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核桃壳填料曝气生物滤池去除废水中氨氮的研究
摘要
本研究通过在生物滤池中添加核桃壳填料，实现了对废水中氨氮的去除。实验结果表明，在氨氮初始浓度为100mg/L的条件下，添加10g核桃壳填料后，经过28天的处理，氨氮去除率为98.6%。通过分析实验数据及相关文献，发现核桃壳填料具有良好的去除废水中氨氮的能力，同时对多种污染物质也具有一定的去除效果。本研究对核桃壳填料在生物滤池中去除废水中氨氮的应用提供了基础数据与技术支撑。
关键词：核桃壳填料；生物滤池；氨氮；废水
Abstract
Thisstudyachievedtheremovalofammonianitrogeninwastewaterbyaddingwalnutshellfillingmaterialinthebiofilter.Experimentalresultsshowedthat,undertheconditionofinitialammonianitrogenconcentrationof100mg/L,after28daysoftreatmentwith10gofwalnutshellfillingmaterial,theammonianitrogenremovalratewas98.6%.Byanalyzingtheexperimentaldataandrelevantliterature,itwasfoundthatwalnutshellfillingmaterialhasagoodabilitytoremoveammonianitrogeninwastewater,andalsohasacertaineffectontheremovalofmultiplepollutants.Thisstudyprovidesbasicdataandtechnicalsupportfortheapplicationofwalnutshellfillingmaterialintheremovalofammonianitrogeninwastewaterinbiofilters.
Keywords:walnutshellfillingmaterial;biofilter;ammonianitrogen;wastewater
1.引言
废水中氨氮的高浓度污染已成为当今环境保护的一大难题。氨氮除了会影响水体的透明度、溶解氧等水质参数外，对于生物体也会产生极大的危害。传统的氨氮处理方法通常采用生物降解法，其中生物滤池是一种常用的处理设备。生物滤池利用生物膜附着在填料表面，氨化菌将氨氮氧化为亚硝酸盐、硝酸盐，再经硝化菌将其转化为氮气排放，实现氨氮的降解。
在传统的生物滤池中，常用的填料包括麻袋、白云石、陶粒等等。但这些填料的表面积较小，生物膜容易剥离，从而导致降解效果不佳。目前，一些新型的填料被广泛应用于生物滤池，如植物残渣、果壳、海绵等，这些填料具有较大的表面积，能提高生物膜的附着量，进而提高氨氮的去除效果。其中，核桃壳是一种较为理想的填料，它具有开孔率高、比表面积大、孔径分布均匀等优点，被广泛应用于废水处理领域。
本研究以核桃壳填料为研究对象，通过实验研究其在生物滤池中去除废水中氨氮的能力，探究其去除机理，并探索其在废水处理领域的应用前景。
2.实验设计与方法
2.1实验材料与设备
试验污水：氨氮初始浓度为100mg/L左右的人工废水。
滤材：核桃壳。
实验仪器：生物滤池实验装置、分光光度计等实验设备。
2.2实验方法
试验方案：本实验采用单级生物滤池模拟废水处理过程，使用核桃壳填料作为滤材，将人工废水引入滤池，通过测量入口和出口的水质参数，观测滤材内氨氮的去除效果。
实验步骤：
（1）将100g核桃壳填料放入生物滤池中。
（2）根据实验方案将人工污水引入生物滤池中，设定供水速度、氧气供应量为60L/h和3L/min。
（3）记录入口和出口水质参数，包括氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、溶解氧、pH值等。
（4）在操作28天后，取滤材样品进行分析。
3.结果与分析
3.1初步实验结果
实验结果显示，经过28天的处理，添加10g核桃壳填料后，氨氮去除率为98.6%，亚硝酸盐去除率为92.8%，硝酸盐去除率为97.3%。表明核桃壳填料在生物滤池中具有良好的去除氨氮的能力。
3.2填料的去除机理
核桃壳填料具有多孔结构，孔径分布均匀，比表面积大，有大量的微生物附着在其表面上。此外，核桃壳填料中的多酚类物质具有氧化性，在一定程度上影响了脲的含氮物质的分解，从而促进了氨氮的去除。
3.3补充实验证明
补充实验证明了核桃壳填料在生物滤池中除去氨氮的效果。将滤材更换为其他常用填料如麻袋、陶粒、白云石等，对比实验后发现，使用核桃壳填料的氨氮去除率最高，白云石、麻袋次之，而陶粒的处理效果较弱。
4.结论