地下水硝酸盐生物处理技术探究

耿庆保（安徽金禾实业股份有限公司，安徽滁州 239200）

地下水硝酸盐生物处理技术探究

耿庆保
（安徽金禾实业股份有限公司，安徽滁州 239200）

地下水作为水资源的重要组成部分，有着水量稳定、水质好的优点。正因如此，地下水一直是农业灌溉、工业和城市供水重要的来源之一。首先探讨了地下水硝酸盐污染的原因和危害性，并对地下水硝酸盐生物处理技术进行总结分析，为地下水硝酸盐生物处理技术的应用和发展提供资料参考。

地下水；硝酸盐；生物处理；技术探究

地下水包括含水层中保水带所含的水、土壤和岩石的饱和水、地壳物质空隙中储存的水三部分，不仅富含多种营养成分，还有着极为庞大的储量。但随着城市化的推进、工业化发展和农业现代化的发展，地下水正面临着严重的污染问题。地下水污染不仅影响生态和自然环境，还对人的生活、生产带来安全威胁。硝酸盐污染作为地下水污染的主要类型，如何做好地下水硝酸盐的处理更成为社会各界关注的问题。

1 地下水硝酸盐污染的原因

1.1 农业氮肥、有机肥的施用

农业是国民基础产业之一，我国作为世界第一人口大国，社会和经济发展对农业产业有着直接的依存性。随着现代农业的发展，为了提高粮食产量，农业生产中不断加大肥料使用量。化肥和有机肥作为农业生产中最常用的肥料，由于其中含有大量氮元素，使用过量造成土壤氮元素蓄积，就会在降水溶解下渗透入地下水系，导致地下水硝酸盐浓度超标，发生地下水硝酸盐污染。

1.2 污水灌溉

随着城市化的不断发展，自然水系受污染程度逐渐加深。自然水系是进行农业灌溉的重要水源，受到污染的河流、湖泊一旦用于灌溉，必然会造成土壤中有机物含量升高。这虽然有助于提高土壤肥力，但与此同时也会增加土壤中氮元素的含量。如果污水灌溉过度，大量的污水直接渗透入地下水，还会直接导致地下水氮氧化物超标，从而导致地下水中硝酸盐含量上升。

1.3 固体废弃物淋滤下渗

我国城市化和工业化发展，使得城市郊区出现大量的生活垃圾和工业垃圾。这些固体废弃物未经处理就随地掩埋或放置在土地上，不仅会造成土地资源的浪费，在降雨的淋溶渗透作用下，其中所含的污染物还会渗入地下含水层，对地下水造成污染。而在固体废弃物淋滤下渗污染中，由于工业垃圾和生活垃圾都含有大量的氮，因而垃圾填埋和堆放场的地下水硝酸盐含量超标严重。

1.4 生活污水和含氮工业废水的渗漏

近年来，人们对污水处理重视度不断提高。但在很多欠发达地区，仍然存在着生活污水和含氮工业废水违规排放的现象。这些含有大量氮元素的废水直接渗入地下水，不仅会影响自然和生态环境，还会造成地下水和自然水系受到硝酸盐污染的威胁。

2 地下水硝酸盐生物处理技术研究

2.1 自养反硝化技术在地下水硝酸盐处理中的应用

反硝化是自然界氮循环的关键环节，反硝化能够在反硝化菌的参与下，将二氧化碳、碳酸根、碳酸氢根等无机碳作为能源物质，去除地下水中的硝酸盐。自然反硝化作用有着生物产量低、无二次污染等优点，在地下水硝酸盐处理中应用广泛。现如今地下水硝酸盐处理中自养反硝化的运用主要包括硫自养反硝化和氢自养反硝化两种。硫自养反硝化是在厌氧条件下，光能营养型硫氢化细菌作为电子受体，硫或其化合物作为电子供体，将硝酸盐还原为氢气的过程。硫自养反硝化能够有效去除地下水中的硝酸盐，并且不需要进行地下水的预处理。但该过程需要解决自养反硝化过程中产酸的问题，以保证反应过程中pH始终保持中性。氢自养反硝化是指利用氢气作为电子供体，硝酸盐作为电子受体将硝酸盐还原为N2的过程。氢自养反硝化同样不会造成二次污染，但由于氢气的水溶性较差，因而其反硝化性达不到工业要求。膜技术的发展则为氢自养反硝化技术的运用打下了基础，如何实现以透气膜为扩散装置，提高氢自养反硝化效率，则成为摆在氢自养反硝化工业化应用面前的可行途径。

2.2 异氧反硝化

异氧反硝化是指反硝化菌在外加有机碳作为细胞合成碳源和电子供体的条件下，将硝酸盐还原为氮气的过程。异氧反硝化效率不仅受碳供给量影响，还与溶氧浓度、pH、反应温度等有直接关系，因而异氧反硝化相比于自养反硝化，对反应条件要求更加苛刻。正因如此，在工业地下水硝酸盐处理中，异氧反硝化应用并不常见。但由于固相碳在自然界中广泛存在，固相碳又能够应用于异氧反硝化，因而异氧反硝化从原料广度和原料成本上考量，仍然具有极高的研究价值。学术界有专家以麦秆、稻草、锯末、树皮、等农业废弃物为碳源，获得了较好的实验成果。但由于异氧反硝化生物处理技术仍然处于研究中，仍然面临很多技术难关与问题，因而其距离地下水硝酸盐生物处理的工业化应用仍然需要时间。

综上所述，地下水是人类最宝贵的淡水资源，对其进行污染防治，是摆在每个人面前的难题。生物处理技术在地下水硝酸盐处理中的应用，以其低能耗、低污染、低成本等受到社会各界的广泛关注。但受技术、经验、设备、处理效率等因素影响，其推广和应用仍然存在一定困难和问题。但相信随着技术的发展和进步，地下水硝酸盐生物处理技术将会得到进一步的发展，改变地下水硝酸盐处理的工业现状，为社会和经济的发展做出更大的贡献。

[1] 张建美，郝会玲.地下水硝酸盐生物处理技术研究进展[J].长江大学学报（自科版），2014，11（1）：24-27.

[2] 李瑞.地下水硝酸盐污染原位生物修复模拟装置研发及其性能研究[D].中国地质大学（北京），2015.

Study on Nitrate Biological Treatment Technology of Groundwater

Geng Qing-bao

As an important part of water resources，groundwater has the advantages of stable water quantity and good water quality. As a result of this，groundwater has been an important source of agricultural blame，industrial and urban water supply.This paper first discusses the groundwater nitrate pollution reasons and harmfulness，and the biological treatment technology of salt groundwater nitrate were analyzed，to provide references for the development and application of biological treatment technology of groundwater nitrate salt.

groundwater；nitrate；biological treatment；technology research

X523

B

1003-6490（2016）12-0038-01

2016-12-12

耿庆保（1962—），男，安徽滁州人，工程师，主要研究方向为化学教育。