2.3同一生物膜內不同物質分布規律

圖8不同C/N下生物膜內各物質濃度分布

比較圖8中3個圖可以得到：在不同C/N比條件下，各物質濃度在生物膜內的變化趨勢并沒有不同，但是各物質濃度有較大的差別。C/N=2時，存在好氧區和厭氧區，幾乎不存在缺氧區，C/N=5和C/N=10時距離生物膜底部分別出現400μm和500μm的缺氧區，這是由于提高了水相中的COD濃度，促進了生物膜內微生物的生長，一方面加快了的DO的消耗，另一方面增加了生物膜厚度，阻礙了DO的傳質，從而使得生物膜內呈現出上部好氧底部缺氧的分布。

NO3-濃度在C/N=2的生物膜內最高，在C/N=10的生物膜內最低，而NO2-濃度與NH4+濃度在各生物膜內分布規律與之相反，這是由于在高C/N條件下，有機負荷高，抑制了硝化反應的進行，促進了反硝化反應，使得硝化反應充分，反硝化反應不徹底，從而導致生物膜內NH4+濃度較高，NO2-濃度升高，NO3-濃度降低。同時，比較3個圖可以看出，NO2-、NO3-兩條濃度曲線隨著C/N的升高從分離到交叉，這是由于高C/N條件下培養的生物膜較厚，生物膜內出現了好氧，厭氧和缺氧區，導致生物膜內發生了同步硝化反硝化，不利于NO3-的積累，也會導致NO2-濃度升高，NO3-濃度降低。

2.4不同C/N比條件下TN的去除效果

檢測3組反應器TN出水濃度，結果如圖9所示。

圖9 TN進出水濃度

本實驗中進水TN濃度為30mg/L,出水TN濃度分別為22.50,22.11,24.84mg/L,TN去除率分別為25%、26.3%和17.2%.可以看出3種C/N比條件下，TN的去除率都較低，C/N=10時，TN的去除率最低。總氮去除率不高，主要原因是氨氮的硝化過程受到了抑制，C/N比越高，意味著有機負荷高，異養菌大量增殖，成為優勢菌種，對氨氧化菌（AOB）產生抑制作用，不利于硝化反應的進行，此外在高C/N下，營養物越充分，越有利于微生物的生長，微生物消耗的DO就會越多，導致生物膜內DO濃度降低，而硝化反應是耗氧的，這也不利于硝化反應的進行。

3結論

3.1在設定的實驗條件下，生物膜經培養到45d左右達到成熟，C/N比為2、5、10這3種條件下對應的生物膜厚度分別為（1.7±0.1），（1.9±0.1），（2.0±0.1）mm,生物膜厚度隨著C/N比的增大而逐漸增大。

3.2在C/N=5和C/N=10時，在生物膜內縱深方向依次存在好氧、缺氧、厭氧3個區，生物膜內發生了同步硝化反硝化反應。C/N=10比C/N=5的NH4+去除率高13.3%,這說明在初始氨氮濃度相同時，適量的增加COD濃度會提高NH4+-N的去除率。

3.3微電極的測試結果表明，生物膜內的DO濃度、NH4+濃度和NO3-濃度沿縱深方向逐漸遞減，而NO2-濃度在生物膜內則是沿著縱深方向逐漸遞增。3種C/N比條件下，生物膜內的物質濃度表現出明顯的差異性。