专利名称：脱除低矿化水中含氮化合物和将其再矿化的方法
技术领域：
本发明涉及在进行附聚、絮凝和澄清之前确保从低矿化水中同时除去含氮化合物，特别是硝酸盐和进行生物再矿化的方法。
我们知道，在花岗岩岩体地表水的矿化度一般比较低。另外，农业生产使地表水中氮污染增加。由此使得水处理专家面临两个问题-在将其输送到饮用水供给系统之前再矿化水，以及，-除去含氮化合物的污染，使之符合用于人类饮用的水质标准。
使用传统的处理方法可以使这两个问题中的每一个都得到解决-关于使水再矿化，可以使用化学的方法，比如加入石灰和二氧化碳；-关于除去含氮化合物的污染，可以使用物理-化学或生物学方法。
物理-化学方法不能除去硝酸盐，只能将其转移使其存在于还含有高浓度氯化物和或其它再生盐的再生液中；再有，这些方法对待处理水中存在的有机物很敏感。
生物学方法适合于除去含氮化合物，但是它不能除去胶体物质。另外，这个方法依赖于待处理水的温度，迄今为止，仅仅对恒温和高于10℃的钻探冲洗水能够以工业规模使用此方法。
基于这样的技术状态，本发明提出了在特别经济的条件下，在进行传统的附聚、絮凝和澄清处理之前，完成除去低矿化度地表水中的含氮化合物和至少部分地再矿化的方法。
因此，本发明涉及一种除去低矿化水中的含氮化合物，特别是硝酸盐和再矿化的方法，其特征在于通过在同一个反应器中进行生物学处理，在除去含氮化合物的同时至少部分地再矿化生水，然后将此脱除硝酸盐和再矿化水经历附聚、絮凝和澄清处理。
按照本发明，将待处理的低矿化水与异养细菌菌丛接触以除去含氮化合物，脱除硝酸盐的异养生物反应释放出二氧化碳气体，它立即被直接用来进行至少部分水的再矿化，然后进行澄清。
下面我们将参照
使用本发明的目标方法的实施例。唯一的附图是说明本方法不同步骤的示意图。
低矿化生水在进行同时除去含氮化合物和再矿化的生物处理之前要加入细菌生长和活化所必需的反应物，即可以被异养细菌同化的碳源，具体是乙醇、醋酸和含磷试剂尤其是例如磷酸。
然后将生水加入到单一的反应器中，在这里通过生物途径在除去含氮化合物特别是硝酸盐的同时，至少部分地再矿化生水。在反应区内，待处理的低矿化水与异养细菌丛接触，以保证在附聚-絮凝步骤之前除去含氮化合物，并使脱硝酸盐的异养生物反应释放出可以直接应用于再矿化反应的二氧化碳气体。因此，按照本发明，通过异养生物途径除去含氮化合物伴随着在同一反应区进行低矿化生水的生物学再矿化过程。
在生物反应区的接触时间是进行含氮化合物代谢和生物学再矿化反应所需要的时间，此接触时间也是介质的温度的函数。作为例子，可以指出在12℃下为了能够除去50mg/l NO3-此接触时间大约为7分钟。
另外，当实施此方法时，脱硝酸盐的异养细菌和生水中的悬浮物一起形成了絮凝物，这种絮凝物的性质是在反应器中不易堵塞固定在预定粒度载体上的培养基，能够在反应器中漂浮在自由培养基上。
按照本发明，将待处理的水加入到单一的生物学反应器的底部，生物学接触区可以装满在其表面固定了细菌的粒状材料，也可以是空的，由絮凝物的载体再生器构成泥浆床，该床由致密的絮凝物组成，由处理过程中的上升水流流化。
在第二种实施模式中，待处理的水加到反应器的底部，排出待处理水中存在悬浮和胶体物时进行生物学反应产生的全部或部分絮凝物。
在生物学反应器中形成的絮凝物与泥浆相比，其特殊的性质在于其凝聚系数大于只用生水得到的系数，这就使得随后可以用倾析或浮选的方法达到更好的分离效果。
在进行了除去含氮化合物和水的再矿化之后，对再矿化和脱硝酸盐水进行通气操作，然后是流出液的附聚-絮凝和澄清步骤。
附聚-絮凝步骤在更具缓冲性的介质中进行，当进行生物学脱除硝酸盐时形成的碳酸氢根离子能确保生水进行再矿化。所以此介质在pH值方面就更加稳定，控制最佳的附聚条件就更容易，这就可以比如降低残留的Al3+浓度。
在进行附聚-絮凝处理之前，在生物学反应器中经过处理的水中加入进行附聚-絮凝所必需的试剂。加入的附聚剂一般是氯化铁、硫酸铝或各种其它化合物；能得到最佳附聚pH值的酸化或碱化试剂，一般是二氧化碳、硫酸、烧碱或石灰乳。也可以使用絮凝助剂，比如合成的或有机源的阴离子聚合物。
随后将经过脱除硝酸盐、再矿化、附聚及絮凝的水通过传统的工艺比如倾析或浮选使之澄清。
本发明方法可以很容易地结合到现有的以泥浆床浮选器或倾析器作为澄清反应器的澄清工艺中。
本发明方法在再矿化试剂方面颇具经济效益。比如，在将硝酸盐降低到70ppm的基础上，对于一个500m3/h的处理站，本发明所取得的经济性，与传统的水的再矿化方法相比，相当于每年节省250吨二氧化碳，在现有的经济条件下相当于每年节省45～50万法郎。
不言而喻，本发明不限于上面叙述和说明的实施例，它应该包括各种变化形式。
权利要求
1.一种除去低矿化水中的含氮化合物，特别是硝酸盐和将其再矿化的方法，其特征在于通过在同一个反应器中进行生物学处理，在除去含氮化合物的同时至少部分地再矿化生水，然后对脱除了硝酸盐和再矿化的水进行附聚、絮凝和澄清处理。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于将待处理的低矿化水与异养细菌丛接触以除去含氮化合物，脱除硝酸盐的异养生物反应释放出的二氧化碳气体立即被直接用来至少部分地生物再矿化水，然后进行澄清。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于此生物学再矿化过程在生物学脱除含氮化合物的同一反应区内进行。
4.按照前面各项权利要求中任意一项的方法，其特征在于该生物学反应区可以装满在其表面固定了异养细菌的粒状材料，待处理的水被加到所述区的底部，以便排出当待处理的水中存在有悬浮和胶体物时生物学反应产生的全部或部分絮凝物。
5.按照权利要求1～3中任意一项的方法，其特征在于该生物学反应区是空的，待处理的水被加到所述区的底部，使得由絮凝物载体再生器构成泥浆床，该床由致密的，被处理过程中上升水流流化的絮凝物组成。
6.按照前面各项权利要求中任意一项的方法，其特征在于在生物反应区中待处理水的接触时间和介质的温度有关，其选择方法是要保证完成生水中含氮化合物代谢和生物学再矿化过程。
7.按照权利要求3的方法，其特征在于在待处理水中加入添加剂的目的是让细菌生长和活化，该添加剂选自可以被细菌同化的碳源，具体是乙醇、醋酸和含磷试剂尤其是比如磷酸。
8.按照前面各项权利要求中任意一项的方法，其特征在于在进行脱除硝酸盐和再矿化处理之后，在水中加入进行附聚-絮凝所必需的试剂，具体是附聚剂如氯化铁、硫酸铝以及视具体情况而存在的能校正附聚过程pH值的酸化或碱化试剂，这些试剂可以是二氧化碳、硫酸、烧碱或石灰乳。
9.按照权利要求8的方法，其特征在于加入絮凝助剂如合成的或有机源的阴离子聚合物。
全文摘要
一种除去低矿化水中的含氮化合物,特别是硝酸盐和再矿化的方法,其特征在于通过在同一个反应器中进行生物学处理,在除去含氮化合物的同时至少部分地再矿化生水,然后对脱除硝酸盐和经过再矿化的水进行附聚、絮凝和澄清处理。
文档编号C02F3/34GK1193950SQ9619658
公开日1998年9月23日 申请日期1996年8月21日 优先权日1995年8月29日
发明者V·伯尼利, J·莫尔斯, L·达尼尔 申请人:底格里蒙公司