www.h2o123.com中国环境科学2001,21(2)133∼136ChinaEnvironmentalScience固定床自养反硝化去除地下水中的硝酸盐氮姜巍1,曲久辉1,雷鹏举1,刘锁祥1,孟光辉21.中国科学院生态环境研究中心环境水化学国家重点实验室,北京1000852.北京市节水用水办公室,北京100036摘要研究了装填固体填料硫和石灰石的生物膜反应器对水中硝酸盐氮的去除.结果表明,基于电子供体硫的自养反硝化菌对水中的硝酸盐氮有很好的去除效果.停留时间超过3h,即反应器处理量小于5.2L/h,去除率可达80%以上.沿反应器高度,亚硝酸盐氮浓度先增加后降低,硫酸根浓度增加,其增加量与氮的去除量呈化学计量比关系.pH值沿反应器高度降低.反应器运行5个月以来,运转良好,未发生阻塞现象.关键词固定床自养反硝化硝酸盐氮中图分类号X131.2文献标识码A文章编号1000−6923(2001)02−0133−04Nitratenitrogenremovalfromgroundwaterbyautotrophicdenitrificationinapackedbedreactor.JIANGWei1,QUJiu-hui1,LEIPeng-ju1,LIUSuo-xiang1,MENGGuang-hui2(1.StateKeyLaboratoryofEnvironmentalAquaticChemistry,ResearchCenterforEco-EnvironmentalSciences,ChineseAcademyofSciences,Beijing100085,China;2.PekingWaterSavingandSupplyingOffice,Beijing100036,China).ChinaEnvironmentalScience.2001,21(2)133∼136AbstractAbiomembranepackedbedreactorwithsulfurandlimestoneassolidfillingmaterialforremovalofnitratenitrogenwasstudied.Theresultsshowthatbasedonthesupportofelectricsufur’sautotrophicdenitrificationbacteria,nitratenitrogenremovalisgoodwithefficiencyreachingmorethan80%astheretentiontimeislongerthan3hours.i.e.thetreatingcapacityofthereactorislessthan5.2L/h.Alongthecolumnheightofreactor,nitriteinthelowerpartofthecolumnincreasesfirstandthendecreases.Concentrationofsulfateincreasedstoichiometricallywiththereductionofni-trate,butthepHvaluedecreasesupwardalongthecolumnheight.Thereactorhasbeencarriedoutfor5monthswithnopluggingproblems.Keywordspackedbedreactorautotrophicdenitrificationnitratenitrogen由于施用化肥和氮氧化物沉降,人类对陆地生态系统增氮负荷影响,以及点源污染的影响[1]造成地下水硝酸盐氮(NO3−-N)的污染日趋严重.我国许多地区的地下水水源中NO3−-N已超过国家规定标准,且有逐年增加的趋势[2].但是传统的给水处理工艺对NO3−-N的去除效果甚微.NO3−-N的去除方法主要有物理化学法和生物法.物理化学法包括离子交换电渗析反渗透等,处理费用较高,且会产生高浓度的含盐废水,可用于小型处理厂或近海地区.生物法利用了自然界中氮循环的反硝化过程,由反硝化细菌将NO3−-N转化为无毒无害的氮气,成本低廉,备受重视.目前,开发新型高效的组合处理方法也成为本领域研究的热点,如电化学生物反硝化法[2]和充填式复三维电级−生物膜反应器[3]等.生物法根据细菌所利用的碳源不同,又分为自养反硝化法和异养反硝化法.自养反硝化菌利用无机碳源,需无机电子供体氢气或硫及硫的化合物,在缺氧的条件下可将NO3−-N转化为氮气.与异养反硝化相比,自养反硝化不需向水体引入有机物,可避免对水的再次污染.基于硫的自养反硝化菌为脱氮硫杆菌[4],包含细胞合成的总反应式[5]为:55S+50NO3−+38H2O+20CO2+4NH4+→4C5H7O2N+25N2+55SO42−+64H+(1)收稿日期2000−07−18基金项目国家自然科学基金资助项目(50078052);北京市节水用水项目www.h2o123.com134中国环境科学21卷反应式中每消耗1mg/LNO3−-N产生7.54mg/L的SO42−,且反应后水的酸性增加.本文采用硫/石灰石装填固定床反应器对含NO3−的水进行处理.1试验装置与方法1.1试验装置与材料图试验装置示意Fig.1Flowsheetoftheexperiment图1是试验装置示意.反应器为有机玻璃柱,柱内径18cm,柱高2.4m,柱内填充硫磺石灰石介质,填充高度0.95m,填充区有效容积15.6L.沿反应器不同高度分别设置采样点,采样点高度分别为0.3,0.6,0.9m,出水口高度为1.5m.进水由配水池经泵打入反应器,流入反应器的处理水量由流量计控制.硫磺与石灰石按1:1的比例分层装填在反应器...
