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土壤含水层处理系统(soil aquifer treatment,SAT)是一种重要的人工回灌地下水方式。以再生水为回灌水源时,水中含有的“三氮”可能会对回灌区地下水造成污染风险。研究各种因素对在SAT中去除再生水中“三氮”的影响具有重要意义。本研究中,通过高200 cm、内径50 cm土柱试验,研究了SAT系统中粒径、干湿比(落干期与淹水期的比值)、在系统表层增加生物炭及渗透流速对实际再生水“三氮”去除效果的影响。结果表明,在干湿比1∶1条件下,实际河道细砂和中细砂柱底部出水中NH4-N平均去除率分别为73%和66%,去除机理主要为吸附和硝化作用,NO2-N基本被去除。系统中硝化作用导致NO3-N浓度升高,出水中NO3-N浓度平均增长了3.0%4.1%。在深度115 cm以上, 中细砂柱内比细砂柱内的硝化作用更强,这导致了更高的NH4-N去除率和更低的NO3-N去除率。延长落干期后(干湿比3∶1),系统具有了更强的复氧能力,促进了硝化作用,使得NH4-N的平均去除率提高了20%,而NO3-N的降低了3%4%,增加了NO3-N污染风险。在中细砂层添加5%重量生物炭后,吸附性能增强,使其对NH4-N平均去除率增加了20%32%,但对NO3-N影响不明显。渗透流速与NH4-N的去除和NO3-N的增加均呈负相关。综合分析可得出,影响SAT系统去除“三氮”的最主要因素是干湿比和渗透流速,在回补水源中NH4-N浓度较高时,可考虑在SAT系统表层添加生物炭以增强其去除效果。 相似文献
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《地下水》2017,(5)
再生水地下回灌过程中,研究了前处理和含水层中氮污染物在干湿交替回灌过程中的变化特征。结果表明:回灌期间,在臭氧氧化作用下会发生硝化反应,使NH4-N平均浓度降低0.196 mg/L,NO_3-N平均浓度上升为2.26 mg/L。再生水进入含水层后,水中游离氧仍然较高(6.89 mg/L),注入井附近会继续发生硝化反应,使5#井中NH4-N下降至0.07 mg/L;NO_3-N浓度在3#井到5#井之间符合线性方程y=-0.172 8 x+31.245;NO_2-N在3#井、4#井和5#井中平均浓度分别为2.02 mg/L、2.023 mg/L和2.427 mg/L。非回灌期地下水中反硝化反应使NO_3-N降低了12.241 mg/L,NO_2-N均上升了0.918 mg/L。另外,TN的变化规律与NO_3-N类似,非回灌期5#井中TN的去除率达56.6%。 相似文献
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干湿交替的回灌方法常被用于解决地面回灌补给地下水的堵塞问题。研究干湿交替条件下地面回灌对地下水的影响对于指导再生水回灌地下水具有重要实际意义。通过室内土柱模拟实验,在入渗强度为10.5 mm/h的条件下,日均进水量3 888 mL;用干湿交替的地面回灌模式持续运行136 d,累计灌入氨氮含量为5 mg/L的模拟再生水23 894 L,研究包气带土柱对氨氮的去除效果及氮素在包气带中的迁移转化规律。研究表明,充分利用包气带的好氧、兼氧和厌氧环境,生物脱氮是地下水回灌过程中脱氮的主要途径。包气带对氨氮的去除机理主要为土壤对氨氮的吸附作用和微生物的降解作用。回灌过程中累积在土颗粒表面的氨氮在干期发生硝化作用,干湿交替会加强氮素在包气带的迁移转化,导致干期后的回灌初期大量硝态氮迁移到饱和带地下水中。 相似文献
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为了研究矿井水地下回灌过程中主要污染组分迁移转化规律,以神府矿区浅埋煤层为对象,开展了矿井水地下回灌实验,结果表明:研究区矿井水中超标的项目有TDS、CODcr、Cl、F、总大肠菌群、大肠埃希氏菌以及肉眼可见物,SO_4、NH_4、NO_3等指标的浓度也较高。回灌出水中含盐量在前期逐渐增大,后期基本稳定;氧化还原反应使TOC浓度减少超过50%,其中大分子有机物在包气带环境中被优先去除。回灌过程中NH_4的去除主要发生在包气带,主要发生氧化反应,去除率可达73.1%;NO_3去除主要发生在饱和带,平均去除率为85.7%,主要发生了还原反应。 相似文献
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《水文地质工程地质》2017,(3)
基于潮白河流域再生水的场地回灌,为提高抗生素甲氧苄氨嘧啶(TMP)的去除率,降低其进入地下水的风险,选用价格低廉对TMP有高效去除性能的黏土陶粒作为吸附剂,构建去除TMP的人工复合土柱。吸附实验研究结果显示黏土陶粒对TMP吸附容量达到151.824μg/g,具有去除再生水中TMP能力;TMP在黏土陶粒解吸过程中存在解吸滞后性的现象。柱实验研究结果表明此人工复合土柱能够有效地去除再生水中TMP,去除率高于95%,其去除机制主要是吸附与生物降解协同作用。本研究建立的人工复合土层系统能有效地去除再生水中TMP,对实际场地回灌工程具有指导性作用。 相似文献
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生物作用造成河床於堵普遍存在,并受到多种环境因素的影响.以往研究较少考虑生物堵塞对潜流带氮循环的影响.采用数值模拟方法建立水流-溶质运移-生物生长耦合模型,模拟河床驱动下的潜流交换过程,探讨生物堵塞作用对氮素迁移转化的影响.研究表明:生物作用导致沙丘表面形成堵塞层和生物聚集区,并限制了NO_3~-的运移深度,潜流带中以NH_4~-为主;河水中充足的有机碳会增大堵塞程度,促进反硝化作用去除NO_3~-;强烈的河床起伏和较大的河流流速均会增大沙丘表面的压力差,增大堵塞范围和细菌生物量,从而加快硝化和反硝化作用速率,有利于NO_3~-、NH_4~-的去除.生物堵塞作用有利于氮污染物的去除,且主要受到河床表面的压力梯度和异养细菌生物量的影响. 相似文献
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基于潮白河流域再生水的场地回灌,为提高抗生素甲氧苄氨嘧啶（TMP）的去除率,降低其进入地下水的风险,选用价格低廉对TMP有高效去除性能的黏土陶粒作为吸附剂,构建去除TMP的人工复合土柱。吸附实验研究结果显示黏土陶粒对TMP吸附容量达到151.824 μg/g,具有去除再生水中TMP能力;TMP在黏土陶粒解吸过程中存在解吸滞后性的现象。柱实验研究结果表明此人工复合土柱能够有效地去除再生水中TMP,去除率高于95%,其去除机制主要是吸附与生物降解协同作用。本研究建立的人工复合土层系统能有效地去除再生水中TMP,对实际场地回灌工程具有指导性作用。 相似文献
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本文利用2000~2014年北部湾西部近岸的两个城市(河内和太平)的湿沉降无机氮(NO_3~--N和NH_4~+-N)数据,分析了湿沉降无机氮的浓度和通量的长期变化规律,并结合北部湾海水中的无机氮浓度讨论了湿沉降对海水生态系统的影响。结果表明,近15年来河内和太平两个区湿沉降无机氮的月平均浓度总体上在5~9月较低,在10月至次年4月较高;这两个区域湿沉降无机氮的年平均浓度总体呈上升趋势。估算结果表明的湿沉降给北部湾带来的NO_3~--N和NH_4~+-N的量分别为46448.6和83220.5 t/a。湿沉降可能对于近年来北部湾海水中NH_4~+-N的相对含量升高及N过剩有重要影响。 相似文献
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为明确星云湖主要入湖河流向湖体的氮素营养盐输送特征,研究以星云湖南岸4条主要入湖河流单元雨季与旱季不同形态氮素的监测数据为基础,系统研究了星云湖南岸主要入湖河流单元不同形态氮的入湖浓度时空变化及不同形态氮对入湖TN的贡献,并探讨了已建南岸带状调蓄系统入湖污染削减效果。结果表明:①星云湖南岸主要入湖河流单元TN浓度为1.1～18.69 mg/L,DTN浓度为1.88～8.61 mg/L,且农田径流污染导致雨季TN浓度均高于旱季。②南岸大多数入湖河流单元样点中氮素以NO_3-N为主,占TN 39.49%;PN和NH3-N含量相近,分别占TN的28.50%与24.75%;DON含量相对较少,占TN的9.97%。雨季NH3-N、NO_3-N及PN对入湖TN的贡献显著增加。③星云湖南岸四条入湖河流在经过调蓄系统调蓄后,TN浓度均呈现下降趋势,TN平均削减率达到32.35%。不同形态氮素削减效果以NO_3-N最佳,平均削减率达到58.22%;NH_3-N及PN削减效果相对不显著。④星云湖南岸带状调蓄系统应考虑不同形态氮污染季节性差异,并进一步与湖滨湿地串联,提升调蓄系统对NH_3-N与PN的削减效果。 相似文献
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多层渗滤介质处理微污染水体的中试研究 总被引：3，自引：0，他引：3
对传统的渗滤系统进行改进,采用多层渗滤介质系统,以期增大人工土层对颗粒有机物的接触氧化表面积,同时设置曝气装置保证好氧过程的氧气供应,可以大大提高污水地下处理系统的水力负荷。以北京典型的细砂、中砂、粗砂和砾石为填充材料,处理北京市海淀区上庄水库的污染水体,远优于类似的系统。现场试验结果表明,改进后的系统能创造良好的好氧/厌氧环境,对污染物去除效果良好,CODCr、TN、NH+4-N和TP去除率分别达到了48.57%~94.87%、18.49%~70.21%、20.51%~87.50%和5692%~80.65%,出水达到了地表水Ⅲ-Ⅳ类水质标准。多层渗滤介质系统通过微生物的硝化、反硝化作用实现生物脱氮是去除氮的主要途径;土壤的吸附与沉淀作用是去除磷的主要途径。
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为了研究污水人工快速渗滤系统(CRI)中氨氧化菌的空间分布规律以及NH4-N在CRI中的迁移转化机理,从深圳运行中的CRI系统砂层填料中以5~10cm间隔垂直取12个样品,对其氨氧化菌的16SrDNA进行DGGE分析。结果表明,CRI系统中氨氧化菌菌群随着深度的增加先增多后减少,在表层至10cm处氨氧化菌约有4~5种组成,主要由某些以有机氮为降解底物的微生物和进水中被砂粒介质截流吸附的微生物组成;在20~90cm范围内氨氧化菌增加至9种左右,多样性最为丰富,是亚硝化作用发生的主要区域;而在100cm以下的范围,由于NH4-N浓度的降低或系统复氧不足,氨氧化菌迅速减少至5~6种。该研究结果证明了氨氧化菌在快渗池内分布范围的变化对NH4-N去除率的影响,即氨氧化菌在快渗池内分布的越接近中上层,对NH4-N的去除效果越好。关于CRI系统中氨氧化菌的空间分布规律及其与NH4-N去除率关系的认识,为工艺改进和效果提高提供了理论基础。 相似文献
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为了预测同时发生的氮形态的转化和运移,根据迦辽金(Galerkin)剩余加权法和所构成的逆向加权方法提出了一个二维有限元模型。研究氮循环假定了氮形态NH_4~+、NO_3~-、有机氮N和反硝化反应的分馏物之间,氮的硝化作用、反硝化作用、凝滞作用和矿化作用为一级比率系数。在假定NH_4~-的吸附为一弗里德里奇(Freundich)型非线性等温线(S=K_dC~p)的同时,还假定溶解于土壤中的NO_3~--N含量在交换场所的吸附作用可以忽略。通过模型分析的结果与所取得的野外数据相比较来验证所提出的模型的精度和正确性。结果表明逆向加权法较之标准加权剩余方法精度和稳定性都有提高。从氮循环动力学上研究灵敏度表明不同的氮形态浓度和累积质量的分布实际上受到硝化反应速率的影响,而分布系数的影响则较小,同样受到非线性函数P的影响也很小。为了评价这种模型在野外实际情形下的适用范围,将有氮排放的排泄区之下取得的地下水氮浓度的数据与数值模拟的结果相比较。在实验误差范围内,预测结果与观测的数据是一致的。 相似文献
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在原位氧化过程中,实际场地地下水和含水介质的物化特征是影响氧化效果的重要因素,而目前对此影响的研究较少。以某场地实际高盐强酸性复合苯系污染地下水为研究对象,以地下水中2-硝基-4-甲氧基苯胺(2-nitro-4-methoxyaniline,2-N)和3-硝基-4-甲氧基苯胺(3-nitro-4-methoxyaniline,3-N)为特征污染物,探究芬顿(Fenton)试剂原位氧化特征,并研究液相环境因素(初始H2O2浓度、初始Fe2+浓度、初始pH值、初始醋酸(Acetic acid,HAc)浓度、初始SO42-浓度)以及含水层介质对Fenton法去除2-N和3-N的影响。结果显示:(1)Fenton法去除2-N和3-N效果显著,且在初始液相条件为c(H2O2)=7 mmol/L、c(Fe2+)=4 mmol/L、pH=4、c(HAc)=0 mg/L和c(SO42-)=0 mmol/L时去除效果最佳;(2)各因素对Fenton法氧化2-N和3-N的影响不同,加入H2O2和Fe2+使2-N和3-N去除率上升,增大HAc浓度使2-N和3-N去除率下降;(3)含水层介质对2-N和3-N具有一定吸附性,且对3-N的吸附性强于2-N,二者在本实验中最大吸附态占比分别为29%和42%,而吸附态的存在会抑制Fenton法对2-N和3-N的去除;(4)矿物分析结果显示介质含有少量黄铁矿,在硫酸环境下,介质腐蚀溶解释放Fe2+,在达到一定浓度后,无需额外添加Fe2+即可完成Fenton反应进而去除2-N和3-N。 相似文献
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氮污染含水层治理技术综述 总被引：1，自引：0，他引：1
本文通过对“三氯”（NO3^-,NO2^-,NH4^ )的迁移转化机理研究，指出反硝化作用是地下水中除氮的主要过程，并分析了影响反硝化作用的主要因素，进一步推导出地下水系统中硝化与反硝化作用的数学模型，去除含水层中的氮是当今国内外重点研究的现场净化技术之一，文中介绍了双井系统、多井系统、Nitredox法、综合系统法及麦杆生物反应器法的基本原理、应用条件、处理效果等，各种方法均可使受氮污染的含水层得以再生。 相似文献
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《中国地质调查》2021,(1)
冯家江是北海市区重要的生态廊道。研究冯家江流域水体中氮的空间分布特征、污染来源、影响因素,对掌握冯家江流域氮污染现状及污染防控等具有重要的现实意义。本研究应用地统计学方法分析了冯家江流域地表水及沿岸地下水中氮污染物的空间分布特征。结果表明,地表水中氮污染物呈现出"高氨氮、低硝氮"的特征,NH_3-N质量浓度平均值高达5.42 mg/L,NO_3-N在孔隙潜水中明显富集,其质量浓度最高达32.63 mg/L。城镇生活污染物、人畜粪便及农业生产中化肥的施用是地表水、地下水中氮污染物的主要来源。pH值、氧化还原条件及包气带岩性结构和厚度是影响冯家江流域水体中氮污染物迁移转化的重要因素。 相似文献
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利用TH-150中流量颗粒物采样器,在2012年12月至2013年3月采集了宜昌市PM_(10)样品,测试了水溶性无机离子和硫酸盐硫同位素组成。研究显示,宜昌市PM_(10)主要的水溶性无机离子有SO_4~(2-)、NO_3~-、NH_4~+、Na~+、Ca~(2+),二次离子(SO_4~(2-)+NO_3~-+NH_4~+)的含量与总水溶性无机离子质量浓度比值超过70%,说明宜昌市大气二次污染严重;无机离子冬季以(NH_4)_2SO_4、NH_4NO_3、Ca SO4和Na_2SO_4为主,春季则以NH_4NO_3、Ca SO4、Na_2SO_4为主。冬季白天PM_(10)中硫酸盐δ~(34)S值为2.8‰~4.7‰,夜间为2.9‰~4.8‰;春季白天为1.5‰~4.7‰,夜间为1.7‰~4.0‰,昼夜变化不明显,春季比冬季偏负。研究结果表明,宜昌市PM_(10)的来源主要有燃煤、机动车尾气、道路二次扬尘,春季还受农业活动和生物源释放影响。 相似文献
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《地球化学》2020,(3)
近年来京津冀地区大气环境污染受到广泛关注,邯郸作为京津冀南部地区燃煤为主的工业城市之一,大气污染问题较为突出。为厘清邯郸市冬季大气重污染发生时细颗粒物(PM_(2.5))中主要化学成分的形成过程及光学特性,本研究于2016年1月23～30日,采集了PM_(2.5)样品,测定了水溶性离子组分和碳质组分的质量浓度,探讨了PM_(2.5)污染特征,在此基础上进一步分析了PM_(2.5)的光学特性。结果表明,采样期间PM_(2.5)平均质量浓度为(122.6±66.9)μg/m~3,水溶性离子占PM_(2.5)的36.0%,SO_4~(2-)、NO_3~-和NH_4~+3种离子(SNA)占水溶性离子的74.7%,是邯郸市PM_(2.5)中最主要的水溶性离子。有机碳(OC)与元素碳(EC)平均质量浓度分别为(35.6±24.0)μg/m~3和(10.4±8.0)μg/m~3,分别占PM_(2.5)的29.2%和7.5%。重污染期间PM_(2.5)平均质量浓度为216.3μg/m~3,是清洁时段(58.6μg/m~3)的3.7倍,且重污染期间EC、SNA和OC的质量浓度涨幅较明显。采样期间大气消光系数平均值为(780.9±439.1)Mm~(–1),有机物(OM)、EC、(NH_4)_2SO_4和NH_4NO_3的消光贡献依次为51.4%、12.3%、11.4%和11.3%。重污染期间大气消光系数为(1351.9±208.5)Mm~(–1),EC和NH_4NO_3消光系数的增长幅度高于其他组分,说明邯郸市大气重污染发生时需要加强关注EC和NH_4NO_3。 相似文献