饮用水硝酸盐超标处理|地下深井水硝酸盐超标怎么处理

水中硝酸盐超标就会造成地下水和地表水的 污染，使用被硝酸盐污染的水源灌溉农作物也会大量吸收。尤其是腌制成渍酸菜，经过长途运输和长期贮存或是隔夜的熟蔬菜硝酸盐的含量会大大增加。并且在硝酸 盐还原菌的作用下，硝酸盐会被还原成亚硝酸盐。亚硝酸盐与人体血液作用，形成高铁血红蛋白，从而使血液失去携氧能力，使人缺氧中毒，轻者头晕、呕吐、心 悸，重者呼吸急促等，并且时间久了，可能会致癌，严重危害人体健康。

硝酸盐的主要来源是氮、氮气和氮化合物。化肥的不合理使用、垃圾粪便，燃料燃烧排放的含氮废气经过降雨等分解成硝酸盐，流入河、湖最后渗入地下，从而造成了地表水和地下水的硝酸盐污染。

硝酸盐的国家标准：<20mg/L。针对硝酸盐超标，必须进行水处理，降低硝酸盐的指标，减少对人体的伤害。

去除水中硝酸盐需经过以下几个水处理工艺：

地下水中硝酸盐超标给人们的安全饮水带来危害，近年来各种处理方法应用于实际处理当中，但效果都不是很好；去除硝酸盐是人们生产生活中很头疼的一个问题，尤其是去除水中硝酸盐。去除水中硝酸盐最常用也是最简单的方法就是换水。可是为了去除硝酸盐而大量扔掉有限的水资源，是不是有点很浪费呢？那么如何有效去掉水中硝酸盐呢？本文简要介绍了去除水中硝酸盐的几种方法。

工业生产过程中排放的含氮废水，农业上施用的氮肥随雨水冲刷入江河、湖泊，生活污水排入受纳水体等对环境造成的污染越来越严重，已引起人们的普遍关注。这是因为no3-危害人类健康。no3-进入人体后被还原为no2-,no2-有致癌作用。此外，婴幼儿体内吸入的no3-进入血液后与血红蛋白作用，将fe(ⅱ)氧化成fe(ⅲ)而导致形成高铁血红蛋白，高铁血红蛋白与氧发生不可逆结合，引起高铁血红蛋白症。硝酸盐在水中溶解度高，稳定性好，难于形成共沉淀或吸附。因此，传统的简单的水处理技术，如石灰软化、过滤等工艺难以除去水中的硝酸盐。

目前，从水中去除硝酸盐的方法有：化学脱氮、催化脱氮、反渗透、电渗析、离子交换、生物脱氮等。

1.1化学脱氮

在碱性pH条件下，通过化学方法可以将水中的硝酸盐还原成氨，反应方程式可表示为：

NO3-+8Fe(OH)2+6H2O→NH3+8F(OH)3+OH-

该反应在催化剂Cu的作用下进行，Fe/NO3-的比值为15:1,该工艺会产生大量的铁污泥，并且形成的氨需要用气提法除去。

研究过用亚铁化合物去除硝酸盐，结果表明，由于成本太高，此工艺难于实际应用。

等人利用粉末铝去除硝酸盐，反应主要产物为氨，占60～95%，可以通过气提法除去。反应的最佳pH为10.25，反应方程式为：

3NO3-+2Al+3H2O→3NO2-+2Al(OH)3

NO2-+2Al+5H2O→3NH3+2Al(OH)3+OH-

2NO2-+2Al+4H2O→N2+2Al(OH)3+2OH-

在利用石灰作软化剂的水处理厂可有效地使用该工艺，因为利用石灰通常可使pH值升高到9.1或以上。因而，调节pH值所需的费用较低，铝同水的反应可表示为：

Al+6H2O→2Al(OH)3+3H2

当pH值为9.1～9.3时，由于上述反应导致的铝的损失量小于2%。实验结果表明，还原1g硝酸盐需要1.16g铝。

1.2反渗透法

常用的反渗透膜有：醋酸纤维素膜、聚酰胺膜和复合膜。压力范围为2070～10350kPa。这些膜通常没有选择性。

Guter[3]利用醋酸纤维素膜反渗透体系除去硝酸盐，当进水硝酸盐浓度为18～25mg/L，连续运行1000h，硝酸盐去除率达65%。

Clifford等[4]研究了反渗透系统除硝酸盐，反渗透膜为聚酰胺膜和三醋酸纤维素膜。在进水中加入硫酸和六甲基磷酸钠可以防止膜结垢。结果表明：聚酰胺膜比三醋酸纤维素膜更有效。与离子交换和电

渗析相比，反渗透系统成本较高。

Rautenbach等[5]利用复合膜反渗透系统进行了中试研究，操作压力为14Pa，处理能力为2m3/h。

1.3电渗析

Miquel等开发了利用电渗析技术选择性除去硝酸盐的方法。该方法可使硝酸盐浓度从50mg/L降低到25mg/L以下，它不需要添加任何化学试剂。Rautenbach等[6]研究了电渗析法除去硝酸盐，并与反渗透法

进行了比较。他们认为将硝酸盐从100mg/L降低到50mg/L，两种方法的成本大致相当。

1.6离子交换法

离子交换法去除硝酸盐的原理是：溶液中的NO3-通过与离子交换树脂上的Cl-或HCO3-发生交换而去除。树脂交换饱和后用NaCl或NaHCO3溶液再生。

一般地，阴离子交换树脂对几种阴离子的选择性顺序为：

HCO3-＜Cl-＜NO3-＜SO42-

因此，用常规的离子交换树脂处理含硫酸盐水中的硝酸盐是困难的。因为树脂几乎交换了水中的所有的硫酸盐后，才与水中的硝酸盐交换。也就是说，硫酸盐的存在会降低树脂对硝酸盐的去除能力。采用对硝酸盐有优先选择性的树脂可以较好地解决这个问题。这种树脂优先交换硝酸盐，对硝酸盐的交换容量不受水中硫酸盐的影响。

在树脂官能团NR3+中的N原子周围增加碳源子数目可以提高树脂对硝酸盐的选择性，这种类型的树脂对硝酸盐的选择性顺序依次为：

HCO3-＜Cl-＜SO42-＜NO3-

当树脂上NR3+中的氮原子周围的甲基变为乙基时，树脂对硝酸盐与硫酸盐的选择性系数KSN从100增加到1000。

3各种方法的比较

离子交换，生物脱氮和反渗透是去除水中NO3--N的常用方法，已获得实际应用。离子交换技术适用于处理溶解性有机物较低的地下水。有机物的存在会污染离子交换树脂和反渗透膜。当水中总溶解性固体(totaldissolvedsolids，简称TDS)＜500mg/L，SO42-＜300mg/L时，可选用离子交换工艺。当水中TDS＞1000mg/L，时，可选用反渗透或电渗析法。 进水水质，如微量有机污染物、SO42-等，对离子交换工艺的影响较大，而对生物脱氮的影响较小。因而生物脱氮工艺适用于地表水，而离子交换工艺更适用于地下水。反渗透和电渗析工艺能耗较大，运行费用高。反渗透膜对无机盐的选择性高，处理后的水基本上不含无机盐，因此，只需处理一部分水，然后将处理水与未处理水混合。电渗析则必须将所有的水进行处理。如果不考虑废液排放费用，水的损失也忽略不计，那么两种方法的水处理费用也几乎相同。与电渗析相比，反渗透的优点是管理简单，尤其适用于小型处理厂。但反渗透的浓缩作用会导致硅石、碳酸钙、硫酸钙结垢，影响处理过程的正常运行。