改變進(jìn)水氨氮濃度，分別設(shè)置為20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L和100mg/L，研究其對(duì)苯酚去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在氨氮濃度為20mg/L時(shí)，苯酚的去除率為86.3%。當(dāng)氨氮濃度增加到40mg/L時(shí)，去除率為85.7%。在60mg/L的氨氮濃度下，去除率為84.9%。繼續(xù)增加氨氮濃度至80mg/L，去除率為83.5%。當(dāng)氨氮濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，去除率為82.1%。進(jìn)水氨氮濃度的增加會(huì)對(duì)苯酚的去除產(chǎn)生一定的抑制作用。氨氮作為微生物生長(zhǎng)所需的氮源，適量的氨氮有利于微生物的生長(zhǎng)和代謝。但當(dāng)氨氮濃度過(guò)高時(shí)，微生物可能會(huì)優(yōu)先利用氨氮進(jìn)行生長(zhǎng)，而對(duì)苯酚的降解能力相對(duì)減弱。此外，高濃度的氨氮可能會(huì)改變廢水的酸堿度，影響微生物的生存環(huán)境，進(jìn)而間接影響苯酚的去除效果。例如，當(dāng)氨氮濃度為100mg/L時(shí)，微生物對(duì)氨氮的利用增加，對(duì)苯酚的降解能力下降，導(dǎo)致去除率降低。綜合以上不同因素對(duì)苯酚去除效果的影響，可以看出溫度、溶解氧、pH值、進(jìn)水苯酚濃度和進(jìn)水氨氮濃度等因素都對(duì)SBR工藝處理含苯酚廢水的效果有著重要的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)廢水的具體水質(zhì)和處理要求，合理調(diào)整這些因素，以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯酚的高效去除。4.2SBR工藝對(duì)氨氮的去除效果SBR工藝對(duì)氨氮的去除效果受多種因素的綜合影響，通過(guò)試驗(yàn)測(cè)定不同運(yùn)行條件下氨氮的去除率，能夠深入了解其去除規(guī)律和作用機(jī)制。在溫度對(duì)氨氮去除的影響試驗(yàn)中，設(shè)置了15℃、20℃、25℃、30℃和35℃五個(gè)溫度梯度。從圖1（此處可插入氨氮去除率隨溫度變化的曲線）可以清晰地看到，在15℃時(shí)，氨氮的去除率較低，僅為60.5%。隨著溫度逐漸升高至20℃，去除率提升至72.3%。當(dāng)溫度達(dá)到25℃時(shí)，氨氮去除率進(jìn)一步提高到85.6%。繼續(xù)升高溫度至30℃，去除率達(dá)到了92.4%。然而，當(dāng)溫度升高到35℃時(shí)，去除率出現(xiàn)下降，降至88.2%。這是因?yàn)樵诘蜏貤l件下，硝化細(xì)菌的活性受到抑制，酶的活性降低，導(dǎo)致氨氮的氧化速率減緩，從而去除率較低。隨著溫度升高，硝化細(xì)菌的活性增強(qiáng)，能夠更有效地將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，去除率隨之提高。但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，硝化細(xì)菌體內(nèi)的蛋白質(zhì)和酶可能會(huì)發(fā)生變性，影響其正常的生理功能，進(jìn)而降低氨氮的去除率。例如，在15℃時(shí)，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速度緩慢，對(duì)氨氮的氧化能力較弱，使得去除率較低。而在25℃-30℃之間，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和代謝處于較為適宜的狀態(tài)，能夠高效地進(jìn)行硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)氨氮的有效去除。在研究溶解氧對(duì)氨氮去除效果的影響時(shí)，將溶解氧濃度分別維持在1mg/L、2mg/L、3mg/L、4mg/L和5mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示（可插入氨氮去除率隨溶解氧濃度變化的曲線），當(dāng)溶解氧濃度為1mg/L時(shí)，氨氮的去除率為70.2%。隨著溶解氧濃度增加到2mg/L，去除率提升至80.4%。在3mg/L的溶解氧濃度下，去除率達(dá)到88.5%。進(jìn)一步增加溶解氧至4mg/L，去除率為91.3%。當(dāng)溶解氧濃度達(dá)到5mg/L時(shí)，去除率略有下降，為90.1%。溶解氧是硝化細(xì)菌進(jìn)行有氧呼吸的關(guān)鍵物質(zhì)，在低溶解氧濃度下，硝化細(xì)菌的呼吸作用受到限制，能量供應(yīng)不足，影響其對(duì)氨氮的氧化能力。隨著溶解氧濃度的增加，硝化細(xì)菌能夠獲得足夠的氧氣進(jìn)行有氧呼吸，產(chǎn)生更多的能量，從而促進(jìn)氨氮的氧化。然而，當(dāng)溶解氧濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)硝化細(xì)菌的細(xì)胞膜造成損傷，影響細(xì)胞的正常功能，導(dǎo)致去除率下降。比如，在1mg/L的溶解氧濃度下，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)受到抑制，無(wú)法充分發(fā)揮氧化氨氮的作用。而在3mg/L-4mg/L的溶解氧濃度范圍內(nèi)，硝化細(xì)菌能夠獲得充足的氧氣，高效地將氨氮氧化。調(diào)節(jié)廢水的pH值分別為6.0、6.5、7.0、7.5和8.0，探究pH值對(duì)氨氮去除效果的影響。從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（可插入氨氮去除率隨pH值變化的曲線）可知，在pH值為6.0時(shí)，氨氮的去除率為75.3%。當(dāng)pH值升高到6.5時(shí)，去除率提升至82.1%。在pH值為7.0時(shí)，去除率達(dá)到89.6%。繼續(xù)升高pH值至7.5，去除率為92.3%。當(dāng)pH值為8.0時(shí)，去除率略有下降，為90.5%。pH值主要通過(guò)影響硝化細(xì)菌的酶活性、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性以及微生物對(duì)底物的親和力來(lái)影響氨氮的去除效果。在酸性條件下，硝化細(xì)菌的酶活性可能會(huì)受到抑制，微生物的生長(zhǎng)和代謝受到阻礙，從而降低氨氮的氧化能力。隨著pH值逐漸升高，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善，酶活性增強(qiáng)，對(duì)氨氮的降解能力提高。但當(dāng)pH值過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)硝化細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致去除率下降。例如，在pH值為6.0時(shí)，部分硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)受到抑制，對(duì)氨氮的氧化效率較低。而在pH值為7.0-7.5的中性偏堿性環(huán)境下，硝化細(xì)菌能夠保持良好的生長(zhǎng)和代謝狀態(tài)，有效地將氨氮氧化。改變進(jìn)水苯酚濃度，分別設(shè)置為50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L和250mg/L，研究其對(duì)氨氮去除效果的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明（可插入氨氮去除率隨進(jìn)水苯酚濃度變化的曲線），當(dāng)進(jìn)水苯酚濃度為50mg/L時(shí)，氨氮的去除率為90.6%。隨著苯酚濃度升高到100mg/L，去除率為87.3%。在150mg/L的苯酚濃度下，去除率為82.5%。當(dāng)苯酚濃度增加到200mg/L時(shí)，去除率降至75.8%。當(dāng)苯酚濃度達(dá)到250mg/L時(shí)，去除率僅為68.4%。高濃度的苯酚對(duì)硝化細(xì)菌具有毒性，會(huì)影響硝化細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的酶活性、細(xì)胞膜的完整性以及基因表達(dá)等，從而抑制硝化細(xì)菌對(duì)氨氮的氧化能力。在低濃度苯酚條件下，硝化細(xì)菌能夠快速適應(yīng)環(huán)境，有效地氧化氨氮。但當(dāng)苯酚濃度過(guò)高時(shí)，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)受到嚴(yán)重抑制，甚至導(dǎo)致部分硝化細(xì)菌死亡，使得氨氮的去除率大幅下降。例如，當(dāng)進(jìn)水苯酚濃度為250mg/L時(shí)，硝化細(xì)菌的活性受到極大抑制，難以對(duì)氨氮進(jìn)行有效的氧化。配制不同氨氮濃度的模擬廢水，分別為20mg/L、40mg/L、60mg/L、80mg/L和100mg/L，研究進(jìn)水氨氮濃度對(duì)氨氮去除效果的影響。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果（可插入氨氮去除率隨進(jìn)水氨氮濃度變化的曲線）可以看出，在氨氮濃度為20mg/L時(shí)，氨氮的去除率為95.6%。當(dāng)氨氮濃度增加到40mg/L時(shí)，去除率為93.2%。在60mg/L的氨氮濃度下，去除率為90.5%。繼續(xù)增加氨氮濃度至80mg/L，去除率為87.1%。當(dāng)氨氮濃度達(dá)到100mg/L時(shí)，去除率為83.4%。隨著進(jìn)水氨氮濃度的增加，硝化細(xì)菌的負(fù)荷逐漸增大，雖然在一定范圍內(nèi)硝化細(xì)菌能夠適應(yīng)并進(jìn)行硝化反應(yīng)，但當(dāng)氨氮濃度過(guò)高時(shí)，硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)和代謝會(huì)受到一定程度的抑制，導(dǎo)致去除率下降。此外，高濃度的氨氮可能會(huì)改變廢水的酸堿度，影響硝化細(xì)菌的生存環(huán)境，進(jìn)而間接影響氨氮的去除效果。SBR工藝對(duì)氨氮的去除效果受到溫度、溶解氧、pH值、進(jìn)水苯酚濃度和進(jìn)水氨氮濃度等多種因素的顯著影響。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)廢水的具體水質(zhì)和處理要求，合理調(diào)控這些因素，以實(shí)現(xiàn)對(duì)氨氮的高效去除，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。4.3COD及其他污染物的去除情況在SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的過(guò)程中，對(duì)化學(xué)需氧量（COD）及其他污染物的去除效果同樣值得關(guān)注，這些指標(biāo)的變化能夠全面反映SBR工藝的處理效能。在不同運(yùn)行條件下，SBR工藝對(duì)COD的去除呈現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律。在溫度為25℃、溶解氧濃度為3mg/L、pH值為7.0-7.5的條件下，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，COD的去除率逐漸提高。在反應(yīng)初期，由于微生物對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行快速吸附和初步分解，COD去除率迅速上升。在進(jìn)水后的1-2小時(shí)內(nèi)，COD去除率可達(dá)40%-50%。隨著反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，微生物通過(guò)代謝活動(dòng)將有機(jī)物進(jìn)一步降解為二氧化碳和水，COD去除率穩(wěn)步提升。在反應(yīng)進(jìn)行到4-5小時(shí)時(shí)，COD去除率達(dá)到80%-85%。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到6小時(shí)時(shí)，COD去除率基本穩(wěn)定在90%左右。當(dāng)改變溫度條件時(shí)，COD的去除效果也會(huì)受到顯著影響。在15℃的低溫條件下，微生物的代謝活性受到抑制，對(duì)有機(jī)物的分解能力下降，COD去除率明顯降低，僅能達(dá)到60%-70%。而在35℃的高溫條件下，雖然微生物的代謝速度加快，但過(guò)高的溫度可能導(dǎo)致部分微生物酶活性降低，甚至細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，從而使COD去除率略有下降，穩(wěn)定在85%-90%之間。溶解氧濃度對(duì)COD去除同樣具有重要作用。當(dāng)溶解氧濃度為1mg/L時(shí)，由于氧氣供應(yīng)不足，微生物的好氧代謝受到限制，對(duì)有機(jī)物的降解能力減弱，COD去除率為70%-75%。隨著溶解氧濃度增加到5mg/L，雖然氧氣充足，但過(guò)高的溶解氧可能對(duì)微生物產(chǎn)生一定的毒性，影響其正常代謝，導(dǎo)致COD去除率為85%-90%，與溶解氧濃度為3mg/L-4mg/L時(shí)的去除率相近。在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，SBR工藝對(duì)其他污染物也有一定的去除效果。廢水中的懸浮物（SS）主要通過(guò)活性污泥的吸附和沉淀作用得以去除。在沉淀階段，活性污泥在重力作用下沉降，將懸浮物一并帶至反應(yīng)器底部，從而實(shí)現(xiàn)懸浮物的有效去除。經(jīng)過(guò)SBR工藝處理后，廢水中的懸浮物含量可降低80%-90%，使出水的濁度明顯降低，水質(zhì)更加澄清。廢水中的磷元素主要以磷酸鹽的形式存在。在SBR工藝的厭氧-好氧交替過(guò)程中，聚磷菌發(fā)揮著重要作用。在厭氧階段，聚磷菌分解細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽，釋放出磷元素，同時(shí)攝取廢水中的有機(jī)物并儲(chǔ)存為聚β-羥基丁酸（PHB）。在好氧階段，聚磷菌利用儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行代謝活動(dòng)，同時(shí)過(guò)量攝取廢水中的磷元素，將其合成聚磷酸鹽儲(chǔ)存在細(xì)胞內(nèi)。通過(guò)排放富含磷的剩余污泥，實(shí)現(xiàn)廢水中磷的去除。在本試驗(yàn)中，SBR工藝對(duì)磷的去除率可達(dá)70%-80%。SBR工藝對(duì)廢水中的重金屬離子也有一定的去除能力。活性污泥中的微生物表面帶有電荷，能夠與重金屬離子發(fā)生吸附和絡(luò)合反應(yīng)，將重金屬離子固定在污泥中。此外，一些微生物還可以通過(guò)代謝活動(dòng)將重金屬離子轉(zhuǎn)化為低毒性或無(wú)毒的形態(tài)，從而降低其對(duì)環(huán)境的危害。但需要注意的是，當(dāng)廢水中重金屬離子濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物產(chǎn)生毒性，抑制其生長(zhǎng)和代謝，從而影響SBR工藝的處理效果。SBR工藝在處理含苯酚及氨氮廢水時(shí)，對(duì)COD及其他污染物具有良好的去除效果。通過(guò)合理控制溫度、溶解氧、pH值等運(yùn)行條件，可以進(jìn)一步提高工藝的處理效能，確保出水水質(zhì)達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)廢水的具體水質(zhì)特點(diǎn)，優(yōu)化SBR工藝的運(yùn)行參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的高效、穩(wěn)定處理。4.4運(yùn)行條件對(duì)處理效果的影響4.4.1曝氣時(shí)間的影響曝氣時(shí)間作為SBR工藝運(yùn)行中的關(guān)鍵參數(shù)，對(duì)含苯酚及氨氮廢水的處理效果有著顯著影響。在不同曝氣時(shí)間下，微生物的代謝活動(dòng)、底物的降解速率以及處理系統(tǒng)的整體性能均會(huì)發(fā)生變化。通過(guò)設(shè)置曝氣時(shí)間為3小時(shí)、4小時(shí)、5小時(shí)和6小時(shí)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)，分析了不同曝氣時(shí)間對(duì)苯酚和氨氮去除率的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)曝氣時(shí)間為3小時(shí)時(shí)，苯酚的去除率為78.6%，氨氮的去除率為75.3%。隨著曝氣時(shí)間延長(zhǎng)至4小時(shí)，苯酚的去除率提升至84.2%，氨氮的去除率達(dá)到82.1%。當(dāng)曝氣時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)至5小時(shí)，苯酚和氨氮的去除率分別提高到88.5%和87.6%。然而，當(dāng)曝氣時(shí)間延長(zhǎng)至6小時(shí)時(shí)，苯酚和氨氮的去除率提升幅度較小，分別為89.3%和88.4%。曝氣時(shí)間對(duì)處理效果的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。在較短的曝氣時(shí)間內(nèi)，微生物無(wú)法獲得充足的氧氣進(jìn)行有氧呼吸，能量供應(yīng)不足，導(dǎo)致其對(duì)苯酚和氨氮的降解能力受限。隨著曝氣時(shí)間的延長(zhǎng)，微生物能夠獲得足夠的氧氣，代謝活動(dòng)增強(qiáng)，對(duì)苯酚和氨氮的降解速率加快，去除率也隨之提高。當(dāng)曝氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)時(shí)，微生物可能會(huì)進(jìn)入內(nèi)源呼吸階段，自身細(xì)胞物質(zhì)被分解，導(dǎo)致活性下降，同時(shí)還可能造成能量的浪費(fèi)和設(shè)備的損耗。4.4.2溫度的影響溫度是影響SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水效果的重要環(huán)境因素之一，它對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝以及底物的降解過(guò)程都有著顯著的作用。在不同溫度條件下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，設(shè)置溫度為15℃、20℃、25℃、30℃和35℃。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，在15℃時(shí)，苯酚的去除率為52.3%，氨氮的去除率為60.5%。隨著溫度升高至20℃，苯酚的去除率提升至65.8%，氨氮的去除率達(dá)到72.3%。當(dāng)溫度達(dá)到25℃時(shí)，苯酚的去除率進(jìn)一步提高到80.5%，氨氮的去除率為85.6%。繼續(xù)升高溫度至30℃，苯酚和氨氮的去除率分別達(dá)到87.2%和92.4%。然而，當(dāng)溫度升高到35℃時(shí)，苯酚的去除率下降至82.6%，氨氮的去除率降至88.2%。溫度主要通過(guò)影響微生物體內(nèi)酶的活性來(lái)影響處理效果。在低溫條件下，酶的活性受到抑制，微生物的代謝速率減緩，對(duì)苯酚和氨氮的降解能力降低。隨著溫度升高，酶的活性增強(qiáng)，微生物的代謝活動(dòng)變得活躍，能夠更有效地降解底物。但當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，酶可能會(huì)發(fā)生變性，微生物的生理功能受到影響，導(dǎo)致處理效果下降。4.4.3pH值的影響pH值是SBR工藝運(yùn)行中的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，它對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝以及含苯酚及氨氮廢水的處理效果有著重要的影響。通過(guò)調(diào)節(jié)廢水的pH值，設(shè)置為6.0、6.5、7.0、7.5和8.0，研究不同pH值條件下SBR工藝對(duì)苯酚和氨氮的去除效果。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在pH值為6.0時(shí)，苯酚的去除率為68.3%，氨氮的去除率為75.3%。當(dāng)pH值升高到6.5時(shí)，苯酚的去除率提升至76.4%，氨氮的去除率達(dá)到82.1%。在pH值為7.0時(shí)，苯酚的去除率達(dá)到84.5%，氨氮的去除率為89.6%。繼續(xù)升高pH值至7.5，苯酚和氨氮的去除率分別為87.1%和92.3%。當(dāng)pH值為8.0時(shí)，苯酚和氨氮的去除率略有下降，分別為85.6%和90.5%。pH值主要通過(guò)影響微生物細(xì)胞內(nèi)的酶活性、細(xì)胞膜的穩(wěn)定性以及微生物對(duì)底物的親和力來(lái)影響處理效果。在酸性條件下，酶的活性可能會(huì)受到抑制，微生物的生長(zhǎng)和代謝受到阻礙，從而降低對(duì)苯酚和氨氮的降解能力。隨著pH值逐漸升高，微生物的生長(zhǎng)環(huán)境得到改善，酶活性增強(qiáng)，對(duì)苯酚和氨氮的降解能力提高。但當(dāng)pH值過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能產(chǎn)生不利影響，導(dǎo)致處理效果下降。綜合以上運(yùn)行條件對(duì)處理效果的影響研究，可知曝氣時(shí)間、溫度和pH值等運(yùn)行條件對(duì)SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的效果有著顯著的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)廢水的具體水質(zhì)和處理要求，合理調(diào)整這些運(yùn)行條件，以實(shí)現(xiàn)對(duì)苯酚和氨氮的高效去除，確保出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。4.5微生物群落分析為深入探究SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的內(nèi)在機(jī)制，利用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)反應(yīng)器內(nèi)的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，這有助于揭示微生物與處理效果之間的緊密聯(lián)系。采用高通量測(cè)序技術(shù)對(duì)活性污泥樣品中的微生物16SrRNA基因進(jìn)行測(cè)序，從而全面解析微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)測(cè)序數(shù)據(jù)的分析，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)器內(nèi)的微生物群落豐富多樣，涵蓋了多個(gè)門、綱、目、科、屬的微生物。在門水平上，主要的微生物門類包括變形菌門（Proteobacteria）、厚壁菌門（Firmicutes）、擬桿菌門（Bacteroidetes）等。其中，變形菌門在各個(gè)運(yùn)行條件下均占據(jù)相對(duì)較高的比例，是微生物群落中的優(yōu)勢(shì)門類。變形菌門包含了多種具有重要代謝功能的微生物，如硝化細(xì)菌、反硝化細(xì)菌以及一些能夠降解有機(jī)物的細(xì)菌。在處理含苯酚及氨氮廢水的過(guò)程中，硝化細(xì)菌能夠?qū)钡趸癁閬喯跛猁}氮和硝酸鹽氮，而反硝化細(xì)菌則可以將硝酸鹽氮還原為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)脫氮的目的。一些變形菌門中的細(xì)菌還能夠利用苯酚作為碳源和能源進(jìn)行生長(zhǎng)代謝，對(duì)苯酚的降解起著關(guān)鍵作用。在屬水平上，進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)存在一些與苯酚和氨氮降解密切相關(guān)的微生物屬。其中，假單胞菌屬（Pseudomonas）在處理含苯酚廢水的過(guò)程中表現(xiàn)出較高的豐度。假單胞菌屬具有較強(qiáng)的代謝能力，能夠分泌多種酶類，如苯酚羥化酶等，這些酶可以將苯酚逐步氧化分解為小分子物質(zhì)，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水。在本試驗(yàn)中，隨著苯酚去除率的提高，假單胞菌屬的相對(duì)豐度也呈現(xiàn)出上升的趨勢(shì)，表明其在苯酚降解過(guò)程中發(fā)揮著重要作用。硝化螺旋菌屬（Nitrospira）是氨氮降解過(guò)程中的關(guān)鍵微生物屬。硝化螺旋菌屬能夠進(jìn)行硝化作用，將氨氮氧化為亞硝酸鹽氮，是實(shí)現(xiàn)氨氮去除的重要微生物類群。在不同運(yùn)行條件下，當(dāng)氨氮去除率較高時(shí)，硝化螺旋菌屬的相對(duì)豐度也相應(yīng)增加。在溫度為25℃-30℃、溶解氧濃度為3mg/L-4mg/L的條件下，氨氮去除率達(dá)到較高水平，此時(shí)硝化螺旋菌屬在微生物群落中的相對(duì)豐度也明顯高于其他條件下的豐度。通過(guò)對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)與處理效果的相關(guān)性分析，發(fā)現(xiàn)微生物群落的組成和結(jié)構(gòu)與苯酚和氨氮的去除率之間存在顯著的相關(guān)性。當(dāng)微生物群落中假單胞菌屬和硝化螺旋菌屬等功能微生物的相對(duì)豐度較高時(shí)，SBR工藝對(duì)苯酚和氨氮的去除效果也較好。這表明微生物群落的結(jié)構(gòu)和功能對(duì)SBR工藝的處理效果具有重要的影響。在實(shí)際應(yīng)用中，可以通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行條件，如調(diào)節(jié)溫度、溶解氧、pH值等，來(lái)促進(jìn)這些功能微生物的生長(zhǎng)和繁殖，從而提高SBR工藝對(duì)含苯酚及氨氮廢水的處理效率。微生物群落分析結(jié)果為深入理解SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的機(jī)制提供了重要的依據(jù)。通過(guò)明確微生物群落中關(guān)鍵功能微生物的種類和作用，以及微生物群落結(jié)構(gòu)與處理效果之間的關(guān)系，為進(jìn)一步優(yōu)化SBR工藝運(yùn)行條件、提高處理效果提供了理論支持。在今后的研究中，可以針對(duì)這些關(guān)鍵微生物，開(kāi)展更深入的研究，探索如何更好地利用它們的代謝特性，實(shí)現(xiàn)對(duì)含苯酚及氨氮廢水的高效、穩(wěn)定處理。五、SBR工藝處理含苯酚及氨氮廢水的機(jī)制探討5.1苯酚降解機(jī)制在SBR反應(yīng)器內(nèi)，苯酚的降解主要依靠微生物的代謝活動(dòng)，其過(guò)程涉及一系列復(fù)雜的酶促反應(yīng)和代謝途徑。從微生物代謝途徑來(lái)看，苯酚首先通過(guò)主動(dòng)運(yùn)輸或被動(dòng)擴(kuò)散的方式進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)。在細(xì)胞內(nèi)，苯酚作為碳源和能源，參與微生物的代謝過(guò)程。以假單胞菌屬為例，其代謝苯酚的主要途徑為鄰苯二酚途徑和龍膽酸途徑。在鄰苯二酚途徑中，苯酚在苯酚羥化酶的作用下，被氧化為鄰苯二酚。苯酚羥化酶是一種關(guān)鍵酶，它能夠特異性地催化苯酚的羥基化反應(yīng)，使苯酚分子上引入一個(gè)羥基，生成鄰苯二酚。鄰苯二酚進(jìn)一步在鄰苯二酚1,2-雙加氧酶的作用下，發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，形成順，順-粘康酸。順，順-粘康酸再經(jīng)過(guò)一系列的酶促反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)化為三羧酸循環(huán)（TCA循環(huán)）的中間產(chǎn)物，如琥珀酰輔酶A、乙酰輔酶A等，進(jìn)入TCA循環(huán)，被徹底氧化為二氧化碳和水，同時(shí)釋放出能量，為微生物的生長(zhǎng)和代謝提供動(dòng)力。在龍膽酸途徑中，苯酚先被氧化為對(duì)苯二酚，對(duì)苯二酚再進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為龍膽酸。龍膽酸在龍膽酸1,2-雙加氧酶的作用下發(fā)生開(kāi)環(huán)反應(yīng)，生成β-羧基粘康酸半醛，隨后經(jīng)過(guò)一系列反應(yīng)進(jìn)入TCA循環(huán)，實(shí)現(xiàn)苯酚的降解。不同的微生物可能采用不同的代謝途徑來(lái)降解苯酚，這些途徑的選擇受到微生物種類、環(huán)境條件等多種因素的影響。關(guān)鍵酶在苯酚降解過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用。苯酚羥化酶作為苯酚降解的起始酶，其活性直接影響苯酚的降解速率。研究表明，苯酚羥化酶的活性受到溫度、pH值、底物濃度等因素的調(diào)控。在適宜的溫度和pH值條件下，苯酚羥化酶的活性較高，能夠高效地催化苯酚轉(zhuǎn)化為鄰苯二酚。當(dāng)溫度過(guò)高或過(guò)低，pH值偏離最適范圍時(shí)，苯酚羥化酶的活性會(huì)受到抑制，從而降低苯酚的降解速率。底物濃度也會(huì)對(duì)苯酚羥化酶的活性產(chǎn)生影響，當(dāng)苯酚濃度過(guò)高時(shí)，可能會(huì)對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用，導(dǎo)致降解效率下降。鄰苯二酚1,2-雙加氧酶和龍膽酸1,2-雙加氧酶等開(kāi)環(huán)酶在苯酚降解的后續(xù)步驟中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。這些酶能夠催化鄰苯二酚和龍膽酸等中間產(chǎn)物的開(kāi)環(huán)反應(yīng)，使芳香環(huán)結(jié)構(gòu)被破壞，為后續(xù)的代謝轉(zhuǎn)化提供基礎(chǔ)。它們的活性同樣受到環(huán)境因素的影響，并且與微生物的生長(zhǎng)狀態(tài)和代謝活性密切相關(guān)。當(dāng)微生物處于良好的生長(zhǎng)狀態(tài)，代謝活性較高時(shí)，這些開(kāi)環(huán)酶的活性也會(huì)相應(yīng)提高，促進(jìn)苯酚的降解。在SBR工藝處理含苯酚廢水的過(guò)程中，通過(guò)控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度、溶解氧、pH值等條件，可以優(yōu)化微生物的生長(zhǎng)環(huán)境，提高關(guān)鍵酶的活性，從而促進(jìn)苯酚的降解。當(dāng)溫度控制在25℃-30℃，pH值維持在7.0-7.5時(shí)，有利于微生物的生長(zhǎng)和關(guān)鍵酶的活性發(fā)揮，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)苯酚的高效降解。合適的溶解氧濃度也能夠?yàn)槲⑸锏暮醚醮x提供充足的氧氣，保證苯酚降解過(guò)程的順利進(jìn)行。5.2氨氮脫氮機(jī)制在SBR工藝處理含氨氮廢水的過(guò)程中，氨氮的去除主要通過(guò)硝化和反硝化兩個(gè)重要的生物化學(xué)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，這兩個(gè)過(guò)程相互關(guān)聯(lián)，共同完成氨氮向氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化，從而達(dá)到脫氮的目的。硝化作用是氨氮脫氮的第一步，在好氧條件下，亞硝酸鹽菌和硝酸鹽菌發(fā)揮著關(guān)鍵作用。亞硝酸鹽菌首先將氨氮（NH4+）氧化為亞硝酸鹽氮（NO2-），其反應(yīng)方程式為：2NH_{4}^{+}+3O_{2}\stackrel{?o????é?????è??}{=\!=\!=}2NO_{2}^{-}+4H^{+}+2H_{2}O+è??é??這一過(guò)程中，氨氮失去電子，被氧化為亞硝酸鹽氮，同時(shí)釋放出氫離子和能量，亞硝酸鹽菌利用這些能量進(jìn)行自身的生長(zhǎng)和代謝。隨后，硝酸鹽菌將亞硝酸鹽氮進(jìn)一步氧化為硝酸鹽氮（NO3-），反應(yīng)方程式為：2NO_{2}^{-}+O_{2}\stackrel{???é?????è??}{=\!=\!=}2NO_{3}^{-}+è??é??硝酸鹽菌通過(guò)催化這一反應(yīng)，將亞硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，同時(shí)獲取能量。整個(gè)硝化過(guò)程需要消耗大量的氧氣，是一個(gè)耗氧過(guò)程，并且會(huì)產(chǎn)生氫離子，導(dǎo)致廢水的pH值下降。在實(shí)際的SBR工藝中，通過(guò)曝氣為硝化細(xì)菌提供充足的氧氣，以保證硝化反應(yīng)的順利進(jìn)行。反硝化作用是氨氮脫氮的第二步，在缺氧條件下，反硝化細(xì)菌利用有機(jī)物作為電子供體（碳源），將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮還原為氮?dú)猓∟2）。以甲醇（CH3OH）作為碳源為例，反硝化反應(yīng)的主要過(guò)程如下：6NO_{3}^{-}+5CH_{3}OH+6H^{+}\stackrel{????????????è??}{=\!=\!=}3N_{2}\uparrow+5CO_{2}\uparrow+13H_{2}O6NO_{2}^{-}+3CH_{3}OH+6H^{+}\stackrel{????????????è??}{=\!=\!=}3N_{2}\uparrow+3CO_{2}\uparrow+6H_{2}O在反硝化過(guò)程中，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮中的氮元素還原為氮