几种硝酸盐去除可行性研究

  现有硝酸盐去除方法包括化学脱氮法、离子交换法、电渗析法、反渗透法、电催化法、生物催化法，其中较为成熟的为生物脱氮法和离子交换法，电渗析法与反渗透法成本较高，化学脱氮法生成的终产物为氨气，不仅有刺激性气味且具有毒性，需配套二次处理装置，电催化法是较好的发展方向，但目前并未找到较稳定易得的催化剂。

  再对比两种成熟工艺，离子交换法原理为：NO3-通过与离子交换树脂上的Cl-或HCO3-发生交换而去除，饱和树脂用氯化钠和碳酸氢钠再生。需要注意的是，水中阴离子交换树脂对阴离子的选择性数据为HCO3-< Cl-< NO3-<SO42-，因此，当水中发生阴离子交换时交换完全部SO42-后才会选择NO3-，只有对树脂进行改造，使其优先选择NO3-才可以免去硫酸盐对硝酸盐去除造成的影响，但目前经济型硝酸盐选择性树脂还处于研发阶段，并不适合大面积推广使用。

  生物脱氮法原理为：反硝化菌将硝酸盐通过生物代谢过程及呼吸作用还原为氮气。该方法无论是反应中还是反应后均不会产生有毒物质，且运行成本较低，不需要添加大量药剂，且有多种变形工艺，可根据不同水质要求更改反应顺序及流程，唯一缺点是效率太低，想要处理水中氮元素到较低水平往往需要很大的反应池及较长的停留时间。

  经过对比可以发现，去除硝态氮最有效的方法是生物脱氮法，关键是提高生化过程的脱氮效率，湛清HDN工艺通过对生物脱氮过程中的微生物进行分析，研究得出，普通菌种并不能适应多变的水质，且活性较低，当驯化时通常大量死亡，富集速率远远跟不上水体脱氮负荷，两者的不匹配实现不了效率的提升，只能增加生化反应池从而增加微生物数量，这样的成本太高，因此，湛清环保引进了特种反硝化菌，通过驯化能够快速富集，并对各类废水有极好的耐受性，这意味着可以不依靠扩大生化池容积来换取脱氮负荷，成本大大降低。

  下图为湛清HDN工艺现场设施：