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- 生物制品环保领域 -
本发明涉及环境保护，具体的说是一种去除饮用水中硝酸盐的方法及其装置。方法：通过厌氧发酵单元中菌种厌氧分解产生的有机小分子透过分隔扩散层，扩散进入反硝化单元，作为反硝化单元中驯化培养后菌种的还原剂即电子供体源，在20-25℃，对30-50mg/L?NO3--N硝酸盐，停水时间24-36小时，而后反硝化单元和厌氧发酵单元之间的电压差，通过活性碳纤维电极形成微生物电流，从厌氧发酵单元传递至反硝化单元，促进生物电化反硝化，进而使异养反硝化和生物电化反硝化同步协同，去除饮用水中的硝酸盐。
农业生产过量施氮和畜禽养殖污染等导致中国很多地方的饮用水硝酸盐超标严重。饮用硝酸盐超标的水直接危害婴儿和孕妇的身体健康；对一般成年人来说，长期饮用硝酸盐超标的水可导致胃癌等多种疾病的发生。因此，解决饮用水硝酸盐超标问题意义重大。
去除饮用水中硝酸盐的方法主要有离子交换法、反渗透法、化学法、生物反硝化法等。其中离子交换，反渗透法，成本昂贵，处理后形成的废水可造成二次污染，不适合大规模去除饮用水硝酸盐。化学法，比如铁粉还原法，反应速率不易控制，硝酸盐还原为氮气同时可产生氨。
生物反硝化法被认为是最有希望成为规模化处理饮用水硝酸盐污染的方法。饮用水一般缺乏营养源，生物反硝化法去除硝酸盐需添加适量还原性物质作为电子供体。依据所用还原性物质的不同，生物反硝化分为异养反硝化和自养反硝化。异养反硝化一般用甲醇，乙酸等小分子作为电子供体，也可用生物可降解大分子比如棉花和碎木屑等。其中，用甲醇等小分子作为电子供体，添加剂量和微生物生长不易控制，需后续处理，运行成本高；生物可降解大分子一般做成通透性反硝化反应墙，用于地下水硝酸盐的原位去除。
自养反硝化法主要采用硫或氢作为电子供体。用硫作为自养源去除硝酸盐，成本较低，但硫被氧化成硫酸根后，导致出水硫酸盐含量增加，pH下降。用氢作为自养源时，外源供氢安全管理要求高，一般采用电解方法供氢。不过，氢气在水中溶解度小，氢气利用率低。为了克服这一问题，通过调节外源电压，把电子传递到电极上，让生长在电极上的电化活性反硝化菌直接利用电子和水中的氢离子还原硝酸盐。为了弥补单一方法的不足，也可用复合处理方法，比如自养反硝化与电化反硝化的复合处理方法，异养反硝化与电化反硝化的复合处理方法。
采用本发明的方法和处理装置可避免电子供体过剩，经济可靠地解决饮用水硝酸盐超标问题。该方法适合规模化去除饮用水硝酸盐，也适合饮用水源水硝酸盐污染的原位处理。
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