稻壳除氮生物反应器净化农田排水的试验研究

发布时间：2020-06-22 09:11

【摘要】：农业生产活动中过量施用的化肥,经降水或灌溉作用排入地表及地下水体,成为农业氮污染的重要来源,对区域生态环境造成危害。如何通过生态工程措施来减少农田排水氮污染对于保证农业生产与保护生态环境具有重要意义。本文通过室内试验研究,探讨了以稻壳为填料的除氮生物反应器去除水体中氮污染物的效果;研究根据生物反应器处理系统的特征,模拟建造了以稻壳为填料,利用配水水箱模拟田间出流以研究系统脱氮能力的试验装置。试验分为静水试验和动水试验两个部分;试验期间环境温度稳定在20～30℃之间,设置了硝态氮入流浓度为高(20mg/l)、中(10mg/l)、低(3mg/l)三个水平,通过对反应器水力过程及出入流浓度变化的监测,取得了如下的主要研究成果:(1)静水试验中,硝态氮削减率与入流硝态氮浓度无关,配水浓度小于20mg/l三种条件下静置反应的硝态氮平均削减率为77.1%,硝态氮削减浓度约为O.11mg/(1·h);动水试验中,随着入流流量的增加,硝态氮削减率呈降低趋势;在入流浓度小于22mg/l时,生物反应器系统的硝态氮率范围为51.8%～87.62%,平均硝态氮削减浓度为1.03～1.82mg/(1·h)。(2)在整个试验过程中,溶解氧在反应期间呈降低趋势,反应后溶解氧浓度范围为0.03～0.8mg/l,稻壳生物反应器内部厌氧环境;氧化还原电位由正变负,反应后范围为-132.6～-269.5mv,稻壳生物反应器内部为还原性;PH略有降低,反应后范围为5.06～6.92,呈弱酸性。(3)本试验分析了稻壳生物反应器系统对硝态氮的削减过程,对生物反应器系统进行了一级动力学模拟。对扬州市江都区沿运灌区试验田应用反应动力学模拟,模拟结果为稻壳生物反应器可削减出水口 80%硝态氮,削减后试验田出水硝态氮浓度范围为0-1.81mg/l。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X71;X52
【图文】：

图１－１农业排水反硝化生物反应器原理图（源于Ｃｈｒｉｓｔｉａｎｓｏｎ，邋２０１１［４１］）逡逑

２生物反应器试验装置及观测项目逡逑２．１试验装置构建逡逑试验装置根据试验方案设计，如图２－１和图２－２所示。试验装置包括：配水箱、溢流逡逑堰、生物反应器水箱三部分。监测井１、监测井２、监测井３分别设置在生物反应器的前、逡逑中、后三个位置，便于观测生物反应器内部环境的变化。逡逑＾机玻璃盖板逦，逦＾逡逑监铡井３邋／ｉｓ邋＃２邋监测并１邋溢流堰逦？一一逡逑ｉｆｆｉ邋媝逡逑Ｉ邋ｊ邋丨丨邋｜￣｜邋Ｊ邋’邋＿逦？邋？邋？？？■？？？？＊＊？？邋ａｌｌ邋？？？？？？？？？■？？％■邋？邋？邋？邋＊邋＊邋■逡逑图２－１生物反应器静水试验装置逡逑有机玻璃盖板逦广逦、逡逑监铡井３逦监测井１邋溢流堰逦逦＂逡逑W配水箱逡逑出水口邋■＝逦丨柋：榦灄ｚ邋－１〈逦NB逡逑图２－２生物反应器

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 邹东恢;梁敏;;生物反应器的选型原则与设备选型及新发展[J];食品工业;2019年04期

2 徐晶;刘洪杰;赵由才;宋立岩;;实验室模拟生活垃圾生物反应器[J];环境卫生工程;2017年04期

3 范铁男;郭爽;;生物反应器的研究进展[J];科学技术创新;2017年29期

4 王风萍;李炜;沈丽霞;谭晓虹;;计算流体力学在生物反应器模拟中的应用[J];河北北方学院学报(自然科学版);2016年08期

5 游文娟;陈大明;江洪波;;生物反应器研究与应用新进展[J];生物产业技术;2009年04期

6 游文娟;陈大明;;生物反应器相关专利分析[J];生物产业技术;2010年01期

7 王远山;朱旭;牛坤;徐建妙;;一次性生物反应器的研究进展[J];发酵科技通讯;2015年03期

8 徐百龙;王向前;王俏丽;钱薇;李伟;;两相分配生物反应器处理有机废气新技术[J];石油化工;2013年06期

9 赵立民;罗乃杰;蒋天华;;浅谈应用生物反应器发酵估算细胞量[J];山东畜牧兽医;2012年11期

10 印彩霞;张红;王中贤;陈芳;;用于生物反应器的旋转热管传热性能的研究[J];热能动力工程;2011年04期

相关会议论文 前10条

1 张耀洲;;家蚕生物反应器生物制药研究进展[A];2010年中国药学大会暨第十届中国药师周论文集[C];2010年

2 王建华;徐又一;朱宝库;;膜-生物反应器的研究及其在废水处理中的应用[A];中国膜科学与技术报告会论文集[C];2003年

3 郑朝朝;;动物细胞规模化培养及生物反应器研究进展[A];“科技进步推进畜牧业现代化”科技论文集[C];2011年

4 贾景明;胡高升;吴春福;;药用植物细胞的生物反应器培养研究[A];第八届全国中药和天然药物学术研讨会与第五届全国药用植物和植物药学学术研讨会论文集[C];2005年

5 何家禄;张志芳;;家蚕生物反应器的安全性研究[A];中国生物工程学会第三次全国会员代表大会暨学术讨论会论文摘要集[C];2001年

6 朱亮;黄可谈;徐向阳;徐京;丁炜;冯丽娟;;模拟河道生物反应器原位修复受污染水源水研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第一卷）[C];2009年

7 贡成良;薛仁宇;曹广力;沈卫德;;家蚕生物反应器[A];中国蚕学会第四届青年学术研讨会会议论文集[C];2004年

8 范秀波;刘天庆;刘洋;葛丹;马学虎;;旋转壁生物反应器内无血清扩增脐带血造血干/祖细胞[A];第一届全国化学工程与生物化工年会论文摘要集(下)[C];2004年

9 张嗣良;;细胞大规模培养生物反应器多尺度与系统生物学研究[A];中国生物工程学会2006年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集[C];2006年

10 杜金霞;;生物反应器在分子水平的应用与研究[A];中国生物工程学会2006年学术年会暨全国生物反应器学术研讨会论文摘要集[C];2006年

相关重要报纸文章 前10条

1 通讯员 张明平　霍建伟;向白蚁学习制造“生物反应器”[N];科学时报;2010年

2 杨艳;新型生物反应器或让肢体再生[N];中国科学报;2018年

3 宗华;科学家解析不同生物反应器流体动力学机制[N];中国科学报;2018年

4 记者 李骥志 徐谦;芬兰用电和二氧化碳合成蛋白质[N];科技日报;2017年

5 何国庆 张灏;生物技术在食品工业中的应用进展[N];中国食品报;2009年

6 刘曙甲;许榕的情怀[N];科技日报;2003年

7 本报记者 李禾;让家蚕“吐”出人类蛋白质[N];科技日报;2005年

8 李禾;张耀洲：让家蚕“吐出”药物[N];科技日报;2005年

9 胡波;美ELAD细胞生物反应器将在我国用于研究[N];中国医药报;2006年

10 国家生化工程技术研究中心(上海) 张嗣良;我国生物反应器制造水平亟待提高[N];中国医药报;2006年

相关博士学位论文 前10条

1 朱立宽;摇动式生物反应器关键特性的仿真与实验研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

2 冯明芳;寒地粳稻生物反应器建立及FGF21蛋白表达效果研究[D];东北农业大学;2018年

3 周健;微载体生物反应器培养Vero细胞和甲型流感病毒制备流感灭活疫苗的研究[D];北京协和医学院;2017年

4 曹斌;复合生物反应器—膜分离技术处理城市污水的试验研究[D];西安建筑科技大学;2005年

5 冯伟;气液两相流生物反应器流动与降酚特性动态行为研究[D];天津大学;2006年

6 王然;新型复合生物反应器[D];吉林大学;2007年

7 龙焰;生活垃圾快速降解并原位脱氮的生物反应器填埋技术及机理研究[D];浙江大学;2008年

8 黄晨昱;体内骨生物反应器成骨的实验研究[D];中国协和医科大学;2007年

9 王志伟;浸没式平板膜—生物反应器长期运行特性研究[D];同济大学;2007年

10 陈洪一;改性无纺布填料强化微氧生物反应器处理效能研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 窦晓霞;生物反应器培养MDCK细胞增殖甲型H3N2流感病毒的研究[D];西北民族大学;2019年

2 马晓宇;稻壳除氮生物反应器净化农田排水的试验研究[D];扬州大学;2019年

3 黄静峰;曲面混流搅拌桨生物反应器流动特性研究[D];浙江工业大学;2019年

4 王康;振荡式生物反应器流场特性实验与模拟研究[D];浙江工业大学;2018年

5 冯雷;三维电生物反应器（3D-BERs）处理难降解有机废水的实验研究[D];华东师范大学;2019年

6 张孝杨;搅拌式一次性生物反应器系统的研发与应用研究[D];浙江工业大学;2017年

7 黄凤平;生物发酵反应器混合流动特性的研究[D];北京化工大学;2018年

8 李绚;SBR-微藻生物反应器处理生活污水的效能研究[D];哈尔滨工业大学;2018年

9 李斌;小型高通量生物反应器实验平台关键技术研究[D];北京化工大学;2018年

10 田奕晖;基于膜/光序批式生物反应器培养微藻性能研究[D];大连理工大学;2018年

本文编号：2725514