[发明专利]一种去除工业废水中硝酸盐氮的处理方法

说明书

本发明公开了一种去除工业废水中硝酸盐氮的处理方法，废水依次经过集水井、粗格栅、斜板沉淀池、曝气硝化池、高压放电有机铑催化聚合反应槽、净水池处理，通过能量效应与聚合催化效应的直接作用，使硝酸根离子中的离子键发生键断裂并重组，最终生成硝酸纤维素颗粒物（弱硝化棉），从而实现了氮元素资源的回收利用。通过本方法处理后的工业废水，其硝酸盐氮的去除率达到99.5%，并且弱硝化棉的转化率在90%以上。同时，由于此反应在液态基体中进行，因此反应效率和速度均受到控制，只能生成弱硝化棉，杜绝了含氮量更高的强硝化棉或胶棉的生成，从而消除了运行中发生爆炸的风险。

技术领域

本发明涉及一种去除工业废水中硝酸盐氮的处理方法，属于环境保护中的废水处理领域。

背景技术

硝酸盐氮是对地表水和地下水造成污染的主要污染物之一，同时也是地表水体富营养化的“罪魁祸首”。世界上每年的固氮量远远超过通过反硝化作用所释放的氮元素量，从而导致硝酸盐氮在水环境中的积累，使自然界中各种水体的含氮量大大超标。

目前，世界范围内的硝酸盐氮污染已经越来越严重。例如，意大利的PRIN研究报告表明：国家虽然努力从集约型农业方面减少硝酸盐氮的排放，但硝酸盐氮仍然是托斯卡纳地区的重要污染物之一，约35%的地表水体中硝酸盐氮含量都超过50mg/L；美国亚拉巴马州近两年的河流流域调查报告都指出：该州中部和东北部大部分流域的硝酸盐氮含量都超过了63mg/L，其他地区有的甚至超过了112mg/L；德国50%的农业灌溉用水的硝酸盐氮含量已超过60mg/L；法国巴黎附近地区的硝酸盐氮含量已经达到180mg/L。

欧美地区水体硝酸盐氮超标现象如此严重，我国水环境的硝酸盐氮污染现状同样不容乐观。近期，长春市77个地下水井的监测资料显示：“三氮”的检出率都达到了100%，硝酸盐氮的超标率都维持在较高水平；天津地区对201个地表水点位进行了硝酸盐氮污染现状调查研究，结果表明：大部分工业区和农垦区的地表水体硝酸盐污染状况十分严重。

水中的硝酸盐是在有氧环境下，各种形态的含氮化合物中最稳定的氮化合物，亦是含氮有机物经无机化作用最终阶段的分解产物。硝酸盐本身毒性很低，但是它进入人体后可被还原为亚硝酸盐，毒性加大，是硝酸盐毒性的11倍。与此同时，水环境中的硝酸盐和亚硝酸盐在各种含氮有机物（胺、酰胺、尿素、胍、氰胺）的作用下，还可形成化学稳定性、致癌和致突变机制不同的N-亚硝基胺和亚硝基酰胺的各种N-亚硝基族化合物。

现有的硝酸盐氮脱除方法包括：

（1）物理去除法：主要包括膜分离法（电渗析、反渗透）和离子交换法等。

（2）化学还原法：主要包括活波金属还原法和催化还原法等。

（3）生物分解法：在缺氧状态下硝酸盐氮作为脱氮菌呼吸链的末端电子受体而被还原为N2O或N2的过程。

上述传统治理方法均存在一定的缺点，如投资与运行费用高、物料消耗大、硝酸盐氮去除效率低等。因此，有必要摆脱现有的治理技术路线，创造出新的脱氮途径，进而开发一种全新形式的硝酸盐氮处理技术。

发明内容