城镇生活污水处理厂出水硝酸盐浓度及同位素组成的影响因素

来源：环境科学杂志2023年第1期北京时间：

作者：张东,葛文彪,赵爱萍,高振朋,陈昊,张琮,蒋浩,吴文阳,廖琪,李成杰,黄兴宇,麻冰涓

单位：河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,康达环保水务有限公司, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,中国科学院武汉植物园, 武汉 430074,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000,河南理工大学资源环境学院, 焦作 454000

摘要：城镇生活污水是地表水硝酸盐(NO-₃)的重要来源,但其NO-₃浓度和同位素组成(δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃)仍不明确,特别是污水处理工艺对出水NO-₃浓度、δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃影响仍不清楚.选择焦作市污水处理厂作为研究载体,每隔8 h收集污水厂进水、二沉池出水以及总排口出水样品,连续收集3 d,分析NH+₄浓度、NO-₃浓度以及δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃组成变化,说明处理工艺对氮转化、出水NO-₃浓度及δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃组成的影响过程.结果发现:① ρ(NH+₄)均值在进水口为(22.86±2.16) mg·L-1,二沉池出水降低至(3.78±1.98) mg·L-1,总排口出水减小到(2.70±1.98) mg·L-1;进水ρ(NO-₃)中间值为0.62 mg·L-1,二沉池出水ρ(NO-₃)均值升高至(33.48±3.10) mg·L-1,总排口出水ρ(NO-₃)均值增加到(37.20±4.34) mg·L-1;②进水δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃均值分别为(17.1±10.7)‰和(19.2±2.2)‰,二沉池出水δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃中间值分别为11.9‰和6.4‰,总排口出水δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃均值分别为(12.6±1.9)‰和(5.7±0.8)‰;③进水NH+₄浓度与二沉池出水和总排口出水NH+₄浓度存在显著差异(P<0.05),二沉池出水NH+₄浓度降低与好氧处理工艺中NH+₄发生硝化作用有关,二沉池出水NH+₄浓度与总排口出水NH+₄浓度不存在显著差异(P>0.05);④进水NO-₃浓度与二沉池出水和总排口出水NO-₃浓度存在显著差异(P<0.05),进水NO-₃浓度极低,但δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃均值较高,可能与生活污水在管道运输过程中发生反硝化作用有关;二沉池和总排口出水NO-₃浓度显著升高(P<0.05),但δ18 O-NO-₃均值显著降低(P<0.05),与NH+₄硝化过程中水的参与有关.研究结果说明污水处理厂好氧和厌氧处理过程对出水NO-₃浓度和同位素组成的影响,为借助δ15 N-NO-₃和δ18 O-NO-₃均值辨识生活污水对地表水硝酸盐的贡献提供科学依据.

关键词：城镇污水处理厂,氨盐,硝酸盐,氮转化,氮和氧同位素,