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《中国地质大学(北京)》 2011年
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渗透反应格栅技术去除地下水氨氮模拟实验

罗智锋  
【摘要】:地下水污染问题越来越受到重视,人们对氨氮污染尤为关注。生物降解法是传统有效的去除水体中氨氮的方法,微生物最终可以把氨氮降解为无毒的水和氮气,但是在不同环境下微生物活性的差异对去除效果有较大影响。目前,以沸石为代表的天然矿物作为廉价吸附剂去除水体中的氨氮逐渐成为研究的热点,可是沸石仅有的物理吸附并不能彻底降解氨氮。由此,本文以渗透反应格栅(Permeable Reactive Barrier, PRB)地下水原位修复技术为指导,将沸石吸附法和生物修复法结合进行实验研究,实现吸附-生物联合去除地下水中的氨氮。 本文首先通过室内的硝化反应实验,初步了解微生物的生长环境,降解速率及微生物降解周期。随后进行了不同配比释氧材料(Oxygen Releasing Compounds, ORC)的研究,明确了利用ORC为微生物提供氧气的可能性,重点考察了在释氧过程中体系的pH值变化以及磷酸盐对微生物活性的影响。最后,在水流分别通过ORC柱和含硝化细菌的沸石柱的环境下,进行吸附-生物联合修复地下水的柱实验研究,获取的实验数据为后期PRB中试的释氧材料优选、微生物挂膜周期以及格栅的结构设计等提供参考,具有重要的意义。结果表明: 1、当初始氨氮浓度为15-20 mg/L,溶解氧(DO)保持在8-10 mg/L的条件下,微生物生长特征为:1-2天为适应期,2-4天为生长期,4-8天为成熟期,8天以后为衰亡期。 2、在ORC中添加一定比例的磷酸盐,一方面能够降低初始pH,另一方面还可以为硝化菌提供营养源磷,从而促进硝化作用的进行,能提前2天左右进入成熟期。此外,ORC在整个实验过程中能够保持持续释氧,基本能维持在10 mg/L左右,由于硝化过程是一个消耗碱度的过程,pH随着硝化反应的发生及活跃程度呈现下降趋势。 3、柱实验数据表明可以通过pH值变化及出水亚硝氮和硝氮的积累趋势来判断挂膜成功的时间。实验中第17天开始亚硝氮开始变化活跃,到第27天后进入稳定阶段,而同时硝氮在第27天开始有明显的积累并稳定增加,结合在这阶段pH的下降趋势,可以判断挂膜周期为27天。
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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【参考文献】
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