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地下水總氮、飲用水硝酸鹽氮提標(biāo)工藝介紹

來(lái)源:科海思(北京)科技有限公司   2024年07月02日 09:13  

地下水總氮、飲用水硝酸鹽氮提標(biāo)工藝介紹


項(xiàng)目背景


    近年來(lái)由于農(nóng)業(yè)活動(dòng)及排污物的影響,部分地表水源水中硝酸鹽含量呈現(xiàn)明顯的增加趨勢(shì),硝酸鹽污染成為地下水和飲用水領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。

   硝酸鹽是有氧環(huán)境中穩(wěn)定的含氮化合物形式,也是含氮有機(jī)物通過(guò)無(wú)機(jī)化分解的產(chǎn)物,其本身并無(wú)害,但其在人體內(nèi)可被微生物細(xì)菌還原為亞硝酸鹽,從而對(duì)人體產(chǎn)生危害。

 

   為此許多國(guó)家和地區(qū)都對(duì)飲用水中硝酸鹽濃度做了一定的限制,其中,歐盟和世界衛(wèi)生組織(WHO)規(guī)定飲用水中的硝酸鹽氮濃度不能超過(guò)11.3mg/L;我國(guó)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2022)規(guī)定飲用水中硝酸鹽氮含量不得超過(guò)10mg/L。

 

    目前用于去除地下水中硝酸鹽的方法有生物反硝化法、反滲透(RO)法、電滲析和離子交換法等。

 

    生物反硝化法是目前已投入使用的較為經(jīng)濟(jì)有效的方法,投資與運(yùn)行費(fèi)用低,適合大規(guī)模生產(chǎn)?,F(xiàn)有的生物反硝化法工藝復(fù)雜、運(yùn)行管理要求高、反硝化速度慢、所需反應(yīng)器體積龐大,且地下水不可避免地會(huì)受到殘留反硝化碳源、反硝化菌及其代謝產(chǎn)物的污染。


    反滲透RO工藝運(yùn)用各種合成聚合物使水分子通過(guò),而使污物截流,對(duì)硝酸鹽的去除效果好、設(shè)備成熟、自動(dòng)化程度高,但RO裝置投資較高、運(yùn)行成本高、廢水產(chǎn)率高、產(chǎn)水pH 低,另外用RO工藝處理地下水時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量濃縮水,而且由于反滲透膜截留率高,容易產(chǎn)生膜污染問(wèn)題。

 

  電滲析除硝酸鹽具有自動(dòng)化程度高,產(chǎn)品水質(zhì)穩(wěn)定,無(wú)需添加化學(xué)藥劑等優(yōu)點(diǎn),但去除效率相對(duì)較低,一般在50%左右,且廢水產(chǎn)率、設(shè)備投資、膜的替換及電耗成本均較高。

  

  離子交換法同樣也適用于大規(guī)模水處理,將被污染的原水通過(guò)含有強(qiáng)堿陰離子交換樹(shù)脂的樹(shù)脂床,硝酸根離子與樹(shù)脂中的氯離子或者碳酸氫根離子發(fā)生交換而被樹(shù)脂吸附。具有簡(jiǎn)單、高效、樹(shù)脂經(jīng)再生后可重復(fù)使用、投資和運(yùn)行費(fèi)用相對(duì)較低等特點(diǎn)。

 

 該地下水除硝酸鹽項(xiàng)目,采用離子交換法來(lái)去除地下水中的硝酸鹽。

 

項(xiàng)目概況

 

  北京某地下水除硝酸鹽項(xiàng)目處理水量是70m3/h,入水硝酸鹽的含量為 22mg/l,要求硝酸鹽要小于 20mg/l。

 

  科海思技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況,結(jié)合當(dāng)時(shí)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2006)對(duì)硝酸鹽含量的標(biāo)準(zhǔn),采用兩處水源,一用一備的運(yùn)行方式,通過(guò)樹(shù)脂官能團(tuán)耐受硫酸鹽、氯離子的干擾,實(shí)現(xiàn)選擇性吸附硝酸根。這種工藝的特點(diǎn)在于可以在去除硝酸鹽的同時(shí)實(shí)現(xiàn)變頻供水。

 

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   一般而言離子交換法去除硝酸鹽是使溶液中的NO3-通過(guò)與離子交換樹(shù)脂上的Cl-發(fā)生交換而去除,樹(shù)脂交換飽和后用NaCl溶液再生。而常規(guī)的陰離子交換樹(shù)脂對(duì)幾種陰離子的選擇性順序?yàn)椋篐CO3-<Cl-<NO3-<SO42-,對(duì)硝酸鹽沒(méi)有選擇性,優(yōu)先交換水中硫酸根,造成樹(shù)脂再生頻繁,產(chǎn)水中氯離子含量增高,出水水質(zhì)穩(wěn)定性差,樹(shù)脂交換容量低甚至在使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)“雪崩”現(xiàn)象(樹(shù)脂產(chǎn)水硝酸鹽含量突然爆表或高于進(jìn)水含量)。

 

換言之,樹(shù)脂幾乎交換了水中的所有的硫酸鹽后,才與水中的硝酸鹽交換,硫酸鹽的存在會(huì)降低樹(shù)脂對(duì)硝酸鹽的去除能力。因此,用常規(guī)的處理含硫酸鹽水中的硝酸鹽是困難的。

 

基于這一難題,科海思選用Tulsimer®A-62MP除硝酸鹽特種樹(shù)脂,其優(yōu)勢(shì)就在于它可以優(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(shù)脂官能團(tuán)NR3+中的氮原子周圍增加碳原子數(shù)目可以提樹(shù)脂對(duì)硝酸鹽的選擇性,

 

A-62MP“硝酸鹽的選擇性”是指樹(shù)脂保留比其他任何離子包括硫酸鹽離子更強(qiáng)的親和力。各種功能組合后放入對(duì)硝酸鹽有選擇性的陰離子交換樹(shù)脂。它對(duì)硝酸鹽的選擇性順序依次為:HCO3-<Cl-<SO42-<NO3-

 

工藝流程圖


  最后項(xiàng)目驗(yàn)收,硝酸鹽含量從入水的22mg/l,做到了未檢出,遠(yuǎn)低于要求的20mg/l,并且出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。同時(shí)也是低于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB5749-2022)中對(duì)硝酸鹽含量要求的10mg/l。

 

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 Tulsimer ®A-62MP優(yōu)勢(shì)

 

1、除硝酸鹽樹(shù)脂處理精度,各種廢水中總氮含量可做到1ppm,穩(wěn)定達(dá)標(biāo)地表三;

2、吸附量大,對(duì)于硝酸鹽(以N計(jì))的飽和吸附容量能夠達(dá)到10g/l以上;

3、樹(shù)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含量的影響;

4、是食品材料,可以用于飲用水、地下水、礦泉水等硝酸鹽氮的深度去除;

5、能對(duì)低濃度廢水進(jìn)行深度處理,濃縮比,解決低濃度廢水處理難題;

6、模塊組件形式,自動(dòng)化程度,操作簡(jiǎn)單。


 地下水總氮、飲用水硝酸鹽氮提標(biāo)工藝介紹


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