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水资源在新疆极为匮乏,并且在很大程度上制约了本地区经济的发展,因此保障一定的水质、水量,对于本区域经济的发展具有重要意义。在充分保证水质安全的前提下,开辟新的可用水源,并且提升水资源的利用率,对当前缓解新疆水资源短缺状态至关重要。 本文以城镇再生水为主要研究对象,旨在提出适合于干旱区水循环和水资源安全的“地下水银行”技术方案。本文通过在室内设计模拟土壤柱试验,研究氨氮在土壤柱中的迁移规律,探讨不同深度以及不同质地的土壤柱,对氨氮去除效率的影响;通过在室内开展氨氮在不同土壤层中的吸附实验,探索土壤对氨氮吸附的机理,为确定包气带介质的环境容量、防污特性的评价及地下水污染机制的深入研究提供科学支撑。进而为“地下水银行”技术方案在新疆的深入探究和工程应用提供理论基础和技术支持。 论文的主要研究成果如下: (1)通过查看相关资料,及野外实地考察,了解研究区的地形地貌、水文气象、土壤状况等,结合土地处理系统的设计要求,在室内合理设计土柱实验装置。 (2)氨氮与各土样之间作用均很强烈,短时间内即可达到平衡,吸附速率曲线走向基本相同,呈?型走向:即t<10min为快速吸附过程,10-90min为慢速吸附过程,t>90min为动态平衡吸附过程。非线性准二级动力学模型比拟一阶动力学模型拟合的更好,说明供试土壤吸附氨氮主要是化学吸附作用。 (3)各土样吸附氨氮的过程均符合Langmuir和Freundlich吸附等温曲线,属于单分子层吸附。当氨氮浓度低于100mg/L时,氨氮吸附过程符合Henry吸附等温曲线,说明吸附过程主要是依靠分子引力和离子键力。 (4)通过野外实地采集原状土柱,在室内开展模拟土地处理系统实验,保证再生水在自然入渗的条件下,采集土柱30cm处和60cm处的出水,经过对出水氨氮的检测与分析,得出如下结论: ①滤层厚度对氨氮去除效果的影响;三柱的60cm处的出水都明显比30cm处的出水氨氮浓度低,变化趋势稳定,且受进水浓度的影响小。 ②渗滤介质的性质影响系统对氨氮的去除。研究表明,壤质粘土和粉砂质壤土较砂土具有较高的去除率,且出水水质稳定。 ③在本实验条件下,系统运行初期,进水浓度过低,会影响壤质粘土和粉砂质壤土去除氨氮的能力,出水氨氮去除率为负,但较低的进水浓度对砂土的影响较小。