玉米秸秆碳源释放与硝酸盐反硝化降解试验研究

摘  要

针对地下水硝酸盐污染问题，国内外学者对硝酸盐污染治理技术做了大量的研究，已有的实验研究成果表明生物反硝化方法是目前已投入使用的最经济和最有效的方法。甲醇、乙醇、甘油、乙酸、蔗糖等液态有机碳源和腐朽木、稻草、玉米芯等固态有机碳源都可做为反硝化的碳源物质，但这两类碳源在反应中都存在一些不足。因此，筛选出廉价易得、效果优良、无副作用适于原位修复技术应用的反硝化碳源是目前的研究重点。

本研究以固相有机碳源玉米秸秆为研究对象，进行了玉米秸秆碳源释放柱实验和浸泡批实验；以玉米秸秆浸出液为碳源进行了硝酸盐反硝化降解试验，探讨其为碳源去除硝酸盐氮的效果和可行性。碳源释放实验中，结果表明玉米秸秆有较强的释碳能力，柱实验中单位质量的碳源释放的COD的量是静态浸泡实验单位质量碳源释放的COD量的3~4倍，释放速率相应的也是批实验的3~4倍。反硝化降解试验中，结果表明对于中、低等硝酸盐浓度的去除效果很明显，去除率达80%以上，对高硝酸盐浓度去除效果不是很理想。该研究可为开发新的脱氮效率高的碳源物质应用于原位修复地下水硝酸盐污染提供一定的参考依据。

关键字：玉米秸秆；释碳；反硝化；碳源；硝酸盐氮

目    录

1.  绪  论 1

1.1  研究背景 1

1.1.1  地下水资源利用与污染概况 1

1.1.2  地下水硝酸盐污染的现状 2

1.1.3  地下水硝酸盐污染的来源 3

1.1.4  地下水硝酸盐污染的危害 3

1.2  国内外研究现状 3

1.2.1  物理修复方法 3

1.2.2  化学修复方法 4

1.2.3  生物修复方法 4

1.3  生物反硝化去除硝酸盐的碳源研究 5

1.3.1  液态碳源的研究现状 5

1.3.2  固体碳源的研究现状 6

1.4  立题背景及研究意义 7

1.5  研究内容与技术路线 7

1.5.1  研究内容 7

1.5.2  技术路线 8

2.  玉米秸秆碳源释放实验 9

2.1  玉米秸秆静态浸泡实验 9

2.1.1  实验材料与器材 9

2.1.2  实验步骤 9

2.1.3  实验测试指标和方法 10

2.1.4  实验结果与讨论 11

2.2  玉米秸秆碳源释放柱实验 13

2.2.1  实验材料与设备 13

2.2.2  实验方案 13

2.2.3  实验测试指标 14

2.2.4  实验步骤 15

2.2.5  实验结果与讨论 16

2.3  柱实验与批实验COD释放量对比 20

3.  玉米秸秆浸出液为碳源硝酸盐反硝化试验 21

3.1  试验材料与方法 21

3.1.1  试验材料与设备 21

3.1.2  试验测试指标和方法 21

3.1.3  试验步骤 21

3.2  实验结果与讨论 22

3.2.1  pH值的变化 22

3.2.2  COD值的变化 23

3.2.3  不同硝酸盐浓度对反硝化的影响 23

3.2.4  亚硝酸盐氮的积累 25

3.2.5  氨氮的积累 26

4.  结论与建议 27

4.1  结论 27

4.2  建议 27

致  谢 28

参考文献 29