污水厂氧化亚氮(N2 O)排放的简易活性测试法开发与验证

本研究针对污水处理厂(STPs)温室气体N2 O排放量化难题，开发了基于气体剥离法的简易活性测试法。通过验证溶解氧(DN2 O)与气相N2 O(GN2 O)的强相关性(R2 =0.997)，建立了稳定可靠的检测体系，为STPs温室气体管控提供了实用工具。

　　

在全球气候变化加剧的背景下，污水处理厂(WWTPs)作为氧化亚氮(N₂
O)的潜在排放源日益受到关注。N₂
O作为强效温室气体，其全球增温潜势是CO₂
的298倍，而现有排放监测方法普遍存在操作复杂、成本高昂等问题。日本秋田县大曲污水处理厂(Omagari STP)的研究团队在《Journal of Bioscience and Bioengineering》发表的研究，为解决这一难题提供了创新方案。

研究团队开发了基于气体剥离原理的N₂
O活性测试法(N₂
O_p.a.
test)。关键技术包括：1)采用改性OD工艺(Oxidation Ditch)活性污泥样本；2)建立DN₂
O与GN₂
O的实时监测系统；3)通过16天污泥停留时间(SRT)培养体系验证方法稳定性。样本来自处理规模10,174 m³
/d、服务人口4.16万的污水处理厂。

【Activated sludge】
研究采用秋田县大曲STP的活性污泥，该厂采用改良OD工艺，2021年数据显示其BOD去除率达91.3%，SRT控制在16天，为实验提供了理想样本。

【Correlation between gaseous and dissolved forms of N₂
O】
通过N₂
O_p.a.
测试发现DN₂
O与GN₂
O浓度呈现极显著线性相关(R²
=0.997)，尽管DN₂
O传感器存在信号波动，但剔除异常值后证实该方法具有高度可靠性。

研究结论表明，该气体剥离法能准确反映STP中N₂
O净产量，其创新性体现在：1)首次建立溶解态与气态N₂
O的定量转换模型；2)开发出适用于不同规模STP的普适性检测方案。该研究获得日本环境省环境研究综合推进基金(JPMEERF20192002)和JSPS科研费(21H03637)支持，为《巴黎协定》框架下的温室气体减排提供了实用监测工具。