工業合約硝酸鹽處理方案
1.硝酸鹽對環境的危害
在工業生產過程中,大多數行業都會直接或間接產生硝酸鹽,例如:食品類、燃料煉油等工廠排出的氨類廢棄物,經生物、化學轉化後形成硝酸鹽;火力發電廠、汽車、輪船等在燃燒過程產生的大量氮氧化物,經降水淋溶形成硝酸鹽;人工化肥中富含的硝酸銨、硝酸鈣、硝酸鉀、硝酸鈉和紡織業燃料中富含的尿素等;電鍍行業酸洗、退鍍、浸蝕等過程產生的硝酸。
這些硝酸根進入環境中被人體攝取後,可被還原為亞硝酸鹽,大量亞硝酸鹽可使人直接中毒,而少量亞硝酸鹽可與人體血液作用,形成高鐵血紅蛋白,使血液失去攜氧能力,危及生命,另外,亞硝酸鹽與仲胺類作用形成亞硝胺類,足量時可致癌。
2.硝酸鹽處理現狀
硝酸鹽極易溶於水,且較為穩定,不易形成共沈澱和吸附,因此,常規水處理技術並不適宜去除硝酸鹽,目前對硝酸鹽的處理方法有以下六種:
3.硝酸鹽處理難點
3.1反滲透法
反滲透法去除率低且運行時間長,如利用醋酸纖維素膜做實驗,進水20mg/L硝酸鹽,連續運行1000h的去除率僅為65%。另外成本較高,膜易結垢,還需考慮後續濃水的處置。
3.2電滲析法
與反滲透法相比,電滲析不需要添加其他化學試劑,但成本同樣較高,不適宜大規模汙水處理。
3.3離子交換法
離子交換法對樹脂的選擇是關鍵因素,常規陰離子交換樹脂對硫酸鹽的選擇性更為優先,能夠優先選擇硝酸鹽的專項樹脂目前並不成熟且價格較貴,所以用該法實現硝酸鹽去除較為困難。
3.4催化脫氮法
催化脫氮法是指在含氫氣空間中利用Pd-Al合金使亞硝酸鹽轉化為氮氣和氨,該法對氮的去除效率較高,且去除時間大大縮短,但對催化劑的研究仍在進行中,並不成熟。
3.5化學脫氮法
化學法的原理是將硝酸鹽還原為氨,但反應副產物不僅包括大量鐵汙泥,生成的氨也需設置後處理裝置,如遇溢出遊離在外,對環境會造成二次汙染,總體而言,化學法並不是最佳的處理方案。
3.6生物脫氮法
硝酸根處理的生物法原理為:
即利用微生物生理代謝作用,將硝酸根轉化為不溶於水的氮氣排出,氮氣在大氣中占比高達70%,且無色、無味、無害、無二次汙染,是處理硝酸鹽最為有效的途徑,唯壹不足之處就是脫氮效率太低,為實現硝氮的去除往往需要極大的生化池以及較長的停留時間。
4.硝酸鹽處理新突破
由上對比可得,去除硝酸鹽成本最低、效果最佳、操作最為簡便且無需考慮後處理裝置的方法是生物脫氮法,這也是目前使用最多的方法。
針對生物法的不足之處,湛清環保特推出HDN-高效生物濾池技術,該反應器脫氮效率高達2kg N/m³·d,是傳統生化法脫氮效率的20倍,且停留時間僅需20分鐘,為傳統生化法的近八十分之壹,更具優勢的是,占地面積僅需6-8m2。