工業汙水中硝酸鹽的來源、轉化和去除
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壹、硝酸鹽的來源
工業生產中硝酸鹽的來源要根據不同行業的生產工藝分別討論,有直接產生與間接產生之分,例如,機械、化工、電鍍、光伏等行業常常大量使用硝酸或硝酸鹽作為原材料或輔助劑,直接使合約中含濃度較高的硝酸鹽,食品、皮革、造紙、化肥等行業通過使用大量的含氮有機物,使合約經分解間接造成硝酸鹽汙染。事實上,大多數工業生產都會涉及到氮素的汙染,通過人為或自然的轉化,這些不同形態的含氮物質最終轉化為硝態氮,而對硝態氮的處理是該類合約處理過程中的痛點所在。
二、硝酸鹽的轉化
硝酸鹽的轉化過程分為前端轉化與後端轉化。
前端轉化:即硝態氮的生成過程。通過化學高級氧化或生物硝化作用,將有機氮、氨氮分解轉化為硝態氮。
後端轉化:即硝態氮的去除過程。通過離子交換、生物反硝化等方法將硝態氮轉變為無害氮氣。
工業合約中的硝酸鹽滲入到土壤中,通過植物的吸收進入人體內,盡管硝酸鹽對人體無害,但在人體內易還原為亞硝酸鹽,當亞硝酸鹽被血液大量吸收後,會抑制其攜氧能力,影響組織正常供氧,另外,亞硝酸鹽還易在人體反應生成具有致癌性的亞硝胺。因此,控制自然水體中的硝酸鹽濃度具有長遠性的意義。
三、硝酸鹽的去除
硝酸鹽的特征之壹是幾乎全部溶於水,所以合約中的硝酸根不能被其他大多數陽離子沈澱,這意味著不能用水處理常規化學沈澱法來去除硝酸鹽。
在壹步步實踐中,不斷研發出的離子交換法、電催化法、反滲透法也漸漸體現出其工藝的不成熟度,包括處理效果不穩定以及投資成本高等。
在綜合對比下,應用最為廣泛的仍是生物處理法,生物法是人為處理合約使用最早的方法,本質上是水體自浄的人為強化,但經過不斷地實際應用,其具有了運行成本低廉、處理效果穩定、主體工藝成熟等多項優點,並在去除硝態氮的基礎上涵蓋了對COD、總磷、懸浮物的去除,可同步解決水體多項指標,因此也成為了不同規模汙水廠或汙水站的必備水處理構築物。
盡管其優勢頗多,但由於結構冗雜、構築物占地面積大、基建成本高,反應效率低等,使眾多汙水處理廠如鯁在喉,2016年,湛清HDN工藝橫空出世,該工藝從多個角度對傳統生物法進行了改進,不僅實現了占地面積的巨幅縮小,並大大提升了裝置的脫氮速率,同時,實現了全自動控制,節省了人力成本,充分解決了以往生物法的多項弊端。
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