地热水中氨氮在高水压下的迁移转化实验研究
随着人们对地热水需求量的日益剧增，不合理的开发利用致使地热水出现亚硝酸盐和氨氮含量升高的水质问题。论文以埋深600～1200m的开封市地热水为研究对象，对地热水水质及“三氮”含量变化进行分析。在35℃、达西流速为6.24cm/h下，开展常压、6MPa和9MPa条件下氨氮迁移转化的土柱模拟实验，探讨地热水中氨氮在高水压下的迁移转化规律。论文研究对于探索地热水中的亚硝酸盐和氨氮污染控制机理及可持续开发利用具有重要意义。研究结果表明： （1）开封市地热水水化学类型为HCO3-·Na+，主要组分有Na+、SO42-、HCO3-和Cl-。2002-2017年地热水水质检测结果显示：氨氮和亚硝态氮含量超标较为严重，超标率分别为42％和39%，本次采集的地热水亚硝态氮超标率为21%，这与过度开采导致地热水的水岩平衡变化、氨氮的硝化及硝酸盐的反硝化有关。 （2）在常压、6MPa和9MPa条件下开展Cl-的穿透实验，Cl-在砂土中的运移规律符合CDE模型，弥散系数分别为20.30、26.50和32.13cm2/h，高水压下溶质的弥散能力增强。Cl-迁移过程中以对流作用为主，且在高水压下，对流作用减弱、弥散作用增强。 （3）常压、6MPa和9MPa条件下，氨氮的穿透曲线变化趋势一致，氨氮在砂土中的运移符合CDE模型，阻滞系数分别为26.52、34.54和30.33，因此高水压下岩样对氨氮具有较强的阻滞效果和吸附能力。 （4）常压、6MPa和9MPa条件下，氨氮可发生硝化反应，适宜的温度和pH导致亚硝态氮的累积，且高水压条件下NO2-富集更显著、硝态氮转化率低于常压，硝态氮发生反硝化作用生成N2等产物的量分别占氨氮减少量的22.05%、21.29%和22.05%。电导率和pH值的变化与岩样中矿物质溶出和硝化反应的发生有关。
地热水;亚硝酸盐;氨氮污染;高水压作用;迁移转化
河南理工大学
硕士
环境科学与工程
常天俊;赵丽
2021
中文
X52
2023-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）