去除硝酸盐的方法.doc

去除硝酸盐
工业生产过程中排放的含氮废水,农业上施用的氮肥随雨水冲刷入江河、湖泊,生活污水排入受纳水体等对环境造成的污染越来越严重,已引起人们的普遍关注。这是因为NO3-危害人类健康。NO3-进入人体后被还原为NO2-, NO2-有致癌作用。此外,婴幼儿体内吸入的NO3- 进入血液后与血红蛋白作用,将Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)而导致形成高铁血红蛋白,高铁血红蛋白与氧发生不可逆结合,引起高铁血红蛋白症。世界卫生组织(WHO)颁布的饮用水质标准规定NO3--N的最大允许浓度为10mg/L,而我国部分省市的地下水中NO3--N含量高达20~50mg/L。
    硝酸盐在水中溶解度高,稳定性好,难于形成共沉淀或吸附。因此,传统的简单的水处理技术,如石灰软化、过滤等工艺难以除去水中的硝酸盐。
    目前,从水中去除硝酸盐的方法有:化学脱氮、催化脱氮、反渗透、电渗析、离子交换、生物脱氮等。本文将在简要介绍这些方法的基础上,着重评述离子交换技术除去水中硝酸盐的原理、方法和应用现状,并与其他方法进行比较。
1 去除硝酸盐的方法
化学脱氮
    在碱性pH条件下,通过化学方法可以将水中的硝酸盐还原成氨,反应方程式可表示为:
      NO3- + 8Fe(OH)2+ 6H2O → NH3 +8 Fe(OH)3↓+ OH-
        该反应在催化剂Cu的作用下进行,Fe/NO3-的比值为15:1, 该工艺会产生大量的铁污泥,并且形成的氨需要用气提法除去。
    Sorg[1]研究过用亚铁化合物去除硝酸盐,结果表明,由于成本太高,此工艺难于实际应用。
    Murphy[2]等人利用粉末铝去除硝酸盐,反应主要产物为氨,占60~95%,可以通过气提法除去。,反应方程式为:
      3NO3- + 2Al + 3H2O → 3NO2- + 2Al(OH)3↓
            NO2- + 2Al + 5H2O → 3NH3 + 2Al(OH)3↓+ OH-
            2NO
2- + 2Al + 4H2O → N2 + 2Al(OH)3↓+ 2OH-
        在利用石灰作软化剂的水处理厂可有效地使用该工艺,。因而,调节pH值所需的费用较低,铝同水的反应可表示为:
      Al + 6H2O → 2Al(OH)3 + 3H2
        ~,由于上述反应导致的铝的损失量小于2%。实验结果表明, 铝。
反渗透
    常用的反渗透膜有:醋酸纤维素膜、聚酰胺膜和复合膜。压力范围为2070~10350kPa。这些膜通常没有选择性。
    Guter[3]利用醋酸纤维素膜反渗透体系除去硝酸盐,当进水硝酸盐浓度为18~25mg/L,连续运行1000h,硝酸盐去除率达65%。
    Clifford等[4]研究了反渗透系统除硝酸盐,反渗透膜为聚酰胺膜和三醋酸纤维素膜。在进水中加入硫酸和六甲基磷酸钠可以防止膜结垢。结果表明:聚酰胺膜比三醋酸纤维素膜更有效。与离子交换和电渗析相比,反渗透系统成本较高。
    Rautenbach等[5]利用复合膜