地下水硝酸盐去除技术进展

硝酸盐是地下水中最常见的污染因子,给饮水安全带来了较大的威胁,因此世界上很多国家和地区都非常重视地下水硝酸盐脱除技术的研究与开发,取得了很多有价值的研究成果和应用经验。离子交换、反渗透和生物反硝化是研究和应用最广的地下水硝酸盐脱除技术。离子交换法具有投资小、运行管理简便的优点,比较适合中小规模供水需求,但其再生废液的处理或处置非常困难。反渗透法具有脱硝效果好、易于自动控制等优点,可满足各种规模供水需求,但反渗透会产生大量浓缩水,必须妥善处理或处置。在我国华北地区,反渗透浓缩水可用于浇灌农作物,其中较高浓度的硝酸盐是良好的氮肥。至于生物反硝化脱氮技术,虽然具有运行费用低的优点,但现阶段还不能很好地解决残留反硝化碳源和微生物代谢产物的二次污染问题,用此法生产的饮用水安全性还有待进一步评估。

离子交换法连续流处理受硝酸盐污染的地下水

采用普通阴离子交换树脂(Purolite A 300E)和硝酸盐选择性离子交换树脂(Purolite A 520E)处理受硝酸盐污染的模拟地下水,通过树脂床层的水流速度越慢,相应的穿透体积越大;用氯化钠水溶液再生饱和的离子交换树脂时,需要的再生液体积随氯化钠浓度的下降而增加,但实际消耗的氯化钠量却随其浓度的下降而减少,氯化钠适宜浓度在3%左右;当地下水中硫酸盐含量较高时,应采用硝酸盐选择性离子交换树脂,但该树脂比普通树脂难再生;树脂再生过程中产生的废液可用SBR工艺进行反硝化脱氮,硝态氮浓度为550 mg/L的再生废液在SBR池中搅拌反应10 h,就能实现完全反硝化。

离子交换树脂脱除地下水中的硝酸盐

地下水是我国华北地区最重要的饮用水水源之一,特别是华北农村生活饮用水几乎全部来自地下水。然而,华北又是我国地下水硝酸盐污染比较严重的地区。研究开发适合华北农村分散式供水特点的地下水脱硝酸盐技术,对于保障农村的饮水安全具有十分重要的意义,为此把简单、高效且投资和运行费用相对较低的离子交换法用于脱除地下水中的硝酸盐。考察了普通强碱性阴离子交换树脂Purolite A 300E和硝酸盐选择性强碱性阴离子交换树脂Purolite A 520E脱除地下水中硝酸盐的效果,比较了地下水中SO42-和Cl-等阴离子对两类不同树脂交换性能的影响。结果表明,Purolite A 300E和Purolite A 520E树脂均能有效地去除地下水中的硝酸盐,两者的NO3--N饱和交换容量分别为49.02和48.54 mg/g。但是,当地下水中含有较高浓度的SO42-或Cl-时,Purolite A 520E脱除硝酸盐的效果明显优于Purolite A 300E。

磁性树脂对地下水中硝酸盐的去除效能及影响因素

利用小试实验研究了磁性离子交换树脂对水中硝酸盐的去除效能,并探讨了地下水中常见有机物及无机离子对其去除效能的影响.结果表明,磁性离子交换树脂对纯水中20mg/L的NO3--N的交换容量为55.91mg/mL,且去除速率较快,10min基本达到去除平衡;地下水中的腐殖酸类有机物对NO3--N的去除基本没有影响,而常见阴离子具有较明显的影响,其影响程度为SO42->CO32->Cl->HCO3-;针对徐州某水厂地下水的去除研究表明,通水倍数为500BV时磁性离子交换树脂对地下水中NO3--N的去除率约为50%左右.综上,磁性离子交换树脂可以作为去除地下水中的硝酸盐一种处理技术.

饮用水中硝酸盐去除方法比较

本文综述了饮用水中硝酸盐的各种去除方法及其优缺点.通过分析比较,认为离子交换法和生物反硝化法都可用于大规模生产饮用水,但最有发展前途目前研究最多的是生物反硝化法.该法将硝酸盐转化为氮气,无废液产生,处理费用低.但异氧反硝化法需进行复杂的后处理除去过量的有机物,自养反硝化法会造成出水硫酸盐含量增高.

离子交换树脂在城镇污水处理厂极限脱氮中的应用研究

针对目前城镇污水处理厂提标改造面临的问题,先对3种强碱性阴离子交换树脂进行小试,再选用最优的树脂进行现场树脂极限脱氮中试。结果表明:(1)D890树脂脱氮效果最好,在每小时10倍树脂体积进水的流速(即10 BV/h)下可将进水硝态氮从10 mg/L左右降至1 mg/L以下。经济且有效的再生只需氯化钠质量分数为4%。(2)两个月的稳定运行,D890树脂对城镇污水处理厂二级生化出水中总氮、硝态氮的去除率分别可达88.6%、89.6%,且出水总氮低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅳ类限值。(3)由于D890树脂带正电荷,可吸附大部分带有负电荷的微生物,吸附后变形菌门(Proteobacteria)相对丰度从吸附前的35.41%增加到91.40%,其他群落数量大幅减少。吸附前、后的可操作分类单元分别为659、247,减少了62.5%,树脂吸附对水中细菌有明显去除效果,有利于后续出水消毒。

离子交换降低地下水中硝酸盐含量的研究

本文对离子交换降低地下水中硝酸盐含量以及树脂再生进行了研究.离子交换实验结果表明,其最佳工艺条件为:交换时间为35 min、温度为25℃、树脂用量为1.8g.在此条件下可使100 mL模拟地下水中硝酸盐的浓度由45 mg/L降到8.5 mg/L,硝酸盐去除率达81.1%.树脂再生实验结果表明,其最佳工艺条件为:再生温度为30℃、再生时间为30 min、液固比为6 mL/g.在此条件下再生后的树脂可使100 mL模拟地下水中硝酸盐的浓度由45 mg/L降到9.1 mg/L,硝酸盐去除率达79.8%,树脂再生率为98.4%.

反硝化滤池在处理含硝态氮树脂脱附液中的研究

脱附液的处理处置问题是限制离子交换树脂在水处理中应用的重要因素,针对含硝态氮的树脂脱附液,以乙醇为碳源,结合反硝化滤池对含硝态氮的树脂脱附液进行处理,探究了不同盐浓度和不同碳氮比对系统出水COD和TN浓度的影响.结果表明,当盐浓度为15000 mg/L、碳氮比为3时,对COD和TN的去除率分别为97.91%和97.80%,出水情况远低于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准.

阴离子交换树脂生物再生去除硝酸盐氮

阴离子交换树脂可高效去除水体中的硝酸盐,但盐水再生所产生的脱附液处理难度大.生物再生可通过反硝化作用降解吸附于树脂上硝酸盐氮,减少盐的使用,降低处理成本.本文在考察不同碳源(葡萄糖、乙酸钠、乳酸钠、甲醇)对生物再生影响的基础上,利用反硝化细菌对吸附有硝酸盐氮的阴离子交换树脂进行了生物再生研究,考察了微生物浓度和共存Na Cl对生物再生的影响.结果表明,生物再生过程由离子交换脱附过程和反硝化过程构成,整体受反硝化过程限制.微生物浓度的升高可显著降低生物再生所需时间,当微生物接种量高于0.6 g·L-1时,树脂上的硝酸盐可以在10 h内完全降解.再生体系中Na Cl可促进硝酸根的离子交换脱附,造成初始阶段溶液中硝酸盐浓度的快速升高,但生物再生仍受反硝化过程控制.当Na Cl浓度高于20 g·L-1时,反硝化生物活性被抑制,生物再生时间显著增加.而吸附生物再生多批次实验表明,生物再生后的树脂吸附量稳定于30~35 mg·g^(-1).

离子交换生物脱氮组合工艺去除饮用水中硝酸盐

硝酸盐污染是饮用水行业面临的一大问题。为此,利用小试实验研究了不同树脂类型对硝酸盐的去除效果及相关的影响因素,以及生物膜系统对树脂再生废水的处理效能,建立了使用离子交换和生物脱氮组合工艺去除饮用水中硝酸盐的方法,优化了工艺参数。结果表明:优选的除硝酸盐树脂选择性强,最佳接触时间为15~20 min,可适应不同进水硝酸盐浓度;采用10%的NaCl溶液再生,再生效率可达90%以上;生物脱氮系统能够高效去除再生废水中的硝酸盐,且亚硝酸盐、氨氮和有机物没有明显积累,可循环用于树脂再生,在9次循环再生周期内,对树脂再生效能的影响很小,再生效率仍达85%以上。该组合工艺实现了硝酸盐的高效去除,以及树脂再生废水的生物脱氮与循环利用。

再生液添加NaHCO3对硝酸盐选择性去除工艺的影响

在NaCl再生液中添加pH缓冲剂NaHCO3,重点调查了添加NaHCO3对失效再生液电解效果和地下水硝酸盐选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行稳定性的影响。结果表明:在6 g/L NaCl再生液中添加10 g/L NaHCO3后,电解8 h硝酸盐的去除率达到96%,溶液pH值变化较小,硝酸盐去除效果优于不调节pH或加稀盐酸调节pH,Fe阴极无显著腐蚀现象;再生液NaCl浓度从6 g/L提高到36 g/L,电解反应的硝酸盐去除率降低;地下水选择性离子交换-再生-失效再生液电解工艺长期运行过程中(13个工作循环),在6 g/L NaCl再生液中添加NaHCO3对产水水质、树脂选择性、再生液洗脱能力和硝酸盐积累规律均无负面影响,产水水质稳定、优良。