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《天津大学》 2010年
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氢自养反硝化法去除地下水中硝酸盐的技术研究

陆彩霞  
【摘要】: 针对我国地下水受硝酸盐污染严重、威胁人类健康的现状,重点研究了附着生长型序批式反应器内以氢气为电子供体的自养反硝化技术对地下水中硝酸盐的去除效果,以满足不断提高的饮用水卫生标准的要求。 硝酸盐的还原反应符合Michaelis-Menten双动力学模型。当硝酸盐和亚硝酸盐浓度高于10 mg/L时,两物质的还原反应可近似用零级动力学来描述,试验测得其零级动力学常数分别为13.8~25.0 mg/(g·h)和12.3~18.7 mg/(g·h)。 氢自养反硝化技术能够有效地去除地下水中的硝酸盐,其最高去除速率为6.45 mg/(L·h),总氮的最高去除速率为4.86 mg/(L·h)。反硝化过程中,反应器内的pH值不断上升,最高达到10.56,引发钙镁离子沉积,影响了透气膜对氢气的扩散效果以及生物膜的活性,造成系统运行不稳定。生物反硝化反应引入的有机污染物较少,反应前后的DOC仅增加了0.91 mg/L。 氢气压力和pH值是影响反硝化效果的主要因素。氢气压力高于40 kPa时,反硝化反应不受其影响,低于25 kPa时硝酸盐和总氮的去除速率均显著降低。较低的pH值对反硝化有抑制作用,pH值为6时硝酸盐的去除速率仅为1.8 mg/(L·h),pH为8时硝酸盐的去除速率升高到3.13 mg/(L·h)。暂时性地缺少磷酸盐对反硝化效果影响不大。 反硝化过程中,反应器内存在亚硝酸盐的累积,试验过程中出现的最大浓度为11.32 mg/L。完全反硝化系数α可用于衡量亚硝酸盐的累积情况。当α1时,反应器内存在亚硝酸盐的累积;α=1时,硝酸盐恰好完全转化为氢气。 针对反应器内存在亚硝酸盐累积和pH值升高等问题提出了解决方法,为进一步完善氢自养反硝化技术提供了参考建议。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU991.2

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【参考文献】
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