硝化与反硝化条件下活性污泥生物质的 N2O 动力学建模：路径贡献与不确定性分析
定量方法
2026-04-16 v1
摘要
氧化亚氮（N2O）是生物废水处理过程中排放的一种强效温室气体。利用实验室规模实验，针对来自活性污泥工艺的混合培养生物质，标定了一个描述一氧化氮（NO）和 N2O 生成的三种生物路径的伪机理模型。该模型（NDHA）全面描述了自养氨氧化菌和异养菌产生 N2O 的路径。设计了现存呼吸测定和厌氧批式实验，以标定内源和外源过程（异养反硝化以及自养氨/亚硝酸氧化）及其相关的净 N2O 生成。准确估计了描述异养过程的 10 个参数和自养过程的 7 个参数（方差/均值 < 25%）。该模型预测了不同溶解氧、氨和亚硝酸水平下的 NO 和 N2O 动力学，并针对同一生物质的一组独立实验进行了验证。用于模型评估的两个氧水平（2 和 0.5 mg/L）的好氧氨氧化实验表明，在高亚硝酸和低氧浓度下，硝化菌反硝化（42%、64%）和异养反硝化（7%、17%）路径增加并成为 N2O 生成的主导路径；而在高溶解氧水平下，硝化菌硝化路径贡献最大（51%、19%）。通过蒙特卡洛模拟将生物参数估计的不确定性以 95% 置信区间传播至 N2O 模型输出。所估计参数的准确性使得 N2O 排放因子的不确定性较低（4.6 ± 0.6% 和 1.2 ± 0.1%）。
引用
@article{arxiv.1811.00004,
title = {Modelling N2O dynamics of activated sludge biomass under nitrifying and denitrifying conditions: pathway contributions and uncertainty analysis},
author = {Carlos Domingo-Félez and Barth F. Smets},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.00004},
year = {2026}
}
备注
Text and Supporting Information