地下水硝酸盐污染的生物修复技术研究进展

综述了地下水硝酸盐污染原位生物修复技术、异位自养反硝化脱氮技术、异位异养反硝化脱氮技术的研究进展情况,并进行了性能比较及适用性分析。在此基础上讨论了地下水硝酸盐污染生物修复技术的发展前景。     

2种生物反硝化法去除地下水中硝酸盐的研究

采用砂柱装置,在实验室研究了自养微生物和异养微生物2种生物反硝化方法对地下水中硝酸盐的去除效果。自养反硝化反应在以硫作为电子供体的硫/石灰石/细沙反应柱中进行,异养反硝化反应在石灰石/细沙反应柱中进行,进水增加乙醇作为外加碳源。实验结果用以比较2种反硝化方法在硝酸盐去除率、微生物反应动力学和反应产物三者的异同。结果表明,自养反硝化反应中NO3--N去除率达95.4%,异养反硝化反应去除率可达99.3%;分别与Monod微生物0级、1/2级和1级反应动力学方程进行拟合,2种反硝化反应均符合1/2级微生物反应动力学,适合用1/2级微生物反应方程描述;在反应结束阶段,自养反硝化主要反应产物SO42-出水浓度低于250mg/L,异养反硝化副产物CH3OO-易成为二次污染源,异养反硝化的反硝化速率明显高于自养反硝化反应。     

硝酸盐氮污染地下水修复技术

介绍了地下水硝酸盐氮的来源及其危害,综述了硝酸盐氮污染地下水的物理化学、化学及生物去除技术的原理及研究现状,比较了各自的优缺点,并对其研究方向进行了展望.     

脱除地下水中硝酸盐氮的研究进展

地下水中硝酸盐氮的脱除可以采用传统脱除法和催化反硝化脱除法。介绍了地下水脱氮技术的发展历史,着重介绍了最新发展提出的催化反硝化脱氮法。具体阐述了催化反硝化脱氮的原理、处理效果、主要影响因素、优势和局限性,对目前存在的问题和今后的发展方向,指明催化活性和催化选择性的提高,是催化反硝化法实用化过程中需要解决的关键问题。     

乙醇对地下水中硝酸盐去除作用的研究

综述和比较了近年来利用不同碳源反硝化去除地下水中硝酸盐的研究成果,并着重于乙醇作为碳源的脱硝作用。从硝酸盐去除、亚硝酸盐积累、产生生物量等方面比较了不同碳源蔗糖、乙醇、甲醇、乙酸等的优缺点,最终认为乙醇是较为合适的碳源。阐述了该领域的研究进展,总结了影响反硝化进行的主要因素,指出目前乙醇反硝化去除硝酸盐存在的问题,同时对今后进一步的研究方向进行了展望。     

电解产氢自养反硝化去除地下水中硝酸盐氮的研究

研究一种用于去除地下水中硝酸盐的电化学反硝化方法及其反应器特性.以活性炭纤维作电极进行电化学反应,通过在阴极产生的氢气作为自养反硝化的电子供体,对水中No₃^--N有良好的去除效果,并无NO₃^--N积累.研究结果证明,当原水中的NO₃^--N浓度为28.8mg/L,反应器的最佳电流强度为9mA,最大水力负荷为35ml/h,反应器对水的pH变化具有较好的缓冲能力.在通电1h后,反应器内的氧化还原电位降至-200mV以下,因而可以很快在反应器内造成缺氧环境,保证反硝化过程的顺利进行.     

海绵状零价铁修复硝酸盐污染地下水试验研究

研究以50~100目的海绵状铁粉为还原剂,采用静态试验方法,研究了铁对硝酸盐氮的还原作用及其影响因素,分析了铁粉用量、铁炭比、pH值、硝酸盐氮初始浓度、温度以及铁粉表面预处理对硝酸盐去除率的影响。试验结果表明,最佳铁氮质量比为400∶1,铁粉投入过多对硝酸盐的去除率没有进一步促进;活性炭的加入有助于零价铁(Fe0)还原硝酸盐,降低反应后溶液中的NH+4-N浓度,试验最佳的铁炭比为1∶2;溶液的初始pH值降低有利于硝酸盐氮的去除;硝酸盐氮初始浓度越大,反应的平均速率越高;升高温度和酸洗预处理,有利于提高硝酸盐的去除率;产物分析表明,试验过程中,去除的NO-3-N含量中约60%以上转化为NH+4-N,NO-2-N浓度很低。     

略论地下水硝酸盐氮污染及其防治措施

通过资料调研，全面综合国内外地下水硝酸盐氮污染状态，主要来源，危害程度及去除技术发展动态。针对我国地下水硝酸盐氮污染现状、提出了包括改变化肥的传统施用方法，制定有关管理法规限制和控制化肥施用量，控制非点污染源地地下水污染等方面防治对策措施。     

固定床自养反硝化去除地下水中的硝酸盐氮

研究了装填固体填料硫和石灰石的生物膜反应器对水中硝酸盐氮的去除.结果表明,基于电子供体硫的自养反硝化菌对水中的硝酸盐氮有很好的去除效果.停留时间超过3h,即反应器处理量小于5.2L/h,去除率可达80%以上.沿反应器高度,亚硝酸盐氮浓度先增加后降低,硫酸根浓度增加,其增加量与氮的去除量呈化学计量比关系.pH值沿反应器高度降低.反应器运行5个月以来,运转良好,未发生阻塞现象.     

地下水污染生物修复技术研究进展

生物修复技术是地下水污染治理的有效措施,在阐述地下水污染生物修复的技术要点基础上.介绍了当前常用的几种污染地下水的生物修复技术,并分析了各自特点,同时,对该技术的发展趋势进行了展望.     

冻融对土－水系统中亚硝酸盐积累的影响

利用不同类型土壤－水系统，加入一定量的ＫＮＯ３溶液，进行温度和冻融对脱氮作用的影响以及亚硝酸盐积累规律的研究。培育实验结果表明，低温下，尤其是冻融条件下亚硝酸盐积累，是由于冻融加强有机质的分解及矿化作用所引起。将此结果用来解释克山病环境地球化学病因：急性克山病往往发生在冬春季节，这可能与冻融条件下水体中大量积累亚硝酸盐有关。     

冻融对土－水系统中亚硝酸盐积累的影响

利用不同类型土壤－水系统，加入一定量的ＫＮＯ＿３溶液，进行温度和冻融对脱氮化作用的影响以及亚硝酸盐积累规律的研究，培育实验结果表明，低温下，尤其是冻融条件下亚硝酸盐积累，是由于冻融加强有机质的分解及矿化作用所引起。将此结果用来解释克山病环境地球化学病因：急性克山病往往发生在冬春季节，这可能与冻融条件下水体中大量积累亚硝酸盐有关。     

酒精废水消化液生物硝化和脱氮试验

酒精糟液厌氧消化液CODCr浓度为3500～4300mgL,BOD5浓度为1500～2100mgL,TN浓度为400～700mgL,NH3N浓度为300～600mgL。采用SBR反应器对该消化液进行生物脱氮试验,对反应器的有机负荷、氨氮负荷、脱氮效果、脱氮过程中氮形态的变化以及碳源提供等进行了研究分析。试验结果表明,当消化液碳源充足,SBR充水比λ=0.35,缺氧时间3h以及BOD5污泥负荷0.26～0.32kgkg·d条件下,SBR处理出水CODCr598～632mgL,BOD560～100mgL,氨氮6～9mgL,总氮200～216mgL,总氮去除率为60%左右。该处理系统中缺氧段反应时间仅为3h,却承担70%～75%的CODCr总去除负荷,显著提高了该系统的有机负荷和氨氮负荷。在消化液碳源不足的条件下,可投加乙酸钠作为生物脱氮的外碳源,投加量宜为500mgL。     

生物脱氮系统对重金属的耐受性研究

工业废水和生活污水合并集中处理是未来城市污水处理厂的趋向。根据工业废水中常见的Cu2+和Zn2+两种重金属离子,研究了生物脱氮系统对Cu2+和Zn2+的耐受性。试验发现ρ(Cu2+)>0.5 mg/L对生物脱氮系统中COD和TN的去除产生明显的破坏作用,ρ(Cu2+)>5 mg/L对NH 4+-N的去除影响较大,对硝化过程产生抑制作用。ρ(Zn2+)>30 mg/L时对生物脱氮系统的有机物、NH 4+-N和TN的去除产生明显的影响。通过逐渐提高Cu2+、Zn2+浓度对生物脱氮系统进行驯化,可显著提高微生物对重金属的适应性和耐受性,保证污水处理效率。     

化学-生物联合脱氮法去除地下水中硝酸盐

利用铁粉、碳源以及去氮微生物联合作用,通过分组实验得出联合脱氮最佳的试剂组合。结果表明,当铁粉、液体碳源、微生物联合作用时,硝氮和总氮的去除率最好,在反应72 h去除率分别为98.40%和84.36%。联合脱氮体系加入0.64 g/L铁粉时去除率最高,硝氮和总氮的去除率在96 h最终达到98.60%和92.84%,并未产生亚硝氮和氨氮的积累。液体碳源会避免固体碳源引起的氨氮大量积累,效果优于单一脱氮法。通过反应动力试验,结果表明,联合脱氮主要发生在53 h之前,并在24~48 h反应最快。研究铁粉、液体碳源、微生物联合脱氮作用的反应动力学曲线,也为硝酸盐污染的地下水原位修复提供依据和方法。     

水环境中非离子表面活性剂生物降解性的研究

本文对两种非离子表面活性剂(Tx-100、Oπ-10)在静态生活污水中生物降解性进行了初步研究。结果表明：Tx-100、Oπ-10具有较强的生物可降解性。水体中高浓度的Tx-100、Oπ-10一般在五天之后降解率可达97％，而且微生物对这两种非离子表面活性剂的降解能力基本相同。降解前后水体中CODcr、BODs值变化不大，说明非离子表面活性剂对该水域的污染并不明显。因此。可以认为Tx-100、0π-10是值得推广使用的表面活性剂。     

不同盐度反硝化过程N2O积累及还原特性

利用体积为3 L的SBR反应器,以NO~-_3为电子受体,乙醇为电子供体,控制初始COD/N=5.0,考察不同盐度条件下反硝化过程NO~-_2和N_2O积累及还原过程,并对N_2O还原过程进行Monod方程拟合。结果表明:盐度增加导致系统还原速率降低。NaCl盐度由0增至20 g/L时,NO~-_3、NO~-_2和N_2O的还原速率分别由17.67,14.15,139.33 mg/(g·h)降至6.57,7.41,33.17 mg/(g·h)。N_2O还原半饱和常数随盐度的增加而增加,低盐度下氧化亚氮还原酶与底物的结合能力较强,表现出高的还原速率。反硝化初始阶段,N_2OR(N_2O还原酶)的合成速率小于NaR(NO~-_3还原酶)和NiR(NO~-_2还原酶)合成速率,导致N_2O积累。高盐度对N_2O还原的抑制远大于其对NO~-_3和NO~-_2还原活性的抑制,是导致高盐度下反硝化过程N_2O积累的主要原因。     

地下水NH4+迁移模拟研究

天津市地下水不同程度地受到NH4^ 污染。对天津市有代表性的7类含水介质土样进行了NH4^ 的吸附研究,确定了土样的阳离子交换容量,研究发现实验土样对NH4^ 的吸附模式均符合langmuir等温吸附模式。利用土柱实验结果识别了NH4^ 在实验土样中的迁移滞后系数并建立了NH4^ 的一维迁移模型。     

污泥堆肥化过程中重金属Cu、Zn、Cd的生物有效性研究

向城市污泥中添加木屑调节C/N比,进行好氧堆肥化处理,研究堆肥化过程中污泥重金属Cu、Zn和Cd形态的分布变化,分析堆肥化对重金属Cu、Zn和Cd的钝化效果以及钝化所需时间。结果表明:实验污泥经过54 d堆肥化后,污泥中重金属Cu、Zn和Cd的形态结构分布都发生了明显的改变,且它们的可交换态比例明显减少;Cu和Cd的不稳定态含量明显降低,Zn的不稳定态变化不显著,但堆肥化对重金属Cu、Zn和Cd都具有钝化作用,且钝化Cu、Zn与Cd所需的堆肥时间分别为18,6,26 d。总体而言,堆肥化有利于这3种重金属中生物有效性高形态的向低的转化,有利于堆肥污泥作为肥料的资源化利用。     

亚硝酸盐反硝化聚磷过程中NO和N2O的累积特征

实验采用厌氧/缺氧/好氧(An/A/O)序批式反应器(SBR),研究亚硝酸盐反硝化聚磷过程中NO和N_2O的积累和释放特征,以及不同pH值(6. 61和7. 37)对NO和N_2O产生量的影响。结果表明:试验条件下,亚硝酸盐反硝化聚磷过程存在高浓度NO和N_2O的积累,积累的NO对亚硝酸盐还原过程和NO还原过程均有明显的抑制作用。液相积累的NO导致溶解氧(DO)的升高,且NO和DO存在显著相关,推测一部分NO在反硝化过程中通过歧化反应生成N_2和O_2。pH值为6. 61和7. 37下,反硝化过程NO的释放因子分别为0. 86%和0. 58%,N_2O总产生量分别为30. 65,21. 24 mg/L。NO积累可能与厌氧期电子积累有关,N_2O积累主要与游离亚硝酸(FNA)抑制N_2O还原酶Nos活性有关。高pH值可有效减少NO和N_2O的产生和释放。