飲用水硝酸鹽超標(biāo)處理|地下深井水硝酸鹽超標(biāo)怎么處理

水中硝酸鹽超標(biāo)就會(huì)造成地下水和地表水的 污染，使用被硝酸鹽污染的水源灌溉農(nóng)作物也會(huì)大量吸收。尤其是腌制成漬酸菜，經(jīng)過長途運(yùn)輸和長期貯存或是隔夜的熟蔬菜硝酸鹽的含量會(huì)大大增加。并且在硝酸 鹽還原菌的作用下，硝酸鹽會(huì)被還原成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽與人體血液作用，形成高鐵血紅蛋白，從而使血液失去攜氧能力，使人缺氧中毒，輕者頭暈、嘔吐、心 悸，重者呼吸急促等，并且時(shí)間久了，可能會(huì)致癌，嚴(yán)重危害人體健康。

硝酸鹽的主要來源是氮、氮?dú)夂偷衔铩；实牟缓侠硎褂谩⒗S便，燃料燃燒排放的含氮廢氣經(jīng)過降雨等分解成硝酸鹽，流入河、湖最后滲入地下，從而造成了地表水和地下水的硝酸鹽污染。

硝酸鹽的國家標(biāo)準(zhǔn)：<20mg/L。針對(duì)硝酸鹽超標(biāo)，必須進(jìn)行水處理，降低硝酸鹽的指標(biāo)，減少對(duì)人體的傷害。

去除水中硝酸鹽需經(jīng)過以下幾個(gè)水處理工藝：

地下水中硝酸鹽超標(biāo)給人們的安全飲水帶來危害，近年來各種處理方法應(yīng)用于實(shí)際處理當(dāng)中，但效果都不是很好；去除硝酸鹽是人們生產(chǎn)生活中很頭疼的一個(gè)問題，尤其是去除水中硝酸鹽。去除水中硝酸鹽最常用也是最簡(jiǎn)單的方法就是換水。可是為了去除硝酸鹽而大量扔掉有限的水資源，是不是有點(diǎn)很浪費(fèi)呢？那么如何有效去掉水中硝酸鹽呢？本文簡(jiǎn)要介紹了去除水中硝酸鹽的幾種方法。

工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的含氮廢水，農(nóng)業(yè)上施用的氮肥隨雨水沖刷入江河、湖泊，生活污水排入受納水體等對(duì)環(huán)境造成的污染越來越嚴(yán)重，已引起人們的普遍關(guān)注。這是因?yàn)閚o3-危害人類健康。no3-進(jìn)入人體后被還原為no2-,no2-有致癌作用。此外，嬰幼兒體內(nèi)吸入的no3-進(jìn)入血液后與血紅蛋白作用，將fe(ⅱ)氧化成fe(ⅲ)而導(dǎo)致形成高鐵血紅蛋白，高鐵血紅蛋白與氧發(fā)生不可逆結(jié)合，引起高鐵血紅蛋白癥。硝酸鹽在水中溶解度高，穩(wěn)定性好，難于形成共沉淀或吸附。因此，傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單的水處理技術(shù)，如石灰軟化、過濾等工藝難以除去水中的硝酸鹽。

目前，從水中去除硝酸鹽的方法有：化學(xué)脫氮、催化脫氮、反滲透、電滲析、離子交換、生物脫氮等。

1.1化學(xué)脫氮

在堿性pH條件下，通過化學(xué)方法可以將水中的硝酸鹽還原成氨，反應(yīng)方程式可表示為：

NO3-+8Fe(OH)2+6H2O→NH3+8F(OH)3+OH-

該反應(yīng)在催化劑Cu的作用下進(jìn)行，F(xiàn)e/NO3-的比值為15:1,該工藝會(huì)產(chǎn)生大量的鐵污泥，并且形成的氨需要用氣提法除去。

研究過用亞鐵化合物去除硝酸鹽，結(jié)果表明，由于成本太高，此工藝難于實(shí)際應(yīng)用。

等人利用粉末鋁去除硝酸鹽，反應(yīng)主要產(chǎn)物為氨，占60～95%，可以通過氣提法除去。反應(yīng)的最佳pH為10.25，反應(yīng)方程式為：

3NO3-+2Al+3H2O→3NO2-+2Al(OH)3

NO2-+2Al+5H2O→3NH3+2Al(OH)3+OH-

2NO2-+2Al+4H2O→N2+2Al(OH)3+2OH-

在利用石灰作軟化劑的水處理廠可有效地使用該工藝，因?yàn)槔檬彝ǔ？墒筽H值升高到9.1或以上。因而，調(diào)節(jié)pH值所需的費(fèi)用較低，鋁同水的反應(yīng)可表示為：

Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2

當(dāng)pH值為9.1～9.3時(shí)，由于上述反應(yīng)導(dǎo)致的鋁的損失量小于2%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，還原1g硝酸鹽需要1.16g鋁。

1.2反滲透法

常用的反滲透膜有：醋酸纖維素膜、聚酰胺膜和復(fù)合膜。壓力范圍為2070～10350kPa。這些膜通常沒有選擇性。

Guter[3]利用醋酸纖維素膜反滲透體系除去硝酸鹽，當(dāng)進(jìn)水硝酸鹽濃度為18～25mg/L，連續(xù)運(yùn)行1000h，硝酸鹽去除率達(dá)65%。

Clifford等[4]研究了反滲透系統(tǒng)除硝酸鹽，反滲透膜為聚酰胺膜和三醋酸纖維素膜。在進(jìn)水中加入硫酸和六甲基磷酸鈉可以防止膜結(jié)垢。結(jié)果表明：聚酰胺膜比三醋酸纖維素膜更有效。與離子交換和電

滲析相比，反滲透系統(tǒng)成本較高。

Rautenbach等[5]利用復(fù)合膜反滲透系統(tǒng)進(jìn)行了中試研究，操作壓力為14Pa，處理能力為2m3/h。

1.3電滲析

Miquel等開發(fā)了利用電滲析技術(shù)選擇性除去硝酸鹽的方法。該方法可使硝酸鹽濃度從50mg/L降低到25mg/L以下，它不需要添加任何化學(xué)試劑。Rautenbach等[6]研究了電滲析法除去硝酸鹽，并與反滲透法

進(jìn)行了比較。他們認(rèn)為將硝酸鹽從100mg/L降低到50mg/L，兩種方法的成本大致相當(dāng)。

1.6離子交換法

離子交換法去除硝酸鹽的原理是：溶液中的NO3-通過與離子交換樹脂上的Cl-或HCO3-發(fā)生交換而去除。樹脂交換飽和后用NaCl或NaHCO3溶液再生。

一般地，陰離子交換樹脂對(duì)幾種陰離子的選擇性順序?yàn)椋?

HCO3-＜Cl-＜NO3-＜SO42-

因此，用常規(guī)的離子交換樹脂處理含硫酸鹽水中的硝酸鹽是困難的。因?yàn)闃渲瑤缀踅粨Q了水中的所有的硫酸鹽后，才與水中的硝酸鹽交換。也就是說，硫酸鹽的存在會(huì)降低樹脂對(duì)硝酸鹽的去除能力。采用對(duì)硝酸鹽有優(yōu)先選擇性的樹脂可以較好地解決這個(gè)問題。這種樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對(duì)硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。

在樹脂官能團(tuán)NR3+中的N原子周圍增加碳源子數(shù)目可以提高樹脂對(duì)硝酸鹽的選擇性，這種類型的樹脂對(duì)硝酸鹽的選擇性順序依次為：

HCO3-＜Cl-＜SO42-＜NO3-

當(dāng)樹脂上NR3+中的氮原子周圍的甲基變?yōu)橐一鶗r(shí)，樹脂對(duì)硝酸鹽與硫酸鹽的選擇性系數(shù)KSN從100增加到1000。

3各種方法的比較

離子交換，生物脫氮和反滲透是去除水中NO3--N的常用方法，已獲得實(shí)際應(yīng)用。離子交換技術(shù)適用于處理溶解性有機(jī)物較低的地下水。有機(jī)物的存在會(huì)污染離子交換樹脂和反滲透膜。當(dāng)水中總?cè)芙庑怨腆w(totaldissolvedsolids，簡(jiǎn)稱TDS)＜500mg/L，SO42-＜300mg/L時(shí)，可選用離子交換工藝。當(dāng)水中TDS＞1000mg/L，時(shí)，可選用反滲透或電滲析法。 進(jìn)水水質(zhì)，如微量有機(jī)污染物、SO42-等，對(duì)離子交換工藝的影響較大，而對(duì)生物脫氮的影響較小。因而生物脫氮工藝適用于地表水，而離子交換工藝更適用于地下水。反滲透和電滲析工藝能耗較大，運(yùn)行費(fèi)用高。反滲透膜對(duì)無機(jī)鹽的選擇性高，處理后的水基本上不含無機(jī)鹽，因此，只需處理一部分水，然后將處理水與未處理水混合。電滲析則必須將所有的水進(jìn)行處理。如果不考慮廢液排放費(fèi)用，水的損失也忽略不計(jì)，那么兩種方法的水處理費(fèi)用也幾乎相同。與電滲析相比，反滲透的優(yōu)點(diǎn)是管理簡(jiǎn)單，尤其適用于小型處理廠。但反滲透的濃縮作用會(huì)導(dǎo)致硅石、碳酸鈣、硫酸鈣結(jié)垢，影響處理過程的正常運(yùn)行。