2025年 04期

Denitrification Nitrogen Removal Performances of Zeolite-Iron-Carbon Packing Biological Slow Filters for Surface Water


摘要(Abstract):

针对地表水中的硝酸盐污染问题,应用自制沸石-铁碳填料生物慢滤池反硝化处理硝态氮;通过比较化学需氧量与总氮质量浓度的比值、碳源、滤速对该生物慢滤池出水水质的影响,确定该生物慢滤池的最佳运行条件,并评估低温时该生物慢滤池的反硝化脱氮性能。结果表明:在常温、化学需氧量与总氮质量浓度的比值为4.0、碳源为葡萄糖、滤速为0.10 m/h的最佳运行条件下,该生物慢滤池出水中硝态氮的质量浓度稳定在1.26 mg/L左右,相对于传统生物反硝化脱氮技术,反硝化脱氮性能较好,并且水质指标高锰酸盐指数及亚硝态氮、氨氮、总铁的质量浓度均符合国家标准GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中III类地表水标准;低温时,该生物慢滤池出水水质稳定,除高锰酸盐指数外,其他4项水质指标的质量浓度均符合GB 3838—2002中III类地表水标准;该生物慢滤池内存在大量与反硝化相关的菌属,酸洗改性沸石和铁碳填料可为反硝化菌群提供良好的生存条件,铁自养反硝化菌与异养反硝化菌共同生存。

关键词(KeyWords):地表水;铁自养反硝化;生物慢滤池;硝酸盐;铁碳微电解

基金项目(Foundation):国家自然科学基金项目(52100088)

作者(Author): 王柏茗,张明辉,刘亚坤,孙绍芳,张刚

DOI: 10.13349/j.cnki.jdxbn.20240724.001

参考文献(References):

[1] 李芳,于成志,张唯,等.利用缓释碳源强化生物反硝化脱氮的研究进展[J].净水技术,2023,42(8):48.

[2] 黄俊亮,刘成,王胜涛,等.反渗透工艺对地表水中硝酸盐去除的效能及应用可行性[J].净水技术,2023,42(1):51.

[3] 黄俊亮,刘成,王胜涛,等.离子交换工艺对地表水中硝酸盐的去除效能及应用模式[J].给水排水,2021,57(11):13.

[4] 彭宏熙,李聪.中国和美国、日本饮用水水质标准的比较探究[J].中国给水排水,2018,34(10):28.

[5] 中华人民共和国国家卫生健康委员会.生活饮用水卫生标准:GB 5749—2022[S].北京:中国标准出版社,2022:2.

[6] BERGQUIST A M,CHOE J K,STRATHMANN T J,et al.Evaluation of a hybrid ion exchange-catalyst treatment technology for nitrate removal from drinking water[J].Water Research,2016,96:177.

[7] HERNáNDEZ-GARCíA F A,ORTíZ-VERDíN A A,TORRES-GONZáLEZ J,et al.Hybrid process for potable water denitrification[J].International Journal of Electrochemical Science,2014,9(5):2716.

[8] WU R F,JEYAKUMAR P,BOLAN N,et al.Enhanced denitrification driven by a novel iron-carbon coupled primary cell:chemical and mixotrophic denitrification[J].Biochar,2024,6(1):1.

[9] REZVANI F,SARRAFZADEH M H,EBRAHIMI S,et al.Nitrate removal from drinking water with a focus on biological methods:a review[J].Environmental Science and Pollution Research International,2019,26(2):1124.

[10] ASLAN S.Biological nitrate removal in a laboratory-scale slow sand filter[J].Water SA,2008,34(1):99.

[11] 魏复盛.水和废水监测分析方法[M].4版.北京:中国环境科学出版社,2002:223-370.

[12] 国家环境保护总局科技标准司.地表水环境质量标准:GB 3838—2002[S].北京:中国标准出版社,2002:2-3.

[13] 李瑞祥,王鑫,李田.低碳污水微生物氮转化工艺研究进展[J].工业水处理,2022,42(6):25.

[14] 王弘宇,张惠宁,吕斌,等.铁基质自养反硝化去除水中硝酸盐污染物的研究[J].中国农村水利水电,2014(11):59.

[15] 徐炳阳.铁碳微电解对低碳氮比污水生物反硝化作用影响研究[D].合肥:安徽建筑大学,2019:11.

[16] 房新昌,马良,田彬彬,等.厌氧-好氧-缺氧 SBBR 工艺对垃圾渗滤液深度脱氮处理的试验[J].净水技术,2024,43(4):121.

[17] 王燕,李激,支尧,等.新型生物质碳源强化脱氮效果及微生物菌群分析[J].环境工程,2022,40(9):63.

[18] 于振国.自养脱硫反硝化反应器微生物群落动态及功能菌群分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,2007:4-56.