地下水中氨氮如何去除

    针对受低浓度氨氮污染的地下水，实验筛选组合了不同的反应介质，利用串联的多介质填充柱模拟渗透反应格栅，通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用来实现氮的去除。

    结果表明，在进水氨氮浓度为10 mg/L、流速为0.5 m/d的条件下，模拟柱对氨氮的去除率达到98%以上，且不会出现亚硝酸盐及硝酸盐浓度的升高。水体经过释氧柱后溶解氧由2 mg/L升高至10 mg/L以上，表明释氧材料可提供硝化细菌所需的好氧环境。好氧柱中填充易于生物挂膜的生物陶粒及对氨氮有较强吸附能力的沸石，二者联用通过生物硝化-物理吸附协同作用实现对氨氮的去除，其中生物作用实现的氨氮去除量占总去除量的50%左右。后续厌氧反应柱填充海绵铁除氧并利用松树皮颗粒作为碳源，创造反硝化菌生长条件，硝酸盐氮浓度可由10 mg/L降低至5 mg/L以下，实现对好氧反应阶段所产生的硝酸盐的去除，避免了地下水的二次污染。

    目前，我国水环境中氨氮污染问题日趋严重，受污染河水在渗漏补给地下水时往往造成地下水污染。以浑河沈阳段为例，下游>个断面氨氮浓度监测值平均达到L9;a+以上，给下游傍河型地下水源地水质安全造成了极大的威胁。对于非点源污染的有效治理措施是'控制污染物的扩散和输送强度，尽可能做到污染物的原位处理。

    渗透反应格栅（PRBS）作为一种地下水原位修复技术，因具有处理效果好、持续时间长、安装施工方便以及性价比相对较高等优点，而被用于多种地下水污染场地的修复。而绝大多数的PRBS均采用单一介质或单一机理来实现污染物的修复，并且效果也不是特别理想。近年来，复合介质渗透反应格栅（M-PRBS）成为新的研究热点，该格栅由多种反应介质组成，涉及多种反应机理，能去除多种污染物。因此，开展M-PRBS去除地下水中氨氮的研究具有重要的意义和广阔的应用前景。

    本研究设计了+套连续的M-PRBS模拟柱（包括释氧柱、好氧柱、除氧柱和厌氧柱），期望通过物理吸附及生物硝化-反硝化作用，将地下水中氨氮最终转化为氮气来去除水中的氮污染。实验中释氧柱装填自行研制的释氧材料来向水体补充溶解氧，此材料具有释氧速率平缓、释氧周期长、不会对体系环境造成明显改变的特点。好氧柱中介质选用易于微生物挂膜的生物陶粒和对铵具有较强离子交换能力的沸石，以保证对氨氮的高去除率。

    在好氧柱后连接装填有海绵铁的除氧柱，海绵铁可与水中氧气反应实现化学还原除氧，使水体由好氧转变为厌氧环境。后续厌氧柱装填松树皮作为固相碳源，以促进反硝化细菌的生长及其反硝化脱氮，避免好氧阶段生物硝化作用所产生的硝酸盐造成二次污染。

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    1实验部分

    1.1实验材料

    释氧材料：由过氧化钙（CaO2）、水泥、河沙和膨润土按一定比例混合制作成球状，粒径2~3cm；天然沸石:粒径1~2mm，购自于浙江神石矿业有限公司；天然河沙：粒径为1~2mm，购自于北京郊区沙场；生物陶粒：粒径1~2mm，购自于马鞍山市华琪环保科技发展有限公司；海绵铁：粒径为1~2mm，购自于北京开碧源有限公司；松树皮：粒径1~2mm，购自于北京中蔬大森林花卉市场；实验用水：地下水取自中国地质大学（北京）自备水源井，其中硝酸盐背景浓度为5.52mg/L，向地下水中投加氯化铵，配制成氨氮浓度（以氮计）为10mg/L的污染水体。