專利名稱：一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法。
背景技術(shù)：
氨氮在工業(yè)廢水的排出液中廣泛存在，農(nóng)業(yè)中大規(guī)模使用的化肥也會造成氨氮的面源污染。水體中的氨氮會造成湖泊和河流的富營養(yǎng)化，對水體自然生態(tài)環(huán)境和水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)生危害。同時，氨氮也會腐蝕、堵塞管道和用水設(shè)備，高濃度氨氮可與水處理消毒劑氯發(fā)生反應(yīng)，使水消毒劑的用量大大增加，并產(chǎn)生令人厭惡的嗅味。水中氨氮等成分在一定條件下會轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽氮、硝酸鹽氮，影響飲用水水質(zhì)安全，對人體健康造成嚴重危害，誘發(fā)高鐵血紅蛋白癥和產(chǎn)生致癌的亞硝胺。根據(jù)我國2006年生活飲用水衛(wèi)生標準，飲用水中氨氮的允許濃度為0. 5mg/L、硝酸鹽為10mg/L。因此，非常有必要對水中氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮這“三氮”進行去除。目前，對“三氮”的去除方法主要有生物脫氮法、空氣吹脫法、離子交換法、催化氧化法、折點氯化法、化學還原法等。雖然現(xiàn)有的方法都能對“三氮”進行一定程度的去除，但各種方法都有一定的弊端。生物脫氮法是在各種微生物作用下，經(jīng)過硝化、反硝化等一系列反應(yīng)將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，從而達到廢水治理的目的。其主要缺點是占地面積大，需氧量大，有些有害物質(zhì)如重金屬離子等對微生物有抑制作用，需在進行生物法之前去除。同時去除水中的 “三氮”需要多級處理工藝，方法復雜，不適用于飲用水中。空氣吹脫法是在體系中加入足夠的堿，使水中的氨氮以非電離態(tài)存在，利用空氣將氨氮吹出。其不足是吹脫法易使填料層結(jié)垢，影響設(shè)備的運行；水溫低時，吹脫效率低； 吹脫完成后還需回調(diào)廢水PH值。另外，吹脫處理后的廢水中仍含有少量氨，常常不能達標排放，故吹脫法常常用作高濃度氨氮廢水的預處理方法，方法復雜。此法不能用于硝酸鹽和亞硝酸鹽的去除，也不適合在飲用水中應(yīng)用。離子交換法是通過對離子具有很強選擇吸附作用的材料去除廢水中“三氮”的方法。其主要缺點是處理高濃度氨氮廢水時，再生、反洗頻繁，還需對原水進行預處理，處理成本高，產(chǎn)生的再生液必須處理，會引起二次污染。另外，陰離子(亞硝酸根和硝酸根)、陽離子(銨根離子)的去除要用不同性質(zhì)的樹脂進行處理，運行管理復雜，方法復雜。催化氧化法是指利用催化劑和氧化劑聯(lián)用，產(chǎn)生強氧化性的自由基，將水中的有機物和氨分別氧化分解成C02、N2和H2O等無害物質(zhì)，達到凈化的目的。其主要缺點是需要添加大量的氧化劑，催化劑的回收流失和再利用等存在一些問題，方法復雜，影響該技術(shù)的穩(wěn)定性。它只能實現(xiàn)水中氨氮和亞硝酸鹽的去除，不能去除硝酸鹽，。折點氯化法是指在廢水中通入一定濃度氯氣，實現(xiàn)氨氮的去除。其主要缺點是液氯的使用與儲存對安全性要求高；產(chǎn)生的水需加堿中和，處理成本高；殘余氯、副產(chǎn)物氯胺和氯化有機物會造成二次污染；該過程中不能去除硝酸鹽，方法復雜?；瘜W還原法是利用一定的還原劑將硝酸鹽和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣的方法，也可以通過加入催化劑實現(xiàn)催化還原。其主要不足時只能去除硝酸鹽和亞硝酸鹽，但是不能實現(xiàn)氨氮的去除。此外，加入的還原劑還需要進行氨氮的去除處理。此外，紫外處理技術(shù)，作為一種新興的水處理技術(shù)，安全、高效、操作簡單，已經(jīng)被大規(guī)模用于消毒過程，如公開號為CN 201567248U的中國專利中利用紫外光控制污染物如溴酸鹽，但是對于水中的“三氮”的紫外處理，國內(nèi)外還沒有文獻報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決現(xiàn)有的去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法操作復雜無法對“三氮”進行同步去除、可能產(chǎn)生二次污染、無法應(yīng)用于飲用水處理的技術(shù)問題，提供一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法。本發(fā)明的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法為先將待處理水體的PH值調(diào)節(jié)到3 11，溶解氧含量調(diào)節(jié)到0. lmg/L 40mg/L，然后再用波長為 150nm ^Onm的紫外光處理。本發(fā)明選用波長為150nm ^Onm的紫外光光照，實現(xiàn)氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮的同步去除。在波長為150nm ^Onm的紫外光的照射下，硝酸根離子(M)3-)和亞硝酸根離子(iV02-)吸收紫外光后，由穩(wěn)定的基態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)(NO^ )，發(fā)生電子躍
遷而光解，其反應(yīng)方程式如下
權(quán)利要求
1.一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法，其特征在于同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法為先將待處理水體的PH值調(diào)節(jié)到3 11、溶解氧含量調(diào)節(jié)到0. lmg/L 40mg/L，然后再用波長為150nm ^Onm的紫外光處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法，其特征在于將待處理水體的PH值調(diào)節(jié)到4 10。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法， 其特征在于待處理水體的溶解氧含量為0. 2mg/L 8. 2mg/L0
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法， 其特征在于所述的紫外光由低壓汞燈、中壓汞燈、高壓汞燈、汞齊紫外燈、準分子激發(fā)紫外燈、氙燈和鹵燈中一種或其中幾種產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法， 其特征在于待處理水體是指地下水、飲用水、污水處理廠出水、工業(yè)用水或家庭用水。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法， 其特征在于所述的紫外光處理為浸沒式照射或輻照式照射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法， 其特征在于紫外光處理的時間為0. Imin lOOmin，紫外光劑量為15焦耳/升 90000焦耳/升。
全文摘要
一種同步去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法，它涉及去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的去除水中氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的方法操作復雜無法對“三氮”進行同步去除、可能產(chǎn)生二次污染、無法應(yīng)用于飲用水處理的技術(shù)問題。本方法是將待處理水體通過pH調(diào)節(jié)和溶解氧控制后，用波長為150nm～260nm的紫外光照進行處理。本發(fā)明能同時去除氨氮、硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，不需要多級去除、不需要昂貴的氧化劑和催化劑、不產(chǎn)生二次污染、不需要后續(xù)處理、具有安全、方便、經(jīng)濟、高效的可快速去除“三氮”的特點；可以應(yīng)用于地下水、飲用水、污水處理廠出水、工業(yè)用水和家庭用水處理以及自然水體的修復。
文檔編號C02F1/32GK102225793SQ201110088339
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者關(guān)英紅, 劉桂芳, 岳思陽, 李旭春, 陳麗瑋, 馬軍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學