pH、NO3-、NO2-離子選擇性微電極的研制及在活性污泥中的應(yīng)用研究.pdf

1、生物處理技術(shù)己經(jīng)被廣泛應(yīng)用于當(dāng)代城市污水處理中，但是由于缺乏微觀測(cè)定工具，如何建立微觀系統(tǒng)內(nèi)各種生化反應(yīng)發(fā)生條件與水質(zhì)指標(biāo)之間的關(guān)系仍是一個(gè)難題。研究微環(huán)境中的各種反應(yīng)是建立微觀機(jī)理的基礎(chǔ)，是評(píng)價(jià)實(shí)際污水處理中操作條件是否經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵，因此研制開發(fā)一種用于微環(huán)境研究的離子選擇性微電極(ISE)具有重要的意義。
　　 本文對(duì)pH、NO3-和NO2-離子選擇性微電極的制作方法及性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　 在研制出性能良好的微電

2、極的基礎(chǔ)上，改變進(jìn)水NH3-N濃度，驗(yàn)證了微電極應(yīng)用于活性污泥絮體微觀研究的可行性，并通過改變反應(yīng)器混合液的pH值，研究了pH值對(duì)反應(yīng)期活性污泥絮體內(nèi)硝化反應(yīng)的影響。主要研究成果如下:
　　 (1)pH微電極的線性響應(yīng)范圍為pH=4～10，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為-59.945mV/PH，線性回歸系數(shù)達(dá)到0.9991;在pH=6.5～8.5的范圍內(nèi)有良好的重現(xiàn)性，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為-55.958mv/PH，線性回歸系數(shù)達(dá)到0.9996;電極響

3、應(yīng)時(shí)間t90≤30s;壽命一般在8～12d;
　　 (2)硝酸鹽微電極的線性響應(yīng)范圍為10-2～10-5mol/L，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為57.647mV/-log[N03]，回歸系數(shù)達(dá)到0.9993，檢測(cè)極限為3.16×10-6mol/L;響應(yīng)時(shí)間短，t90≤5s;使用壽命較長(zhǎng)，為5d左右;電極對(duì)HCO3-、Cl-和NO2-的選擇性系數(shù)分別為-0.0078、0.013和-0.031，電極受干擾程度的大小順序?yàn)?NO2->Cl->HCO

4、3-;
　　 (3)亞硝酸鹽微電極的線性響應(yīng)范圍為10-1～10-6mol/L，標(biāo)準(zhǔn)曲線斜率為59.086mV/-log[NO2]，回歸系數(shù)達(dá)到0.9946;電極響應(yīng)時(shí)間t90≤5s;使用壽命很短，僅5～8h;對(duì)HCO3-、Cl-和NO3-的選擇性系數(shù)分別為0.0037、-0.0135和-0.0103，電極受干擾程度的大小順序?yàn)?Cl->NO3->HCO3-;
　　 (4)微電極測(cè)定絮體中DO為1.95mg/L時(shí)，絮體處

5、于好氧狀態(tài)，只發(fā)生硝化反應(yīng)，氨氮轉(zhuǎn)化率高;DO為0.24mg/L時(shí)硝化反應(yīng)受到抑制，氨氮轉(zhuǎn)化率降低。NH3-N的轉(zhuǎn)化率隨進(jìn)水NH3-N濃度增大而減小，進(jìn)水NH3-N為6.5mg/L時(shí)，硝化完全。硝化反應(yīng)和COD的去除可同時(shí)進(jìn)行，但二者存在一定的競(jìng)爭(zhēng)，NH3-轉(zhuǎn)化率隨COD去除率的增大而減小;
　　 (5)pH對(duì)硝化作用的影響試驗(yàn)結(jié)果表明:氨氮轉(zhuǎn)化率隨pH值的增大而增大。pH=6.5時(shí)，氨氮轉(zhuǎn)化率僅為38.4％，pH=8.5時(shí)，氨

6、氮轉(zhuǎn)化率達(dá)到90.4％。pH值越大，硝化菌對(duì)DO的競(jìng)爭(zhēng)能力越強(qiáng)，硝化速率越大，反應(yīng)越完全，試驗(yàn)證明硝化反應(yīng)的最適pH=8.5。微電極實(shí)現(xiàn)了硝化反應(yīng)和有機(jī)物分解耗氧的量化，pH二6.5時(shí)，硝化反應(yīng)消耗的DO僅占總耗氧量的18.1％，pH=8.5時(shí)，硝化反應(yīng)消耗的DO高達(dá)總耗氧量的91.2％。與pH=6.5和7.5相比，pH=8.5時(shí)的最小DO濃度僅為0.66mg/L，而硝化卻最完全，說明pH=6.5和7.5時(shí)，DO是充足的，不完全的硝化反