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特种离子交换,完美解决饮用水除硝酸盐难题

来源:OFweek 时间:2019/10/21 11:35:25

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据统计,我国约有70%的人口以地下水为主要饮用水源。随着工农业生产的迅速发展,目前我国地下水污染严重,并存在日益恶化的趋势,其中水的硬度和硝酸盐污染是首要污染物。


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污染水源弊病丛生,用水安全令人堪忧


硝酸盐是引起水体富营养化和影响饮用水质的重要指标之一。据相关资料显示,硝酸盐是地下水污染源中最常见的污染物。


硝酸盐本身并无危害,但在缺氧环境中(如人体内、以及长期未进行更换的净水器等)有可能经硝酸盐还原菌作用变成亚硝酸盐,亚硝酸盐会导致“蓝婴”综合症和胃癌、结直肠癌、淋巴瘤等疾病发病率的升高。


可见,解决饮用水硝酸盐问题是尤为重要的,需对饮用水中的硝酸盐浓度加以限定。根据国家《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006水质常规指标及限值中的相关规定,规定硝酸盐(以N计)限制为10mg/L,地下水源限制为20mg/L。那么,目前对此有哪些有效的解决办法呢?


解决饮水硝酸盐问题,迫在眉睫


目前,处理饮用水中的硝酸盐的方法分为三类:生物反硝化法、化学反硝化法和物化法。


1、生物反硝化法


是利用反硝化细菌,在缺氧条件下将硝酸盐还原为氮气。此法因其高效低耗的特点,被认为是最具潜力的饮用水脱氮方法。


无废液成本低,适于大规模生产场景


选择性除硝酸盐、转换成无害的氮气;无废液产生、处理费用低;适用于大规模生产饮用水场景。


工序复杂,易造成二次污染


工艺复杂、运行管理要求高;容易造成二次污染(投加有机物,如甲醇等),但需进行后续处理才能去除过量有机物,过程复杂,成本较高;同时,反硝化速度慢、所需反应器体积庞大、建设费用高,不适用于农村饮用水小规模、分散性的给水处理。


2、化学反硝化法


化学反硝化法是利用一定的还原剂将地下水中的硝酸盐还原为氮气或铵根离子的过程。有活泼金属(铁铝镉等)反硝化和催化反硝化(H2做还原剂,贵金属做催化剂)。


经济 高效 要求低


与生物反硝化相比,化学反硝化反应速度更快,管理操作要求低,具有潜在的经济性和对小型或分散给水处理的适应性,催化反硝法也因其独特的高效性和彻底性优势而备受关注。


受传质因素影响,实用性受限


化学返硝化法在反应过程中的选择性和活性受传质因素影响较大,从而限值了该方法的实用性。


3、物化法


物化法有反渗透法和电渗析法、离子交换法。


反渗透+电渗析:后续工序复杂,实用性较差


主要适用于TDS含量高的水和海水淡化,对于处理TDS含量低的水,处理费用大大高于离子交换法。由于膜对硝酸盐没有选择性,因此对无机离子是“一膜全除”。这不仅产生浓缩的无机盐废水,还存在废水排放问题,同时会使水的成分发生改变。不论从饮水健康还是成本费用等方面考虑,膜工艺的实用性较差。


现有离子交换法:无选择性、再生频繁、出水不稳定


普通的阴离子交换树脂对阴离子的交换次序是:SO42->NO3->HCO3-,对硝酸盐没有选择性,优先交换水中硫酸根,造成树脂再生频繁,产水中氯离子含量增高,出水水质稳定性差,树脂交换容量低甚至在使用过程中会出现“雪崩”现象(树脂产水硝酸盐含量突然爆表或高于进水含量)。


工艺创新,理念升级,完美解决固有难题


针对国内现有饮用水脱氮方法,科海思结合国外先进技术,科技赋能,围绕我国地下水处理现有难题,从水处理材料、具体工艺、方案指导等方面提供一站式解决方案。


科海思TulsimerA-62MP除硝酸盐特种树脂,这种官能团经过修饰处理的树脂优先选择性吸附硝酸盐,且对硝酸盐的交换容量不受水中硫酸根含量的影响,处理精度高,交换容量大,在当前农村饮用水改造项目中得到业主的一致好评。


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差异化优势:


1、处理精度高,硝态氮(亚硝酸盐氮、硝酸盐氮)可做到1ppm以下,稳定到地表三类,是提标改造类项目的优质选择工艺;


2、吸附量大,对于硝酸盐(以N计)的饱和吸附容量能够达到10g/l以上;


3、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含量的影响;


4、食品级材料,可用于饮用水、地下水、矿泉水等硝酸盐氮的深度去除;


5、模块组件形式,自动化程度高,操作简单。


工艺流程图

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项目现场图

注:其中树脂前端过滤系统为石英砂+活性炭+精密过滤器(1μm精度)。


环保领域的道路必将漫长和艰难,科海思致力于构建环境友好型、资源价值化的环保理念,责任和使命也促使着科海思不断前行、探索、创新。