摘要：針對受低濃度氨氮污染的地下水，實(shí)驗篩選組合了不同的反應介質(zhì)，利用串聯(lián)的多介質(zhì)填充柱模擬滲透反應格柵，通過(guò)物理吸附及生物硝化-反硝化作用來(lái)實(shí)現氮的去除。
結果表明，在進(jìn)水氨氮濃度為10 mg/L、流速為0.5 m/d的條件下，模擬柱對氨氮的去除率達到98%以上，且不會(huì )出現亞硝酸鹽及硝酸鹽濃度的升高。水體經(jīng)過(guò)釋氧柱后溶解氧由2 mg/L升高至10 mg/L以上，表明釋氧材料可提供硝化細菌所需的好氧環(huán)境。好氧柱中填充易于生物掛膜的生物陶粒及對氨氮有較強吸附能力的沸石，二者聯(lián)用通過(guò)生物硝化-物理吸附協(xié)同作用實(shí)現對氨氮的去除，其中生物作用實(shí)現的氨氮去除量占總去除量的50%左右。后續厭氧反應柱填充海綿鐵除氧并利用松樹(shù)皮顆粒作為碳源，創(chuàng )造反硝化菌生長(cháng)條件，硝酸鹽氮濃度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下，實(shí)現對好氧反應階段所產(chǎn)生的硝酸鹽的去除，避免了地下水的二次污染。
目前，我國水環(huán)境中氨氮污染問(wèn)題日趨嚴重，受污染河水在滲漏補給地下水時(shí)往往造成地下水污染。以渾河沈陽(yáng)段為例，下游>個(gè)斷面氨氮濃度監測值平均達到L9;a+以上，給下游傍河型地下水源地水質(zhì)安全造成了極大的威脅。對于非點(diǎn)源污染的有效治理措施是'控制污染物的擴散和輸送強度，盡可能做到污染物的原位處理。
滲透反應格柵（PRBS）作為一種地下水原位修復技術(shù)，因具有處理效果好、持續時(shí)間長(cháng)、安裝施工方便以及性?xún)r(jià)比相對較高等優(yōu)點(diǎn)，而被用于多種地下水污染場(chǎng)地的修復。而絕大多數的PRBS均采用單一介質(zhì)或單一機理來(lái)實(shí)現污染物的修復，并且效果也不是特別理想。近年來(lái)，復合介質(zhì)滲透反應格柵（M-PRBS）成為新的研究熱點(diǎn)，該格柵由多種反應介質(zhì)組成，涉及多種反應機理，能去除多種污染物。因此，開(kāi)展M-PRBS去除地下水中氨氮的研究具有重要的意義和廣闊的應用前景。
本研究設計了+套連續的M-PRBS模擬柱（包括釋氧柱、好氧柱、除氧柱和厭氧柱），期望通過(guò)物理吸附及生物硝化-反硝化作用，將地下水中氨氮最終轉化為氮氣來(lái)去除水中的氮污染。實(shí)驗中釋氧柱裝填自行研制的釋氧材料來(lái)向水體補充溶解氧，此材料具有釋氧速率平緩、釋氧周期長(cháng)、不會(huì )對體系環(huán)境造成明顯改變的特點(diǎn)。好氧柱中介質(zhì)選用易于微生物掛膜的生物陶粒和對銨具有較強離子交換能力的沸石，以保證對氨氮的高去除率。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
在好氧柱后連接裝填有海綿鐵的除氧柱，海綿鐵可與水中氧氣反應實(shí)現化學(xué)還原除氧，使水體由好氧轉變?yōu)閰捬醐h(huán)境。后續厭氧柱裝填松樹(shù)皮作為固相碳源，以促進(jìn)反硝化細菌的生長(cháng)及其反硝化脫氮，避免好氧階段生物硝化作用所產(chǎn)生的硝酸鹽造成二次污染。
1實(shí)驗部分
1.1實(shí)驗材料
釋氧材料：由過(guò)氧化鈣（CaO2）、水泥、河沙和膨潤土按一定比例混合制作成球狀，粒徑2~3cm；天然沸石:粒徑1~2mm，購自于浙江神石礦業(yè)有限公司；天然河沙：粒徑為1~2mm，購自于北京郊區沙場(chǎng)；生物陶粒：粒徑1~2mm，購自于馬鞍山市華琪環(huán)�？萍及l(fā)展有限公司；海綿鐵：粒徑為1~2mm，購自于北京開(kāi)碧源有限公司；松樹(shù)皮：粒徑1~2mm，購自于北京中蔬大森林花卉市場(chǎng)；實(shí)驗用水：地下水取自中國地質(zhì)大學(xué)（北京）自備水源井，其中硝酸鹽背景濃度為5.52mg/L，向地下水中投加氯化銨，配制成氨氮濃度（以氮計）為10mg/L的污染水體。
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