基于电化学与生物膜耦合深度处理受污染地下水中含氮物质的研究
发布时间：2021-10-20 22:29
地下水是重要的饮用水源,而其日益严重的硝酸盐污染对健康造成极大威胁,已成为世界性的环境问题,急需修复、治理和防护。针对地下水生物脱氮因碳源缺乏,现有处理方法各有利弊。本研究提出一种生物质+化学催化耦合载体新工艺,将生物反硝化过程与原电池化学反应相耦合,分别为异养反硝化菌和自养反硝化菌提供充足电子,实现高效脱氮,可为地下水中深度脱氮的实现提供新思路,新方法。本研究以自制生物质（biomass）+微电解化学催化（micro-electrolysis chemistry-catalyzed granule）耦合载体（简称B+MC耦合载体）作为处理装置的填充载体,以好氧反应器模拟浅层地下水有氧环境,以厌氧反应器模拟深层地下水的厌氧、缺氧环境,探究其对硝酸盐氮的去除情况。反应器生物处理启动迅速,均在15天左右挂膜成功。以硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、氨氮的去除效果及体系内COD、pH值的变化为控制指标,研究水力停留时间（HRT）、溶解氧（DO）、反应器运行方式等影响因素,研究耦合载体的释碳效率、损失率、经济效益等,在此基础上将工艺进行优化,实现高效脱氮。结果表明,好氧反应器在HRT=12h、DO=2.0...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一技术路线图
榈酸在各组分中占比最高（２８．３３％），其次为十八烷酸（１４．９８％）。生物质具有??很高的产量、无毒无害、低廉的价格；具有天然密布的网状纤维结构、粗糙的表??面、较大的比表面积和孔隙率（见图２－０，利于微生物附着、挂膜生长；富含丰??富的纤维素（占７９．５％左右）、木质素（占１３．６°／。左右），能够作为微生物的碳源??供给；内部大量立体化纤维相互交织组成其独特的网状结构，对微生物有较高的??亲和性，能够有效的减少水流过程中产生的剪切力对载体的冲刷，抗水利冲击负??荷的性能良好。????图２－１天然纤维生物质??Ｆｉｇ．２－１?Ｎａｔｕｒａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｂｉｏｍａｓｓ??２．１．２微电解化学催化颗粒??微电解化学催化颗粒主要成分为铁、碳及多元催化剂，在高温、严格无氧条??件下烧制而成［３４］，见图２－２，微电解化学催化颗粒在水中可发生原电池反应还原硝??１１??
２．１．３賴合载体??使用去离子水清洗生物质材料，切割成５０？１００?ｍｍ块状，于４０?°Ｃ烘干至恒??重，在其内部填充微电解化学催化颗粒，制成Ｂ＋ＭＣ耦合载体，见图２－３，还可作??为填料应用于生物接触氧化反应器、生物滤池、人工湿地等水处理技术。将Ｂ＋ＭＣ??耦合载体分别填装在好氧、厌氧反应器中处理模拟受污染地下水。??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe（Ⅱ）对反硝化过程及其功能微生物群落的影响[J]. 李爽,李晓敏,李芳柏. 中国环境科学. 2018(01)
[2]添加芽孢杆菌污泥反硝化特性及菌群结构分析[J]. 王思宇,李军,王秀杰,王维奇,柴建中. 中国环境科学. 2017(12)
[3]缓释碳源生态基质添加比例对河水脱氮效果及微生物影响[J]. 程璐璐,于鲁冀,李廷梅,范鹏宇,张广毅,刘攀龙. 环境工程. 2017(11)
[4]利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源[J]. 王静,叶寅,王允青,王道中,吕国安,郭熙盛. 水利学报. 2017(10)
[5]不同水力停留时间条件下PCL为碳源去除水产养殖水体硝酸盐的效率及微生物群落分析[J]. 罗国芝,侯志伟,高锦芳,谭洪新. 环境工程学报. 2018(02)
[6]缓释碳源生态基质对低碳氮比河水脱氮效果研究[J]. 范鹏宇,于鲁冀,柏义生,李廷梅,程璐璐. 环境科学学报. 2018(01)
[7]北京北运河流域平原区地下水水质空间分布特征[J]. 徐庆勇,陈忠荣,杨巧凤,赵微. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[8]硫铁耦合系统深度脱氮除磷中试研究[J]. 任争鸣,常佳丽,刘雪洁,苏晓磊,李激,梁鹏,黄霞. 中国给水排水. 2017(13)
[9]张家口地区地下水氮污染分析及防治对策研究[J]. 武海英. 河北建筑工程学院学报. 2017(02)
[10]SCSC-S/Fe复合系统脱氮除磷途径及微生物群落特性[J]. 范军辉,郝瑞霞,LIU Lei,朱晓霞,王卫东,万京京. 中国环境科学. 2017(04)
博士论文
[1]纳米铁—反硝化细菌复合体系修复地下水中NO3--N污染的研究[D]. 安毅.南开大学 2010
[2]铁内电解法与生物法耦合脱氮工艺的研究[D]. 支霞辉.同济大学 2006
硕士论文
[1]自养异养反硝化协同修复地下水硝酸盐氮污染的研究[D]. 张思思.河北工程大学 2016
[2]亚铁强化潜流人工湿地反硝化作用及机制[D]. 王苏艳.东华大学 2016
[3]以廉价农业废弃物为缓释碳源的反硝化滤池深度脱氮研究[D]. 孙莹.哈尔滨工业大学 2015
[4]针铁矿促进硝酸盐生物脱氮的初步研究[D]. 程冰如.合肥工业大学 2015
[5]自养异养反硝化细菌协同去除地下水中硝酸盐试验研究[D]. 豆雯雯.河北工程大学 2014
[6]植物缓释碳源用于人工湿地去除污水厂尾水中硝态氮的研究[D]. 贾亚红.太原理工大学 2013
[7]电极生物膜组合工艺去除地下水硝酸盐的试验研究[D]. 周欲飞.浙江大学 2010
[8]污水反硝化脱氮的固态有机碳源选择实验研究[D]. 章旻.武汉理工大学 2009
[9]电极生物膜法还原Fe（Ⅲ）EDTA和NO2～-的特性[D]. 邵科.浙江大学 2007
本文编号：3447705
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
一技术路线图
榈酸在各组分中占比最高（２８．３３％），其次为十八烷酸（１４．９８％）。生物质具有??很高的产量、无毒无害、低廉的价格；具有天然密布的网状纤维结构、粗糙的表??面、较大的比表面积和孔隙率（见图２－０，利于微生物附着、挂膜生长；富含丰??富的纤维素（占７９．５％左右）、木质素（占１３．６°／。左右），能够作为微生物的碳源??供给；内部大量立体化纤维相互交织组成其独特的网状结构，对微生物有较高的??亲和性，能够有效的减少水流过程中产生的剪切力对载体的冲刷，抗水利冲击负??荷的性能良好。????图２－１天然纤维生物质??Ｆｉｇ．２－１?Ｎａｔｕｒａｌ?ｆｉｂｅｒ?ｂｉｏｍａｓｓ??２．１．２微电解化学催化颗粒??微电解化学催化颗粒主要成分为铁、碳及多元催化剂，在高温、严格无氧条??件下烧制而成［３４］，见图２－２，微电解化学催化颗粒在水中可发生原电池反应还原硝??１１??
２．１．３賴合载体??使用去离子水清洗生物质材料，切割成５０？１００?ｍｍ块状，于４０?°Ｃ烘干至恒??重，在其内部填充微电解化学催化颗粒，制成Ｂ＋ＭＣ耦合载体，见图２－３，还可作??为填料应用于生物接触氧化反应器、生物滤池、人工湿地等水处理技术。将Ｂ＋ＭＣ??耦合载体分别填装在好氧、厌氧反应器中处理模拟受污染地下水。??１２??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Fe（Ⅱ）对反硝化过程及其功能微生物群落的影响[J]. 李爽,李晓敏,李芳柏. 中国环境科学. 2018(01)
[2]添加芽孢杆菌污泥反硝化特性及菌群结构分析[J]. 王思宇,李军,王秀杰,王维奇,柴建中. 中国环境科学. 2017(12)
[3]缓释碳源生态基质添加比例对河水脱氮效果及微生物影响[J]. 程璐璐,于鲁冀,李廷梅,范鹏宇,张广毅,刘攀龙. 环境工程. 2017(11)
[4]利用氮氧同位素示踪技术解析巢湖支流店埠河硝酸盐污染源[J]. 王静,叶寅,王允青,王道中,吕国安,郭熙盛. 水利学报. 2017(10)
[5]不同水力停留时间条件下PCL为碳源去除水产养殖水体硝酸盐的效率及微生物群落分析[J]. 罗国芝,侯志伟,高锦芳,谭洪新. 环境工程学报. 2018(02)
[6]缓释碳源生态基质对低碳氮比河水脱氮效果研究[J]. 范鹏宇,于鲁冀,柏义生,李廷梅,程璐璐. 环境科学学报. 2018(01)
[7]北京北运河流域平原区地下水水质空间分布特征[J]. 徐庆勇,陈忠荣,杨巧凤,赵微. 水资源与水工程学报. 2017(03)
[8]硫铁耦合系统深度脱氮除磷中试研究[J]. 任争鸣,常佳丽,刘雪洁,苏晓磊,李激,梁鹏,黄霞. 中国给水排水. 2017(13)
[9]张家口地区地下水氮污染分析及防治对策研究[J]. 武海英. 河北建筑工程学院学报. 2017(02)
[10]SCSC-S/Fe复合系统脱氮除磷途径及微生物群落特性[J]. 范军辉,郝瑞霞,LIU Lei,朱晓霞,王卫东,万京京. 中国环境科学. 2017(04)
博士论文
[1]纳米铁—反硝化细菌复合体系修复地下水中NO3--N污染的研究[D]. 安毅.南开大学 2010
[2]铁内电解法与生物法耦合脱氮工艺的研究[D]. 支霞辉.同济大学 2006
硕士论文
[1]自养异养反硝化协同修复地下水硝酸盐氮污染的研究[D]. 张思思.河北工程大学 2016
[2]亚铁强化潜流人工湿地反硝化作用及机制[D]. 王苏艳.东华大学 2016
[3]以廉价农业废弃物为缓释碳源的反硝化滤池深度脱氮研究[D]. 孙莹.哈尔滨工业大学 2015
[4]针铁矿促进硝酸盐生物脱氮的初步研究[D]. 程冰如.合肥工业大学 2015
[5]自养异养反硝化细菌协同去除地下水中硝酸盐试验研究[D]. 豆雯雯.河北工程大学 2014
[6]植物缓释碳源用于人工湿地去除污水厂尾水中硝态氮的研究[D]. 贾亚红.太原理工大学 2013
[7]电极生物膜组合工艺去除地下水硝酸盐的试验研究[D]. 周欲飞.浙江大学 2010
[8]污水反硝化脱氮的固态有机碳源选择实验研究[D]. 章旻.武汉理工大学 2009
[9]电极生物膜法还原Fe（Ⅲ）EDTA和NO2～-的特性[D]. 邵科.浙江大学 2007
本文编号：3447705
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