硝酸鹽在水中溶解度高，穩(wěn)定性好，難以形成共沉淀或吸附。因此，傳統(tǒng)的簡單的水處理技術(shù)，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(xué)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(chǔ)上，著重評(píng)述離子交換技術(shù)除去水中硝酸鹽、亞硝酸鹽的原理、方法和應(yīng)用現(xiàn)狀，并與其他方法進(jìn)行比較，希望對(duì)相關(guān)行業(yè)研究起到一定的幫助作用。以下主要簡述常用到的幾種工藝技術(shù)：

1.反滲透除硝酸鹽

常用的反滲透膜有：醋酸纖維素膜、聚酰胺膜和復(fù)合膜。壓力范圍為2070～10350kPa。這些膜通常沒有選擇性。

利用醋酸纖維素膜反滲透體系除去硝酸鹽，當(dāng)進(jìn)水硝酸鹽濃度為18～25mg/L，連續(xù)運(yùn)行1000h，硝酸鹽去除率達(dá)65%。

研究了反滲透系統(tǒng)除硝酸鹽，反滲透膜為聚酰胺膜和三醋酸纖維素膜。在進(jìn)水中加入硫酸和六甲基磷酸鈉可以防止膜結(jié)垢。結(jié)果表明：聚酰胺膜比三醋酸纖維素膜更有效。與離子交換和電滲析相比，反滲透系統(tǒng)成本較高。

利用復(fù)合膜反滲透系統(tǒng)進(jìn)行了中試研究，操作壓力為14Pa，處理能力為2m3/h。

2.電滲析除硝酸鹽

開發(fā)了利用電滲析技術(shù)選擇性除去硝酸鹽的方法。該方法可使硝酸鹽濃度從50mg/L降低到25mg/L以下，它不需要添加任何化學(xué)試劑。Rautenbach等[6]研究了電滲析法除去硝酸鹽，并與反滲透法進(jìn)行了比較。他們認(rèn)為將硝酸鹽從100mg/L降低到50mg/L，兩種方法的成本大致相當(dāng)。

3.催化脫氮

開發(fā)了一種從飲用水中去除亞硝酸鹽和硝酸鹽的方法。結(jié)果表明：在氫氣存在下，Pd-Al合金可有效地使亞硝酸鹽還原成氮?dú)?98%)和氨。Pb(5%)-Cu(1.25%)-Al2O3催化劑在50分鐘內(nèi)可使初始濃度100mg/L的硝酸鹽完全去除。催化劑對(duì)硝酸鹽的去除能力達(dá)3.13mgNO3-/min·g催化劑。約為微生物脫氮活性的30倍。該方法可在溫度為10oC,pH值6～8條件下進(jìn)行，過程易于自動(dòng)控制，適用于小型水處理系統(tǒng)。該工藝目前尚處于研究階段，許多因素，如動(dòng)力學(xué)參數(shù)，催化劑的長期穩(wěn)定性等需要進(jìn)一步研究。

4.生物脫氮

生物脫氮，又稱生物反硝化，是指在缺氧條件下，微生物利用NO3-作為電子受體，進(jìn)行無氧呼吸，氧化有機(jī)物，將硝酸鹽還原為氮?dú)獾倪^程。可表示為：NO3-→NO2-→NO→N2O→N2

自然界中存在許多微生物，如假單胞菌屬、微球菌屬、反硝化菌屬、無色桿菌屬、氣桿菌屬、產(chǎn)堿桿菌屬、螺旋菌屬、變形桿菌屬、硫桿菌屬等，能夠在厭氧條件下生長，并還原NO3-成N2。在這個(gè)過程中NO3-或NO2-代替氧作為末端電子受體，并且產(chǎn)生ATP。當(dāng)電子從供體轉(zhuǎn)移到受體時(shí)，微生物獲得能量，用于合成新的細(xì)胞物質(zhì)和維持現(xiàn)有細(xì)胞的生命活動(dòng)。

根據(jù)微生物生長的碳源不同，生物反硝化可分為異養(yǎng)反硝化和自養(yǎng)反硝化。

5.離子交換法除硝酸鹽

離子交換法去除硝酸鹽的原理是：溶液中的NO3-通過與離子交換樹脂上的Cl-或HCO3-發(fā)生交換而去除。樹脂交換飽和后用NaCl或NaHCO3溶液再生。

一般地，陰離子交換樹脂對(duì)幾種陰離子的選擇性順序?yàn)椋篐CO3-＜Cl-＜NO3-＜SO42-

因此，用常規(guī)的離子交換樹脂處理含硫酸鹽水中的硝酸鹽是困難的。因?yàn)闃渲瑤缀踅粨Q了水中的所有的硫酸鹽后，才與水中的硝酸鹽交換。也就是說，硫酸鹽的存在會(huì)降低樹脂對(duì)硝酸鹽的去除能力。采用對(duì)硝酸鹽有優(yōu)先選擇性的樹脂可以較好地解決這個(gè)問題。這種樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對(duì)硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。

采用Tulsimer??A-62MP除硝酸鹽樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對(duì)硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽的影響。??在樹脂官能團(tuán)NR3+中的N原子周圍增加碳源子數(shù)目可以提樹脂對(duì)硝酸鹽的選擇性，Tulsimer??A-62MP除硝酸鹽樹脂對(duì)硝酸鹽的選擇性順序依次為：HCO3-＜Cl-＜SO42-＜NO3-??，當(dāng)樹脂上NR3+中的氮原子周圍的甲基變?yōu)橐一鶗r(shí)，樹脂對(duì)硝酸鹽與硫酸鹽的選擇性系數(shù)KSN從100增加到1000。

型式 大孔強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂A-62MP（食品級(jí)）

官能團(tuán) I 型季胺官能基

處理精度 0.1mg/l

再生藥劑 氯化鈉（10%左右濃度）

離子交換技術(shù)除硝酸鹽的優(yōu)勢：

1、除硝酸鹽樹脂處理精度，各種廢水中總氮含量可做到1ppm，穩(wěn)定達(dá)標(biāo)地表三；

2、吸附量大，對(duì)于硝酸鹽（以N計(jì)）的飽和吸附容量能夠達(dá)到10g/l以上；

3、樹脂優(yōu)先交換硝酸鹽，對(duì)硝酸鹽的交換容量不受水中硫酸鹽含量的影響；

4、是食品材料，可以用于飲用水、地下水、礦泉水等硝酸鹽氮的深度去除；

5、能對(duì)低濃度廢水進(jìn)行深度處理，濃縮比，解決低濃度廢水處理難題；

6、模塊組件形式，自動(dòng)化程度，操作簡單。

離子交換技術(shù)在各水體中的應(yīng)用是非常廣泛的，這套A-62MP除硝酸鹽樹脂系統(tǒng)能有效的解決硝酸鹽、亞硝酸鹽、砷的超標(biāo)問題，控制在達(dá)標(biāo)范圍之內(nèi)，希望這一技術(shù)的分享能對(duì)相關(guān)行業(yè)起到一定的幫助作用，更多水處理技術(shù)方面的問題，可以隨時(shí)在線交流。走在前進(jìn)的路上，不斷學(xué)習(xí)、不斷進(jìn)步，與夢同行，只爭朝夕！