地下水硝酸盐污染的固相反硝化原位修复技术研究

发布时间：2021-01-19 05:08

　　本研究依托于国家水体污染控制与治理科技重大专项——“南水北调中线总干渠水质安全保障关键技术与工程示范课题”，以保障地下水水质安全为目标，研发地下水硝酸盐污染修复应用技术。研究显示，利用核桃壳、褐煤、陶粒作为固相有机碳源载体，对地下水硝酸盐污染进行原位修复是可行的。本文首先通过收集国内不同产地褐煤（1#、2#、3#、4#）、无烟煤及焦炭半惰性有机碳源载体并进行分子结构分析，采用静态试验和柱试验对其反硝化效能进行对比，运用16S rDNA基因序列分子生物学分析方法，解析反应器内的微生物群形态。发现褐煤对硝酸盐的去除率随着HRT缩短呈现下降趋势。反硝化速率随着温度的升高而增加。4种褐煤反应柱的反硝化速率从高到低依次为3#褐煤>1#褐煤>2#褐煤>4#褐煤。进水NO₃^--N浓度与反硝化速率呈线性关系。且3#褐煤反应柱内的优势菌种为假单胞菌和伯克氏菌，其中假单胞菌占85.3%，伯克氏菌占6.9%。对已遴选出的3#褐煤与高效挂膜轻质生物陶粒、核桃壳进行对比。在无外加碳源条件下，陶粒反应柱对硝酸盐没有明显的去除率；在投加碳源而未加营养物质... 

【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：109 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 我国地下水资源概况
        1.1.1 地下水资源利用概况
        1.1.2 我国地下水污染现状
    1.2 地下水中硝酸盐污染概况
        1.2.1 地下水中硝酸盐污染的现状
        1.2.2 地下水中硝酸盐污染的来源
        1.2.3 地下水中硝酸盐污染的危害
        1.2.4 地下水中硝酸盐转化过程
    1.3 地下水中硝酸盐污染去除技术
        1.3.1 物化处理技术
        1.3.2 化学处理技术
        1.3.3 生物处理技术
        1.3.4 固相有机碳源载体研究现状
    1.4 课题的提出与研究内容
        1.4.1 课题的目的及意义
        1.4.2 课题的研究内容
第二章 半惰性固相有机碳源载体反硝化研究
    2.1 试验材料与方法
        2.1.1 载体填料
        2.1.2 实验仪器与试剂
        2.1.3 试验装置
        2.1.4 试验方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 半惰性固相有机碳源载体静态试验
        2.2.2 半惰性固相有机碳源载体动态试验
        2.2.3 水力停留时间（HRT）的影响
        2.2.4 温度的影响
        2.2.5 进水NO-3-N浓度的影响
        2.2.6 pH的影响
        2.2.7 16SrDNA文库对反应器内微生物群落分析
    2.3 本章小结
第三章 半惰性与惰性、非惰性固相载体反硝化对比研究
    3.1 试验材料与方法
        3.1.1 载体填料
        3.1.2 实验仪器与试剂
        3.1.3 试验装置
        3.1.4 试验方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 不投加碳源与营养物质条件下反硝化效果对比
        3.2.2 投加碳源而未投加营养物质条件下反硝化效果对比
        3.2.3 投加碳源及营养物质条件下反硝化效果对比
        3.2.4 微生物强化条件下反硝化效果对比
        3.2.5 反硝化过程出水急性毒性分析
    3.3 本章小结
第四章 固相有机碳源载体槽试验模拟研究
    4.1 试验材料与方法
        4.1.1 载体填料
        4.1.2 实验仪器与试剂
        4.1.3 试验装置
        4.1.4 试验方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 反应装置的启动
        4.2.2 水力停留时间（HRT）的影响
        4.2.3 进水NO-3-N浓度的影响
        4.2.4 pH的影响
    4.3 本章小结
第五章 固相有机碳源载体原位修复试验研究及工程示范
    5.1 长春地下水硝酸盐污染固相有机碳源载体原位修复
        5.1.1 原位修复系统
        5.1.2 原水水质
        5.1.3 主要水质指标检测方法
        5.1.4 系统运行效果
    5.2 河南地下水硝酸盐污染固相有机碳源载体原位修复
        5.2.1 原位修复系统
        5.2.2 原水水质
        5.2.3 主要水质指标检测方法
        5.2.4 系统运行效果
    5.3 南水北调中线总干渠焦作段地下水硝酸盐污染原位修复示范工程
        5.3.1 工程概况
        5.3.2 工程设计依据
        5.3.3 工程总体布置
        5.3.4 工程运行效果
    5.4 本章小结
结论
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]地下水硝酸盐去除技术进展[J]. 张立辉,曹国民,盛梅,刘勇弟,张子间.  净水技术. 2010(05)
[2]浅谈地下水硝酸盐污染[J]. 浮海梅,金云霄.  地下水. 2009(03)
[3]以稻草为碳源和生物膜载体去除水中的硝酸盐[J]. 邵留,徐祖信,金伟,尹海龙,朱柏荣.  环境科学. 2009(05)
[4]乙醇对地下水中硝酸盐去除作用的研究[J]. 张燕,陈余道,渠光华.  环境科学与技术. 2008(12)
[5]几种真菌对煤炭的固体溶煤转化研究[J]. 张明旭,徐敬尧,欧泽深.  安徽理工大学学报(自然科学版). 2008(04)
[6]青岛市地下水中硝酸盐氮的污染及其影响因素分析[J]. 赵秀春,王成见,孟春霞.  水文. 2008(05)
[7]零价铁还原法脱除地下水中硝酸盐的研究[J]. 郝志伟,李亮,马鲁铭.  中国给水排水. 2008(17)
[8]用于地下水原位生物脱氮的缓释碳源材料性能研究[J]. 王允,张旭,张大奕,李广贺,周贵忠.  环境科学. 2008(08)
[9]以麦秆作为好氧反硝化碳源的研究[J]. 刘江霞,罗泽娇,靳孟贵,廉晶晶,李永勇.  环境工程. 2008(02)
[10]氢自养反硝化去除饮用水中硝酸盐的试验研究[J]. 陆彩霞,顾平.  环境科学. 2008(03)

博士论文
[1]萃取膜生物反应器去除地下水硝酸盐研究[D]. 曹敬华.中国海洋大学 2006

硕士论文
[1]去除地下水硝酸盐PRB介质试验研究[D]. 童桂华.中国海洋大学 2008
[2]煤的微生物溶解及液化机理的研究[D]. 王英.山东科技大学 2006
[3]煤表面的大豆蛋白质改性及其生物降解研究[D]. 郭蓉.西安科技大学 2005



本文编号：2986395