再生水入渗过程中三氮迁移转化模拟柱实验研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:sl2319
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再生水回用是缓解水资源紧张,保证水资源可持续利用,促进循环型社会进程的重要举措。但限于经济和技术原因,再生水中三氮等污染物难以有效去除。不恰当的再生水回灌或入渗很可能导致地下水遭受污染,影响到供水安全问题。研究再生水入渗过程三氮迁移转化对地下水的影响,对于合理利用再生水资源,减少氮对地下水环境的污染,具有十分重要的意义。本文依托顺义新城温榆河水资源利用工程项目,以室内柱实验为手段,开展潮白河受水区再生水入渗过程中三氮迁移转化模拟柱实验研究。通过对受水区地层岩性特征钻探采样分析,探讨了土壤介质理化参数间的相关关系,并确定出受水区包气带典型介质为砾石含砂、粉质粘土和细砂。在此基础上,以3种典型介质为模拟柱实验介质,以受水区实际河水为实验用水,分别进行单一介质和组合介质的模拟柱实验研究。通过分析实验柱不同深度的三氮浓度,研究其变化趋势,计算TN的衰减速率常数和NO3-N的反硝化速率常数,为引温济潮工程水质模拟的建立提供可靠的参数。研究结果表明:(1)CEC、TOC、粘土矿物总量及粘粒含量四项指标的大小与埋深无明显关系,而与介质本身特性密切相关,两两之间相关系数在给定显著性水平α=0.01水平下均大于0.8。(2)三种介质砾石含砂与细砂中三氮本底值均较小,粉质粘土的本底值相对较大。TN本底含量分别为: 1.33,2.05,6.36mg/100g; NO3-N本底含量分别为:1.46,1.82,10.15mg/100g。三柱三氮的溶出浓度在实验运行前期10-20天之间均达到稳定。(3)通过实际河水单一介质室内柱实验计算得出TN衰减速率常数分别为:K=1.667(m-1);K=1.682(m-1);K=2.990(m-1)。NO3-N反硝化速率常数分别为:K=2.694(m-1);K=3.738(m-1);K=6.557(m-1),表明粉质粘土对氮污染物的去除效率明显高于砾石含砂和细砂。(4)温度对水体中三氮的迁移转化具有重要的影响,但在温度降低砾石含砂与细砂对三氮去除几乎不起作用时,粉质粘土对氮污染物仍存在一定的去除作用,与单一介质柱实验结论相同,说明粉质粘土也是影响氮污染物浓度降低的主要因素,且进一步推出,氮污染物去除机理问题不单单有吸附和生物作用,有可能还存在其他因素。
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