專利名稱：利用稻稈與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種修復地下水硝酸鹽污染的方法。更確切的說是一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法。利用稻桿與包埋反硝化菌為反應介質(zhì)強化固相反硝化作用，進而去除地下水中硝酸鹽。
技術(shù)背景過量農(nóng)業(yè)氮肥的施用，工業(yè)含氮廢水和城市生活污水的不合理處置以及畜禽排泄物和化糞池的不當處理，已經(jīng)造成世界范圍內(nèi)的地下水(尤其是淺層地下水)中硝酸鹽的最普遍污染，且其污染程度還在不斷增加，我國情況也大致如此。水中硝酸鹽氮的污染會給人類以及其它生物帶來巨大的危害，因此，去除地下水中的硝酸鹽氮的研究也逐漸成為國內(nèi)外的研究熱點。相比物理化學方法存在的安全隱患，生物法成為去除水中硝酸鹽氮的最經(jīng)濟且有效的方法，但是針對目前研究應用最廣泛的異養(yǎng)反硝化法，在地下水環(huán)境中的實際應用過程中發(fā)現(xiàn)還存在一些問題，由于土壤的過濾作用，一般地下水中有機碳源和脫氮菌均較少，生物脫氮作用較微弱，需補充足夠的溶解有機碳促使反硝化菌的生長。傳統(tǒng)的方法是向地下水體中投加甲醇、乙醇和乙酸鈉等液態(tài)有機碳源，但是由于通過注入井投加營養(yǎng)物質(zhì)和氧有時會被過度生長的微生物所堵塞，并有二次污染的可能，對于滲透性較差的含水層實施起來有較大困難，所以，近些年來國內(nèi)外對固態(tài)有機碳源用于去除地下水硝酸鹽的生物反硝化碳源的研究越來越多。但地下水中菌種少，且地下水水溫偏低影響反硝化菌活性的問題仍有待解決。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種修復地下水中硝酸鹽污染的方法，該方法實現(xiàn)了稻桿的資源化利用，同時大幅提高了地下水中硝酸鹽反硝化效率，是一種高效低成本的處理方法。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法，以稻桿與包埋反硝化菌顆粒為介質(zhì)對硝酸鹽污染地下水進行處理，稻桿為反硝化碳源，通過混充包埋反硝化菌強化生物反硝化作用，增強地下水低溫下反硝化效能。稻桿粉碎后，與包埋反硝化菌顆?；鞊骄鶆?，再在反應器頂部填裝沸石，起吸附、過濾和防止填充床上浮作用，兩者填充高度比值為 5: I。包埋反硝化菌顆粒以聚乙烯醇(PVA)為包埋載體；稻桿依次經(jīng)過粉碎(粉碎粒度為I 2mm)、9(TC 120°C加熱等預處理后，包埋反硝化菌顆粒在進水pH=7. O、溫度12土1°C條件下通過逐漸縮短水力停留時間進行反硝化馴化，稻桿再與包埋反硝化菌顆?；旌稀Ｌ砑影窬牧渴顾蟹聪趸鷿舛染S持在104 106個/ml，添加稻桿的量使水中的碳與硝酸鹽氮的摩爾比維持在I 3。
與已有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在I、本發(fā)明利用稻桿作為反硝化碳源，實現(xiàn)了生物質(zhì)能源的綜合利用。
2、以稻桿和包埋反硝化菌顆粒為介質(zhì)的反硝化過程基本不受進水pH的影響。在進水N03—N濃度為65mg/L，溫度15°C時，出水N03—N濃度10天內(nèi)降為O. 5mg/L以下，去除率高達99%，基本沒有N02-N積累，且出水pH呈中性，達到了低溫下良好的脫氮性能。
具體實施方式
以稻桿與包埋反硝化菌顆粒為介質(zhì)對硝酸鹽污染地下水進行處理，稻桿為反硝化碳源，通過混充包埋反硝化菌強化生物反硝化作用，增強地下水低溫下反硝化效能。稻桿粉碎后，與包埋反硝化菌顆粒混摻均勻，再在反應器頂部填裝沸石，起吸附、過濾和防止填充床上浮作用，兩者填充高度比值為5:1。包埋反硝化菌顆粒以聚乙烯醇(PVA)為包埋載體； 稻桿依次經(jīng)過粉碎(粉碎粒度為I 2mm)、9(TC 120°C加熱等預處理后，包埋反硝化菌顆粒在進水pH=7. O、溫度12土 1°C條件下通過逐漸縮短水力停留時間進行反硝化馴化，稻桿再與包埋反硝化菌顆?；旌稀?br> 按照技術(shù)方案要求裝填反應器，保證添加包埋菌的量能使水中反硝化菌濃度維持在104 106個/ml，添加稻桿的量能使水中的碳與硝酸鹽氮的摩爾比維持在I 3。
權(quán)利要求
1.一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法，其特征在于以稻桿與包埋反硝化菌顆粒為介質(zhì)對硝酸鹽污染地下水進行處理，其中稻桿為反硝化碳源，通過混充包埋反硝化菌強化生物反硝化作用，增強地下水低溫下反硝化效能。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法，其特征在于稻桿粉碎后，與包埋反硝化菌顆?；鞊骄鶆?，再在反應器頂部填裝沸石，起吸附、過濾和防止填充床上浮作用，兩者填充高度比值為5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法，其特征在于包埋反硝化菌顆粒以聚乙烯醇PVA為包埋載體；稻桿依次經(jīng)過粉碎，粉碎粒度為I 2mm、9(TC 120°C加熱等預處理后，包埋反硝化菌顆粒在進水pH=7. O、溫度12±1°C條件下通過逐漸縮短水力停留時間進行反硝化馴化，稻桿再與包埋反硝化菌顆?；旌?。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用稻桿與包埋反硝化菌去除地下水中硝酸鹽的方法，其特征在于添加包埋菌的量使水中反硝化菌濃度維持在104 106個/ml，添加稻桿的量使水中的碳與硝酸鹽氮的摩爾比維持在I 3。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物去除硝酸鹽污染地下水的方法。該方法基于傳統(tǒng)生物反硝化原理，以稻稈為固相碳源，利用包埋反硝化菌生物去除地下水中硝酸鹽。稻稈中的纖維素首先水解釋碳，包埋反硝化菌利用釋放的碳源為電子供體脫氮。反硝化脫氮過程包括兩部分小部分是由稻稈表面生長的生物膜中的反硝化菌完成，大部分反硝化作用由包埋反硝化菌顆粒承擔。本發(fā)明實現(xiàn)了廢棄物的資源化，同時包埋反硝化菌對溫度等環(huán)境因素有較強的適應性，使得將固體碳源和包埋菌結(jié)合的方法應用于地下水硝酸鹽的去除具有較大的應用潛力。
文檔編號C02F3/28GK102976484SQ20121043417
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者李軍, 張欣, 陳東寧 申請人:沈陽建筑大學