幾種硝酸鹽去除可行性研究
現有硝酸鹽去除方法包括化學脫氮法、離子交換法、電滲析法、反滲透法、電催化法、生物催化法,其中較為成熟的為生物脫氮法和離子交換法,電滲析法與反滲透法成本較高,化學脫氮法生成的終產物為氨氣,不僅有刺激性氣味且具有毒性,需配套二次處理裝置,電催化法是較好的發展方向,但目前並未找到較穩定易得的催化劑。
再對比兩種成熟工藝,離子交換法原理為:NO3-通過與離子交換樹脂上的Cl-或HCO3-發生交換而去除,飽和樹脂用氯化鈉和碳酸氫鈉再生。需要註意的是,水中陰離子交換樹脂對陰離子的選擇性數據為HCO3-< Cl-< NO3-<SO42-,因此,當水中發生陰離子交換時交換完全部SO42-後才會選擇NO3-,只有對樹脂進行改造,使其優先選擇NO3-才可以免去硫酸鹽對硝酸鹽去除造成的影響,但目前經濟型硝酸鹽選擇性樹脂還處於研發階段,並不適合大面積推廣使用。
生物脫氮法原理為:反硝化菌將硝酸鹽通過生物代謝過程及呼吸作用還原為氮氣。該方法無論是反應中還是反應後均不會產生有毒物質,且運行成本較低,不需要添加大量藥劑,且有多種變形工藝,可根據不同水質要求更改反應順序及流程,唯壹缺點是效率太低,想要處理水中氮元素到較低水平往往需要很大的反應池及較長的停留時間。
經過對比可以發現,去除硝態氮最有效的方法是生物脫氮法,關鍵是提高生化過程的脫氮效率,湛清HDN工藝通過對生物脫氮過程中的微生物進行分析,研究得出,普通菌種並不能適應多變的水質,且活性較低,當馴化時通常大量死亡,富集速率遠遠跟不上水體脫氮負荷,兩者的不匹配實現不了效率的提升,只能增加生化反應池從而增加微生物數量,這樣的成本太高,因此,湛清環保引進了特種反硝化菌,通過馴化能夠快速富集,並對各類合約有極好的耐受性,這意味著可以不依靠擴大生化池容積來換取脫氮負荷,成本大大降低。
下圖為湛清HDN工藝現場設施:
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