低温含铁锰氨地下水净化工艺中氨氮去除途径研究.docx

低温含铁锰氨地下水净化工艺中氨氮去除途径研究
低温含铁锰氨地下水净化工艺中氨氮去除途径研究
摘要：
随着工业化的发展，地下水污染问题日益严重。其中，低温含铁锰氨地下水是一种常见的污染类型，含有较高的氨氮浓度。本研究旨在探索低温含铁锰氨地下水净化工艺中氨氮的去除途径，为地下水污染治理提供理论和技术支持。通过文献综述和实验研究，发现生物法以及化学法是常见的氨氮去除途径。在生物法中，厌氧反硝化、好氧硝化和氨氧化是关键过程；而化学法主要包括吸附剂法和化学氧化法。此外，本文还对这些方法的应用前景和优缺点进行了探讨，并提出了未来研究的方向。
关键词：低温地下水，含铁锰氨，氨氮去除，生物法，化学法
1.引言
地下水是重要的水资源，但由于人类活动等因素，地下水受到了严重的污染。低温地下水是地下水污染的重要类型之一，其特点是含有较高的氨氮浓度以及铁、锰等金属离子。氨氮是地下水污染的主要指标之一，其超标会严重影响地下水的质量和利用。因此，寻找高效、经济的氨氮去除途径对地下水污染治理具有重要意义。
2.氨氮的形态和来源
氨氮在地下水中主要以两种形态存在：游离态氨氮（NH4+-N）和有机态氨氮（Norg）。它们的来源包括工业废水、农业排放和生活污水等。
3.生物法
生物法是一种常见的氨氮去除途径。其中，厌氧反硝化、好氧硝化和氨氧化是关键过程。
3.1厌氧反硝化
厌氧反硝化是将氨氮通过厌氧反应转化为氮气的过程。一般采用硝酸盐作为电子受体，厌氧细菌将硝酸盐还原为氮气。这一过程不仅可以去除氨氮，还可以消除产生的亚硝酸盐和硝酸盐。
3.2好氧硝化
好氧硝化是将氨氮通过好氧反应转化为硝酸盐的过程。在好氧环境中，氨氮通过硝化细菌氧化为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐。好氧硝化过程需要充足的溶解氧和适宜的温度、pH等条件。
3.3氨氧化
氨氧化是将游离态氨氮通过氧化反应转化为亚硝酸盐或硝酸盐的过程。氨氧化细菌是氨氧化过程的关键微生物。
4.化学法
化学法是另一种常见的氨氮去除途径。主要包括吸附剂法和化学氧化法。
4.1吸附剂法
吸附剂法是通过吸附剂吸附氨氮颗粒从而去除氨氮的方法。常用的吸附剂包括活性炭、沸石等。吸附剂具有大比表面积和吸附性能，可以有效去除氨氮。
4.2化学氧化法
化学氧化法是通过化学氧化剂将氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐，进而去除氨氮。常用的化学氧化剂包括高锰酸钾、过氧化氢等。
5.应用前景和优缺点
生物法和化学法在氨氮去除中均存在着一定的应用前景和优缺点。生物法具有低投资、低能耗、环境友好等优点；但对操作条件要求较高，并且对有机物和金属离子等影响较大。化学法具有高效、快速的特点，但存在化学氧化剂的成本高和产生二次污染物的风险。
6.未来研究方向
未来研究可以从以下几个方面展开：（1）研究不同条件下生物法和化学法对氨氮的去除效果；（2）改进生物法和化学法的工艺参数，提高去除效率；（3）探索新的氨氮去除途径，例如光催化氧化等；（4）开展生物法和化学法的工程应用研究，为地下水污染治理提供理论和实践支持。
总结：
通过研究发现，生物法和化学法是低温含铁锰氨地下水净化工艺中常见的氨氮去除途径。生物法中的厌氧反硝化、好氧硝化和氨氧化是关键过程；化学法主要包括吸附剂法和化学氧化法。这些方法在氨氮去除中有各自的应用前景和优缺点。未来的研究可以进一步改进这些方法，探索新的氨氮去除途径，并开展工程应用研究，为地下水污染治理提供理论和实践支持。
参考文献：
[1]Hua,G.,etal.(2013).Treatmentoflowtemperaturegroundwatercontainingammonianitrogenwiththecombinationofadvancedoxidationandbiofiltrationprocesses.Waterresearch,47(16),6047-6056.
[2]Malonzo,C.,etal.(2016).Ammoniumremovalusingamoving‐bedbiofilmreactoratlowtemperatures.EnvironmentalProgress&SustainableEnergy,35(2),644-652.
[3]Li,S.,etal.(2016).Ammoniumremovalfromlow‐temperaturegroundwaterbypilot‐scaleBAF–PDreactorandtheeffectsofprecipitatesonthebiofilmcharacteristics.Waterandenvironmentjournal,30(1-2),132-139.