地下水硝酸盐污染生物修复中二次污染防治的试验研究.pdf

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3、＂：？．齊Ｊ心加＾義ｖ分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文地下水硝酸盐污染生物修复中二次污染防治的试验研究学号：2105100035研究生：艾小凡专业：环境工程研究方向：水处理技术指导教师：王鹤立教授2013年5月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeTheexperimentresearchontheproblemofsecondarypollutionofbiologic

4、aldenitrificationingroundwaterMasterCandidate:AiXiaofanMajor:EnvironmentalEngineeringStudyOrientation:WaterTreatmentTechnologyDissertationSupervisor:Prof.WangHeliChinaUniversityofGeosciences(Beijing)摘要随着工农业迅速发展，地下水受到不同程度的污染，其中尤以“三氮”污染最为严重。国内外报道了很多治理地下水中硝酸盐

5、污染的技术和方法，生物反硝化法以其高效低耗的特点，成为国内外科学家的研究重点。但是传统生物修复仍存在出水二次污染，含水介质易堵塞，N2O气体污染环境等问题。已知地下水硝酸盐生物修复过程中，往往存在亚硝酸盐积累、碳源富余、氨氮浓度升高等二次污染的问题，本文研究以核桃壳为固相有机碳源载体的地下水硝酸盐污染原位生物修复中二次污染的产生原因及防控手段，找到解决这一问题的有效途径。首先，针对生物修复中出现的亚硝氮积累问题，采用摇瓶试验，分析分别以硝酸盐和亚硝酸盐为主要电子受体的体系中，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮的去除速率以

6、及磷源的影响，探究影响硝酸盐生物修复过程中亚硝氮积累的因素。结果表明：碳源和磷源都是影响反硝化过程中亚硝酸盐积累的重要因素。在碳源不足的情况下，硝酸盐还原菌对碳源的竞争能力强于亚硝酸盐还原菌，此时将会出现亚硝酸盐的积累现象。硝酸盐和亚硝酸盐为主要电子受体的体系，在其他条件不变的情况下，添加磷元素后其反硝化速率分别为未添加时的1.16倍和1.23倍。然后，利用两个串联的有机玻璃柱，分别模拟硝酸盐污染生物修复阶段和出水衰减阶段，采用核桃壳作为固相碳源载体，分析修复过程中二次污染的产生原因及出水中二次污染物的自然

7、衰减规律，综合分析氮素在整个过程中的迁移转化情况。研究发现，出水CODMn值在15mg/L-30mg/L之间时为最理想的状态，在保证硝酸盐氮去除率的同时，后续亚硝酸盐氮可自然衰减到安全浓度以下，氨氮虽未达到标准但是呈下降趋势。最后，综合分析摇瓶试验和柱试验数据，探寻以核桃壳为固相有机碳源载体时，硝酸盐污染生物修复的二次污染预测方式和控制手段。讨论得出，可以通过定期检测反硝化段出水的高锰酸盐指数和硝酸盐氮浓度来预测二次污染的产生和污染程度。其次，当生物修复出水碳源浓度过高时，可以采用人工曝气的方式来控制；出水

8、亚硝酸盐浓度过高时，反硝化区出水碳氮比在1左右时可让其自然衰减，而碳氮比小于0.5时则要考虑适宜的碳源控制措施。关键词：地下水，硝酸盐，生物反硝化，核桃壳，二次污染1AbstractWiththerapiddevelopmentofindustryandagriculture,differentdegreesofgroundwatercontaminationappear.Amongallthosecontami