论文部分内容阅读
随着人类社会的发展，地下水中砷和硝酸盐污染问题日益突出，引起人们的广泛关注。本研究根据天然磁黄铁矿的理化特性探索了利用天然磁黄铁矿同时去除地下水中的砷和硝酸盐的可行性与效果，为进一步研发磁黄铁矿同步脱氮除砷技术奠定基础。 通过吸附实验发现，磁黄铁矿对As(Ⅴ)具有良好的吸附去除效果。在30℃、pH=4的条件下，0.5g磁黄铁矿24h对30mg/L的砷去除率能达到99％以上。较高的温度和较小的粒度能促进磁黄铁矿对As(Ⅴ)的去除。Langmuir吸附等温线方程和伪二级动力学方程能很好的模拟磁黄铁矿吸附As(Ⅴ)的过程，在温度为30℃的条件下，最大吸附量可以达到2.46mg/g。磁黄铁矿除砷是一个吸热的配位离子交换过程，同时伴随一些化学沉淀反应。 磁黄铁矿自养反硝化批次实验处理同时含砷和硝酸根的人工配水时发现，磁黄铁矿在硫自养反硝化菌的作用下可以实现同步脱氮除砷。109磁黄铁矿（粒径为0.11mm-0.15mm）在30℃温度下（接种量5％）处理40mL硝酸盐氮和砷(初始浓度分别为35，30mg/L)的人工配水，13d后去除率都接近100％;磁黄铁矿粒径越小同步脱氮除砷的效果越好;初始砷浓度对脱氮的影响不大;除砷的效果随着温度的升高不断升高，但脱氮效果却在30℃时最大。磁黄铁矿被生物氧化后会生成硫酸铁。所用的混合菌种优势菌为脱氮硫螺杆菌，属于硫自养反硝化细菌。 小型滤池处理砷和磷实验表明，通过磷酸盐的去除率可以估计砷的去除效果。利用磁黄铁矿人工湿地(P-CW)和石灰石人工湿地(L-CW)处理河水，在NO3-N、PO4-P、NH4-N、COD年平均进水浓度分别为6.36mg/L、1.48mg/L、0.39mg/L、16.24mg/L的情况下，P-CW和L-CW对它们的平均去除率分别为:81.9％、93.8％、33.8％、49.5％和62.2％、3.2％、38.4％、41.4％。可知P-CW的氮、磷去除效果高于L-CW，但氨氮和COD的处理效果基本相同。磁黄铁矿人工湿地对磷酸盐有很好的去除效果，可知对As也必会不错的效果。磁黄铁矿和石灰石人工湿地中的土壤生物群落分析显示:磁黄铁矿人工湿地中异养和自养的反硝化菌种含量都明显高于石灰石湿地。