生物强化PRB技术促进地下水中氨氮及COD降解

发布时间：2025-03-26 18:42

　　随着人口激增及生活方式变化,城市垃圾量正快速增长,但早期的非卫生垃圾填埋场防渗措施薄弱,长期泄露会对周围地下水造成严重污染。本研究针对受到填埋场渗滤液污染的地下水,采用自然界分布广泛、成本较低的赤铁矿-生物组合作为可渗透反应墙（PRB）修复技术的反应填料,促进地下水中超标的氨氮、COD降解。采用改进的widdel培养基富集培养来自淹水稻土的土著微生物,即具备Fe（III）还原功能的混合菌,再进行驯化。研究了均以赤铁矿（α-Fe₂O₃）为电子受体,水稻土混合菌、单一腐败希瓦氏菌分别为铁还原菌的厌氧生物过程,探讨体系中铁氨氧化反应进行的程度;本着“以废治废”的理念,采用小麦秸秆在高温下热解制备生物炭材料,加入生物炭作为电子穿梭介质构建强化体系,研究了电子穿梭机制对赤铁矿厌氧生物过程的影响,探讨降解反应机制;构建真实地下水动态柱实验,优化反应柱运行参数。主要结论如下:两种不同菌液（水稻土混合菌和腐败希瓦氏菌）用于以赤铁矿为电子受体的厌氧生物过程降解氨氮,混合菌作用下的体系氨氮去除率、总氮损失都高于单一腐败菌反应组;当用高温制备的生物炭材料强化混合菌-...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1.绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 地下水资源现状
        1.1.2 垃圾渗滤液的产生及特征
        1.1.3 垃圾渗滤液对地下水的污染
        1.1.4 课题来源
    1.2 地下水修复技术简介
        1.2.1 异位修复技术
        1.2.2 原位修复技术
        1.2.3 复合地下水修复技术
    1.3 异化铁还原反应机制
        1.3.1 铁呼吸型还原菌的研究进展
        1.3.2 Fe(III)呼吸机制的研究进展
        1.3.3 铁氨氧化反应
    1.4 研究目的及内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 研究内容
2 实验器材、试剂及分析方法
    2.1 实验主要试剂
    2.2 实验主要器材
    2.3 实验分析方法
3 赤铁矿-微生物厌氧培养体系
    3.1 引言
    3.2 实验方案
        3.2.1 单一菌腐败希瓦氏菌的培养
        3.2.2 淹水稻土混合菌培养及优化
        3.2.3 合成赤铁矿制备及混合菌驯化
        3.2.4 赤铁矿为电子受体的厌氧过程
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 混合菌培养优化
        3.3.2 不同菌液的单一赤铁矿体系生物过程
    3.4 本章小结
4 生物强化反应体系的构建
    4.1 引言
    4.2 实验方案
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 生物炭表征及吸附实验
        4.2.3 地下水静态降解的厌氧生物实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 赤铁矿对厌氧生物反应体系的影响
        4.3.2 电子穿梭体对厌氧生物反应体系的影响
        4.3.3 反应机制探究
    4.4 本章小结
5 模拟运行处理效果及参数优化
    5.1 引言
    5.2 实验方案
        5.2.1 实验装置及填料
        5.2.2 实验柱模拟地下水修复
        5.2.3 反应单元影响因素优化
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 最佳运行参数
        5.3.2 反应柱氮元素转化
        5.3.3 反应柱 COD 降解效果
    5.4 本章小结
6 结论与展望
致谢
参考文献



本文编号：4037645