基于固体碳源的引水河流反硝化试验研究(尹海龙).docVIP

一、基于固体碳源的引水河流反硝化试验研究（尹海龙） 1. 研究的背景与方向 河流氮污染是一个不容忽视的污染问题，水中氮元素过多会给环境造成严重的危害：如造成水体富营养化、增加给水处理的困难、毒害人及生物等。现阶段河流水质净化中最需要解决也是最难以解决的问题就是总氮的削减与控制。 大治河是临港新城滴水湖的引水河道，滴水湖作为海港新城的象征和地域标志，其水质状况和环境可持续发展水平，将在很大程度上影响南汇新城SBD的商务、旅游和人文居住环境。近期的水质监测显示大治河源水的TN≥4.7mg/L，高于湖、库Ⅴ类水质对TN≤2mg/L的要求，如果直接进入滴水湖很有可能引发富营养化问题。同时，河水的BOD5≤12mg/L，BOD/TN比值不超过3，属于低碳高氮水体。 天然河流水体中一般都同时存在硝化菌和反硝化菌，大治河的DO平均值接近4，因此硝化过程可顺利完成，但是反硝化过程需要同时具备足够的碳源和厌养环境，大治河的水质现状（DO≈4, BOD/TN3）无法保证反硝化反应的顺利进行。这就要求通过人工干预的方式来提高水体中的碳浓度、创造厌养环境，以促进反硝化反应的顺利进行。传统脱氮技术通常投加甲醇等液体营养物质来补充碳源，这对河流治理而言成本过高，且出水容易造成二次污染，存在一定的污染风险。为此，如何有效地解决碳源问题、营造厌养环境以实现反硝化，且不造成河流的二次污染已成为解决低碳高氮河流脱氮的技术瓶颈。 本研究综合国内外对反硝化技术的研究成果并结合滴水湖引水河流污染的具体特点，提出了适合低碳高氮河流原位反硝化脱氮的技术方案，旨在筛选出低成本、简便实用的低碳高氮河流脱氮关键技术，从而实现河流总氮的自然降解与控制，为我国湖泊、水库、河流富营养化控制和水质改善提供理论依据和技术支持。这在当前我国经济和技术条件有限，在短时期内无法从根本上解决河流氮总量控制问题的情况下，具有重要的理论意义与实用价值。 同济大学环境学院长期以来，在河水的治理方面进行了大量的研究，取得了丰硕的研究成果。许多研究成果在工程上得到实际应用，取得了良好的治理效果。2. 实验的基础与内容 实验自配污水，模拟大治河水质，按综合开放性实验规范（试行）和实验要求进行实验，要求治理后的出水达标排放，治理工艺技术上可行，经济上合理，具可操作性。 本项目可分解为以下课题，供不同兴趣学生选择： （ 1 ）以木屑为载体和探源去除硝酸盐氮技术研究 （ 2 ）以稻壳为载体和碳源去除硝酸盐氮技术研究 （ 3 ）以稻草为载体和碳源去除硝酸盐氮技术研究 （ 4 ）碳源的最佳投加量技术研究3. 实验要求 通过本实验要求达到下述目的： ⑴ 学习和掌握文献资料的检索和应用。 ⑵ 巩固实验操作技能，熟练并灵活使用检测色度、ＣＯＤ、硝酸盐氮等指标的方法。 ⑶ 经过对试验结果的分析评价和理论探讨，巩固所学的化学，物理、生物等学科的基础知识和有关的专业知识，培养和提高科学研究能力。 ⑷ 通过整个实验过程，培养和锻炼发现问题、分析问题和解决问题的综合能力，主观能动性和创新思维得到启发和提高。4. 学生应具备的基础知识 （1）化学方面的基础知识 （2）水质分析实验基础 （3）水处理专业知识5. 实验过程 第一阶段：学生通过检索和查阅有关文献资料，设计出试验方案，包括实验目的，原理，装置构思，所需设备仪器、试剂，操作步骤。 第二阶段：指导教师审查学生提交的实验设计方案后，根据实验室环境条件等具体情况，与学生讨论并修正设计方案，确定试验计划，提供相关装置设备。 第三阶段：学生按自己设计的方案进行全过程操作（包括溶液配制，安装试验装置等），试验完成后整理实验数据，对试验结果进行分析评价，提交正式试验报告。 第四阶段：教师对实验报告进行评价，并将评价意见反馈给学生。6. 实验人数： 2－4人7. 实验时数：学生实验室实验时间为54学时8. 学 分：2学分9. 质量控制 学生提交实验报告后，经指导教师初审合格后，将实验方案、实验原始数据纪录、实验报告等提交综合开放性实验质量审核小组，对学生的实验质量进行审核（必要时，可对学生进行面试答辩），经审查合格后，给予学分。对不合格的实验，要求学生补充实验，直到达到实验标准为止。10. 其它 学生选修本实验的程序，按学院统一的选课程序实施；外专业学生也可选修和参加本实验。 11．参考资料 [1] 阎宁,金雪标,张俊清.甲醇与葡萄糖为碳源在反硝化过程中的比较.上海师范大学学报(自然科学版).2002,31(3):41-44. [2] Hamazah, Z., Ghararah, A.,1996.Biological denitrification of high nitrate water:influence of type of carbon source and ni