摘要：針對(duì)受低濃度氨氮污染的地下水，實(shí)驗(yàn)篩選組合了不同的反應(yīng)介質(zhì)，利用串聯(lián)的多介質(zhì)填充柱模擬滲透反應(yīng)格柵，通過(guò)物理吸附及生物硝化-反硝化作用來(lái)實(shí)現(xiàn)氮的去除。

結(jié)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(duì)氨氮的去除率達(dá)到98%以上，且不會(huì)出現(xiàn)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(xì)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(duì)氨氮有較強(qiáng)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(xiàn)對(duì)氨氮的去除，其中生物作用實(shí)現(xiàn)的氨氮去除量占總?cè)コ�量�?0%左右。后續(xù)厭氧反應(yīng)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(zhǎng)條件，硝酸鹽氮濃度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下，實(shí)現(xiàn)對(duì)好氧反應(yīng)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(guó)水環(huán)境中氨氮污染問(wèn)題日趨嚴(yán)重，受污染河水在滲漏補(bǔ)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(jiān)測(cè)值平均達(dá)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(duì)于非點(diǎn)源污染的有效治理措施是'控制污染物的擴(kuò)散和輸送強(qiáng)度，盡可能做到污染物的原位處理。

滲透反應(yīng)格柵（PRBS）作為一種地下水原位修復(fù)技術(shù)，因具有處理效果好、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、安裝施工方便以及性?xún)r(jià)比相對(duì)較高等優(yōu)點(diǎn)，而被用于多種地下水污染場(chǎng)地的修復(fù)。而絕大多數(shù)的PRBS均采用單一介質(zhì)或單一機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)污染物的修復(fù)，并且效果也不是特別理想。近年來(lái)，復(fù)合介質(zhì)滲透反應(yīng)格柵（M-PRBS）成為新的研究熱點(diǎn)，該格柵由多種反應(yīng)介質(zhì)組成，涉及多種反應(yīng)機(jī)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(yīng)用前景。

本研究設(shè)計(jì)了+套連續(xù)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(zhuǎn)化為氮?dú)鈦?lái)去除水中的氮污染。實(shí)驗(yàn)中釋氧柱裝填自行研制的釋氧材料來(lái)向水體補(bǔ)充溶解氧，此材料具有釋氧速率平緩、釋氧周期長(zhǎng)、不會(huì)對(duì)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(duì)銨具有較強(qiáng)離子交換能力的沸石，以保證對(duì)氨氮的高去除率。具體參見(jiàn)http://www.northcarolinalenders.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(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)還原除氧，使水體由好氧轉(zhuǎn)變?yōu)閰捬醐h(huán)境。后續(xù)厭氧柱裝填松樹(shù)皮作為固相碳源，以促進(jìn)反硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)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(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)材料

釋氧材料：由過(guò)氧化鈣（CaO2）、水泥、河沙和膨潤(rùn)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(gòu)自于浙江神石礦業(yè)有限公司；天然河沙：粒徑為1~2mm，購(gòu)自于北京郊區(qū)沙場(chǎng)；生物陶粒：粒徑1~2mm，購(gòu)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(gòu)自于北京開(kāi)碧源有限公司；松樹(shù)皮：粒徑1~2mm，購(gòu)自于北京中蔬大森林花卉市場(chǎng)；實(shí)驗(yàn)用水：地下水取自中國(guó)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(jì)）為10mg/L的污染水體。

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