滲透性反應(yīng)墻去除地下水中硝酸鹽氮的模擬試驗(yàn)研究.pdf

1、在許多國(guó)家和地區(qū),可作為飲用水水源的地下水遭到硝酸鹽的污染,由此可能帶來(lái)諸多的危害。利用生物反硝化作用的滲透性反應(yīng)墻(PRB)是去除地下水中硝酸鹽的一種效率高且二次污染少的方法,本試驗(yàn)致力于研究地下水中硝酸鹽反硝化處理過(guò)程的碳源問(wèn)題,通過(guò)正交試驗(yàn)綜合考察固態(tài)碳源、溫度、pH及硝酸鹽濃度對(duì)反硝化的促進(jìn)作用,并在此基礎(chǔ)上,通過(guò)柱試驗(yàn)進(jìn)一步考察流速對(duì)反硝化作用的影響。在模擬生物墻下游串聯(lián)一個(gè)模擬沸石墻,考察它對(duì)反硝化作用的影響,尤其是對(duì)氨氮的

2、吸收作用。最后,采用實(shí)際地下水作為試驗(yàn)用水,檢測(cè)該組合模擬生物反應(yīng)器去除地下水中硝酸鹽的效果,為原位修復(fù)技術(shù)提供重要理論依據(jù)。主要成果如下:
　　選定反硝化作用的幾種影響因素,運(yùn)用四因素三水平的正交試驗(yàn)確定滲透性反應(yīng)墻的最佳運(yùn)行條件,即為在環(huán)境溫度為30℃,pH=7的條件下以玉米秸稈和鋸末混合物為固態(tài)碳源,進(jìn)水硝酸鹽濃度為30mg/L,該體系支持下的反硝化反應(yīng)中硝酸鹽氮去除效果最好,且亞硝酸鹽氮和氨氮的積累最少,可以應(yīng)用于實(shí)際地下

3、水。以該組合為基礎(chǔ)進(jìn)行柱試驗(yàn),比較混合填料的填裝方式對(duì)反硝化作用的影響,混合式填裝較分段式填裝在反應(yīng)效果持久性方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì),另外通過(guò)混合式填裝的柱試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)進(jìn)水流速對(duì)反硝化有重要影響。當(dāng)進(jìn)水流速由150mL/h降低到90mL/h時(shí),反應(yīng)柱出水硝酸鹽氮濃度逐漸降低,并且反硝化系統(tǒng)內(nèi)亞硝酸鹽氮積累也一直處于低水平,但氨氮的積累只有在流速為90mL/h時(shí)才開(kāi)始明顯減弱;當(dāng)流速又從90mL/h提高到210mL/h時(shí),出水中硝酸鹽氮濃度、亞

4、硝酸鹽氮濃度和氨氮濃度均明顯增高。
　　在反應(yīng)柱后串聯(lián)模擬沸石柱的組合反應(yīng)器在去除硝酸鹽氮效果,亞硝酸鹽氮和氨氮的積累及反應(yīng)體系pH方面都優(yōu)于單一的生物反應(yīng)器,且沸石柱的連接可明顯減少氨氮的積累,反應(yīng)體系進(jìn)行的更加穩(wěn)定。另外通過(guò)改變進(jìn)水流速為50mL/h、90mL/h、70mL/h可知,在進(jìn)水流速為90mL/h的范圍以?xún)?nèi),硝酸鹽氮的去除效果、亞硝酸鹽氮的積累和出水的pH均受其影響不大,但改變進(jìn)水流速明顯影響著反應(yīng)體系中氨氮的積累,

5、進(jìn)水流速越小,氨氮的積累越少。
　　取大連市某地區(qū)的地下水作為試驗(yàn)用水,結(jié)果顯示組合反應(yīng)器的硝酸鹽氮去除率很高,且去除效果很穩(wěn)定;出水亞硝酸鹽氮含量可低于0.02mg/L,符合國(guó)家《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)的Ⅲ類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中亞硝酸鹽要求(≤0.02mg/L);沸石吸氨作用明顯,達(dá)到了組合反應(yīng)器的預(yù)期效果;組合反應(yīng)器出水pH介于6.8-7.5之間,滿(mǎn)足國(guó)家《地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T14848-93)的Ⅰ類(lèi)