联合脱氮法用于硝酸盐污染地下水修复的机理研究

• 作者: Howard Fallowfield Huade Guan 刘菲 高云鹤 黄国鑫
• 来源期刊: 岩矿测试
• 学科: 地球科学
• 关键词: 零价铁化学还原 自养脱氮 异养脱氮 联合脱氮 硝酸盐污染 地下水修复
• 年，卷（期）: 2012,（5）
• 所属期刊栏目: 地下水污染监测与控制
• 页码范围: 855-862
• 分类号: X523
• 字数: 7898字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0254-5357.2012.05.018

摘要

地下水硝酸盐已经成为了世界性环境和健康问题.目前针对硝酸盐的化学还原脱氮、自养脱氮、异养脱氮等单一脱氮方法研究较多；联合脱氮体系包括化学还原、自养脱氮和畀养脱氮三种脱氮途径,综合了单一脱氮法的优点,但研究甚少.本研究通过静态批试验,采用零价铁、甲醇和混合菌液研究了联合脱氮法的脱氮能力、脱氮产物、脱氮途径及脱氮机理.结果表明,5d后单一的零价铁化学还原、自养脱氮和异养脱氮的去除率分别为5.79％、14.30％和63.03％；而联合脱氮的去除率接近100％,去除效果显著优于单一的化学还原脱氮、自养脱氮或异养脱氮.在联合脱氮法体系中,零价铁化学还原、自养脱氮未引起亚硝酸盐积累,而异养脱氮造成了亚硝酸盐积累；化学还原、自养脱氮和异养脱氮引起的铵盐增量均＜0.6 mg/L,绝大部分硝酸盐未被还原成铵盐,进而省去了后续除铵工艺；零价铁化学还原、自养脱氮、异氧脱氮三者发生协同作用,表现于在厌氧环境下,零价铁发生腐蚀,产生阴极氢和二价铁,为自养脱氮菌提供了电子供体,从而促进了自养脱氮；异养脱氮不仅占主导地位,而且还会产生CO2,CO2被自养脱氮菌作为无机碳源加以利用,从而提高了体系中自养脱氮能力.这种协同作用表现为联合脱氮法的去除率增加,而在单一的异养脱氮或自养脱氮体系中则无法形成这一良性过程.实验表明联合脱氮法是一种潜在的有效可行的地下水原位修复方法.