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硝酸盐污染地下水微生物原位修复模拟研究

王晓丽  
【摘要】: 随着城市人口的增加和工农业的迅速发展,硝酸盐已成了世界范围内地下水最普遍的污染因子,且污染程度不断增加。比起其他方法,原位生物修复技术是一种有发展潜力、效率高且投资少的环境修复技术。本文根据研究区的典型非正规垃圾场对含水层污染状况的实地调研和取样分析成果,进行了技术可行性研究和研究区地下水硝酸盐可生化性研究,说明研究区地下水的硝酸盐可以通过外加碳源去强化土著微生物降解硝酸盐污染,通过对研究区非正规垃圾填埋场原位修复方案的经济和技术对比分析,确定采用先进的BAT技术(含水层生物强化技术)技术方案。 实验对多种碳源进行遴选,确定碳源乳清粉去除硝酸盐的效果最好,实验第5天硝酸盐的最大去除速率vmax=34.42mg/L.d,硝酸盐的去除率r=99.92%,反应时间和降解速率已经超过碳源蔗糖的反硝化效果。通过研究不同浓度碳源乳清粉对硝酸盐降解效果实验表明当被降解的硝酸盐的浓度是100mg/L,乳清粉作为反硝化碳源的最佳量为0.45g/L。碳源乳清粉无论在处理成本和效果上都优于蔗糖,所以选择乳清粉作为地下水原位修复碳源。本文还进行了复合碳源实验,通过对多种单一碳源两两组合,实验结果表明了乳清粉+乙醇和乳清粉+乙酸钠这两种复合碳源去除硝酸盐的效果最好,且亚硝酸盐和氨氮的累积也很少。 微生物原位修复砂槽实验是在摇瓶实验的基础上进行的室内模拟。在流量为12L/d,进水硝酸盐浓度50.4mg/L,一次性投加碳源乳清粉15g,硝酸盐的浓度呈一个小周期性变化,其中硝酸盐最低浓度降为2.7 mg/L,硝酸盐的最大去除率是95%。连续投加碳源的实验结果表明五天投加一次,每次10g碳源乳清粉于砂槽的底部,出水硝酸盐的浓度比三天投加一次变化幅度大,但是最大去除率达到85.5%,并且在第12天降到最低值7.26mg/L。 实验研究微生物对硝酸盐降解效果的影响,实验砂槽接种的微生物是经过筛选和富集的反硝化细菌,所以实验测得细菌总数主要是反硝化细菌。实验表明:微生物的反硝化速率与细菌的数量有关,在碳源充足时,微生物的数量对硝酸盐的去除率影响很大。


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