含氮廢水排入受納水體等對環境造成的污染越來越嚴重,已引起人們的普遍關注。這是因為NO3-危害人類健康。NO3-進入人體后被還原為NO2-, NO2-有致癌作用。此外,嬰幼兒體內吸入的NO3- 進入血液后與血紅蛋白作用,將Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)而導致形成高鐵血紅蛋白,高鐵血紅蛋白與氧發生不可逆結合,引起高鐵血紅蛋白癥。世界衛生組織(WHO)頒布的飲用水質標準規定NO3--N的最大允許濃度為10mg/L,而我國部分省市的地下水中NO3--N含量高達20~50mg/L。 硝酸鹽在水中溶解度高,穩定性好,難于形成共沉淀或吸附。因此,傳統的簡單的水處理技術,如石灰軟化、過濾等工藝難以除去水中的硝酸鹽。 目前,從水中去除硝酸鹽的方法有:化學脫氮、催化脫氮、反滲透、電滲析、離子交換、生物脫氮等。本文將在簡要介紹這些方法的基礎上,著重評述離子交換技術除去水中硝酸鹽的原理、方法和應用現狀,并與其他方法進行比較。
1 去除硝酸鹽的方法 1.1 化學脫氮 在堿性pH條件下,通過化學方法可以將水中的硝酸鹽還原成氨,反應方程式可表示為: NO3- + 8Fe(OH)2+ 6H2O → NH3 +8 F(OH)3 + OH- 該反應在催化劑Cu的作用下進行,Fe/NO3-的比值為15:1, 該工藝會產生大量的鐵污泥,并且形成的氨需要用氣提法除去。 研究過用亞鐵化合物去除硝酸鹽,結果表明,由于成本太高,此工藝難于實際應用。 利用粉末鋁去除硝酸鹽,反應主要產物為氨,占60~95%,可以通過氣提法除去。反應的最佳pH為10.25,反應方程式為: 3NO3- + 2Al + 3H2O → 3NO2- + 2Al(OH)3 NO2- + 2Al + 5H2O → 3NH3 + 2Al(OH)3 + OH- 2NO2- + 2Al + 4H2O &rar
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