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地表水中氮磷导致的富营养化和地下水硝酸盐超标是环境中的两大问题。对此,本文以秸秆生物炭为吸附剂和碳源,开展了对二级出水和地下水脱氮效果研究。研究内容为秸秆生物炭作为吸附剂对废水中氨氮和硝态氮的吸附效果、生物炭作为反硝化碳源去除二级出水中硝态氮以及地下水中常见离子对生物炭在地下水脱氮应用中的影响。通过一系列的研究得出以下结论:(1)通过颗粒与粉末生物炭对废水中氨氮和硝态氮吸附差异研究,得出颗粒生物炭对氨氮的吸附效果优于粉末生物炭,但两者对硝态氮的吸附不明显,且会产生一定量的NO3--N。粉末生物炭通过FeCl3和CaCl2改性后,可以有效的吸附硝态氮,且FeCl3改性效果优于CaCl2改性效果。(2)未改性的粉末和颗粒生物炭对氨氮吸附的吸附等温线符合Freundich吸附模型;未改性的粉末生物炭对氨氮吸附的吸附动力学符合准二级动力学方程,未改性的颗粒生物炭对氨氮吸附的吸附动力学符合准一级动力学方程。改性后的粉末生物炭对硝态氮吸附的吸附等温线符合Langmuir吸附模型,动力学方程符合准二级动力学方程。(3)改性粉末生物炭对二级出水中的硝态氮(17.5mg/L)、氨氮(5.0mg/L)和总磷(2.9mg/L)有很好的吸附效果。FeCl3改性粉末生物炭对硝态氮、氨氮和总磷的去除率分别为54.40%、31.75%和80.25%,CaCl2改性粉末生物炭对硝态氮、氨氮和总磷的去除率分别为41.18%、26.46%和30.18%。(4)通过从中国矿业大学污水处理站分离得到三种反硝化细菌WS、PYS、YS,且均属于Pseudomonas.,通过反硝化菌反硝化能力实验得出反硝化效果最佳的是PYS。以PYS为反硝化菌,颗粒生物炭为反硝化碳源和填料,应用于二级出水中去除硝态氮的摇床实验和连续实验中,均得到很好的反硝化效果,且无亚硝态氮的累积。(5)通过地下水中常见离子对颗粒生物炭去除地下水硝态氮的影响实验,结果显示离子类型及浓度影响硝酸盐去除的效果。其中,SO42-具有明显的抑制作用,且造成大量的亚硝酸盐累积;Ca2+、Na+、HCO3-均处于促进作用,但浓度越低促进效果越明显;Cl-在高浓度(600 mg/L)时为抑制作用,在低浓度时为促进作用,且浓度越低促进效果越好。