專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝，屬于資源環(huán)境領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來由于化肥施用和污水灌溉，導(dǎo)致我國(guó)地下水硝酸鹽污染日趨嚴(yán)重。目前，我國(guó)大約有3500萬人在飲用含高硝酸鹽氮的水。硝酸鹽在人體內(nèi)經(jīng)過消化系統(tǒng)后被轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮，后者可與血紅蛋白結(jié)合形成高鐵血紅蛋白，使血液失去輸氧能力，導(dǎo)致患者呼吸困難甚至死亡；亞硝酸鹽在人體內(nèi)還能合成強(qiáng)致癌物質(zhì)亞硝胺，可誘發(fā)消化系統(tǒng)疾病。世衛(wèi)和歐盟規(guī)定飲用水中硝酸鹽氮的最高允許濃度為11. :3mg/L，推薦允許水平值為5. 6mg/L ； 美國(guó)飲用水中硝酸鹽氮的含量不允許超過10mg/L ；我國(guó)GB/T 14848-93地下水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中 III類飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定硝酸鹽氮含量不超過20mg/L。目前，硝酸鹽去除技術(shù)大體分為物理化學(xué)、化學(xué)、生物技術(shù)等。物理化學(xué)法主要有蒸餾、電滲析、反滲透、離子交換法等，由于存在處理費(fèi)用比較高、前處理要求高、容易產(chǎn)生二次污染等問題，在應(yīng)用上受到一定的限制；化學(xué)法是利用一定的還原劑還原水中的硝酸鹽從而去除硝酸鹽，目前研究較多的還原劑有金屬狗°、二價(jià)鐵狗2+等，由于反應(yīng)條件的控制比較嚴(yán)格、副產(chǎn)物易造成二次污染等，使得化學(xué)法在應(yīng)用中也受到一定的限制；利用反硝化菌將硝酸鹽降解為氮?dú)獾纳镞^程，一般經(jīng)歷由NO3- — NO2- — NO — N2O — N2的過程，生物法的應(yīng)用范圍有限、條件較難控制且存在二次污染。上述的各種處理技術(shù)均是將水中的硝酸鹽作為一種污染物來處理，而實(shí)際上硝酸鹽是植物生長(zhǎng)所必須的氮肥重要來源之一。因此，若能通過適當(dāng)?shù)姆椒▽⑺械南跛猁}濃縮為可用的液態(tài)氮肥，則不但能夠?qū)崿F(xiàn)地下水的凈化，而且也能夠?qū)崿F(xiàn)硝酸鹽的資源化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是將電滲析技術(shù)、離子交換技術(shù)、離子交換樹脂電再生技術(shù)應(yīng)用于地下水中硝酸鹽的去除，通過多臺(tái)電滲析器和填充床電滲析器的組合，實(shí)現(xiàn)地下水的凈化和硝酸鹽的資源化。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案由3臺(tái)電滲析器和1臺(tái)填充床電滲析器組成地下水硝酸鹽的處理系統(tǒng)。含硝酸鹽的地下水首先進(jìn)入1號(hào)電滲析器，處理后的濃水進(jìn)入2號(hào)電滲析器，淡水進(jìn)入3號(hào)電滲析器；濃水經(jīng)2號(hào)電滲析器處理后，濃室出水中的硝酸鹽濃度達(dá)到可作液態(tài)氮肥的濃度，排入硝酸鹽濃水儲(chǔ)水池，淡室出水返回1號(hào)電滲析器；淡水經(jīng)3號(hào)電滲析器處理后，濃室出水返回1號(hào)電滲析器，淡室出水進(jìn)入填充床電滲析器；填充床電滲析器中的離子交換膜和離子交換樹脂首先在無外加電壓情況下吸附水中剩余的硝酸鹽，凈化后的出水排入淡室儲(chǔ)水池；填充床電滲析器中的離子交換膜和離子交換樹脂吸附飽和后，外加電壓實(shí)現(xiàn)點(diǎn)再生，再生的濃水返同2號(hào)電滲析器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于地下水中的硝酸鹽經(jīng)電滲析器的多步濃縮后，可以作為植物的液態(tài)氮肥使用，而地下水經(jīng)過電滲析和離子交換吸附處理后，水質(zhì)可達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽污染地下水的資源化，無二次污染。


圖1是本發(fā)明的工藝流程示意圖。圖中⑴進(jìn)水，(2)1號(hào)電滲析器，(3)2號(hào)電滲析器，(4)3號(hào)電滲析器，(5)硝酸鹽濃水儲(chǔ)水池，(6)填充床電滲析器，(7)淡水儲(chǔ)水池。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。含硝酸鹽的地下水(1)首先進(jìn)入1號(hào)電滲析器0)，處理后的濃水進(jìn)入2號(hào)電滲析器(3)，淡水進(jìn)入3號(hào)電滲析器；濃水經(jīng)2號(hào)電滲析器C3)處理后，濃室出水中的硝酸鹽濃度達(dá)到可作液態(tài)氮肥的濃度，排入硝酸鹽濃水儲(chǔ)水池(5)，淡室出水返同1號(hào)電滲析器 (2)；淡水經(jīng)3號(hào)電滲析器(4)處理后，濃室出水返同1號(hào)電滲析器O)，淡室出水進(jìn)入填充床電滲析器(6)；填充床電滲析器(6)中的離子交換膜和離子交換樹脂首先在無外加電壓情況下吸附水中剩余的硝酸鹽，凈化后的出水排入淡室儲(chǔ)水池(7)；填充床電滲析器中的離子交換膜和離子交換樹脂吸附飽和后，外加電壓實(shí)現(xiàn)點(diǎn)再生，再生的濃水返回2號(hào)電滲析器⑶。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝，是將電滲析技術(shù)、離子交換技術(shù)、 離子交換樹脂電再生技術(shù)應(yīng)用于地下水中硝酸鹽的去除；通過由3臺(tái)電滲析器和1臺(tái)填充床電滲析器組成地下水硝酸鹽的處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地下水的凈化和硝酸鹽的資源化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝，其特征在于地下水中的硝酸鹽經(jīng)電滲析器的多步濃縮后，可以作為植物的液態(tài)氮肥使用，而地下水經(jīng)過電滲析和離子交換吸附處理后，水質(zhì)可達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝，其特征在于填充床電滲析器中的離子交換膜和離子交換樹脂首先在無外加電壓情況下吸附水中剩余的硝酸鹽，凈化后的出水排入淡室儲(chǔ)水池；填充床電滲析器中的離子交換膜和離子交換樹脂吸附飽和后，外加電壓實(shí)現(xiàn)點(diǎn)再生，再生的濃水返回電滲析器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)硝酸鹽污染地下水資源化的方法和工藝，是將電滲析技術(shù)、離子交換技術(shù)、離子交換樹脂電再生技術(shù)應(yīng)用于地下水中硝酸鹽的去除。通過由3臺(tái)電滲析器和1臺(tái)填充床電滲析器組成地下水硝酸鹽的處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)地下水的凈化和硝酸鹽的資源化。地下水中的硝酸鹽經(jīng)電滲析器的多步濃縮后，可以作為植物的液態(tài)氮肥使用，而地下水經(jīng)過電滲析和離子交換吸附處理后，水質(zhì)可達(dá)飲用水標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了硝酸鹽污染地下水的資源化，無二次污染。
文檔編號(hào)C02F1/469GK102531253SQ20121005542
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者劉萍, 彭昌盛, 胥慧真 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋大學(xué)