本发明属于水处理领域，具体涉及一种膜电容去离子系统及其处理硝酸盐污水的方法。
背景技术：
水是人类生命的源泉，随着经济的发展和人类活动的加剧，使得水环境的污染越来越严重，地下水作为水资源的一部分也受到了很大的污染。地下水由于工业、农业、生活、医疗等废水的大量排放，已导致不同地区出现了不同程度的地下水污染。影响地下水水质的污染物有很多种，最普遍的无机污染物就是硝酸盐。硝酸盐最为地下水比较常见的污染物，使其的研究有着重要的意义。随着工农业生产的迅速发展，目前许多国家的地下水都受到硝酸盐的污染，并存在着日益恶化的趋势。no3-危害人类健康，no3-进入人体后被还原为no2-，no2-有致癌作用。此外，婴幼儿体内吸入的no3-进入血液后与血红蛋白作用，将fe(ⅱ)氧化成fe(ⅲ)而导致形成高铁血红蛋白，高铁血红蛋白与氧发生不可逆结合，引起高铁血红蛋白症。饮水中含硝酸盐所造成的危害，于高浓度(>10mg/l、以氮计)时，可能造成孕妇流产及新生儿蓝婴症(缺氧致死)；中浓度(1-10mg/l)时可能会致癌。因此硝酸盐污染的去除已成为人们日益关注的焦点。
目前常用的用于去除硝酸盐的方法有反渗透、化学脱氮、生物脱氮、离子交换等等。这些方法都存在着一定的局限性，如成本过高，处理效率低下，不易操作管理等问题。
技术实现要素：
膜电容去离子作为一项新型的脱盐技术，以其能耗低、处理效率高备受人们的关注。在电场作用下，溶液中的阳离子向负极移动，阴离子向正极移动，分别透过离子交换膜，并分别吸附在两端的电极材料表面，随着离子不断被吸附，溶液中离子浓度不断下降，从而达到了去除硝酸盐的目的。
为了克服现有技术的不足，针对目前水体中硝酸盐污染严重的问题，本发明的目的在于提供一种膜电容去离子系统及其处理硝酸盐污水的方法，具有工艺简单，脱盐效率高的优点。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种膜电容去离子系统，包括管道、直流电源、原水储液罐、水泵、膜电容组件、淡水储液罐、浓水储液罐、电导率检测仪、数据记录仪和动力阀；其中，原水储液罐上设置进水口，并与膜电容组件通过管道相连，管道上安装有水泵，直流电源与膜电容组件相连，膜电容组件另设管道分别连接淡水储液罐和浓水储液罐，连接淡水储液罐的管道上安装有动力阀，淡水储液罐上设置出水口，电导率检测仪分别与进水口、出水口和数据记录仪相连，所述浓水储液罐与所述原水储液罐通过管道相连。
基于所述膜电容去离子系统的处理硝酸盐污水的方法，包括以下步骤：
步骤1)硝酸盐污水自原水储液罐上的进水口进入系统，电导率检测仪记录初始电导率，通过管道在水泵的作用下进入膜电容组件，经直流电源提供电压，在膜电容组件中进行脱盐处理，电导率检测仪实时记录溶液电导率变化情况并将数据传输至数据记录仪，开启动力阀，处理后的水进入淡水储液罐，可通过出水口排出；
步骤2)当进水口、出水口电导率一致时，电极达到吸附饱和，将电源正负极反接，吸附在电极上的离子重新进入溶液中，在膜电容组件中进行吸附再生脱盐处理，关闭动力阀，再生后的水进入浓水储液罐并回流至原水储液罐，循环处理。
优选的，所述直流电源提供的电压强度稳定在1.2v。
优选的，所述脱盐处理的时间为55min。
优选的，所述进水口和出水口的电导率一致时，电导率为105～116μs/cm。
本发明的优点如下：
利用本发明的膜电容去离子系统处理硝酸盐污水，可降低能耗，更为环保，且相比现有技术，本方法脱盐效率更高，硝酸盐去除率可达到80％以上，操作方便，性能优良。
附图说明
图1为本发明的膜电容去离子系统的结构示意图；
其中：1、直流电源；2、原水储液罐；3、水泵；4、膜电容组件；5、淡水储液罐；6、浓水储液罐；7、电导率检测仪；8、数据记录仪；9、动力阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
一种膜电容去离子系统，如图1所示，包括管道、直流电源1、原水储液罐2、水泵3、膜电容组件4、淡水储液罐5、浓水储液罐6、电导率检测仪7、数据记录仪8和动力阀9；其中，原水储液罐2上设置进水口，并与膜电容组件4通过管道相连，管道上安装有水泵3，直流电源1与膜电容组件4相连，膜电容组件4另设管道分别连接淡水储液罐5和浓水储液罐6，连接淡水储液罐5的管道上安装有动力阀9，淡水储液罐5上设置出水口，电导率检测仪7分别与原水储液罐2上的进水口、淡水储液罐上5的出水口和数据记录仪8相连，浓水储液罐6与原水储液罐2通过管道相连。
一种处理硝酸盐污水的方法，具体步骤如下：
硝酸盐污水自原水储液罐上的进水口进入系统，污水在水泵3的作用下进入膜电容组件4，流速控制在40ml/min，直流电源1提供稳定1.2v电压进行脱盐处理；开启动力阀9，处理后的水进入淡水储液罐5；电导率检测仪7实时记录进水口与出水口的电导率并传输至数据记录仪8；当进水口、出水口的电导率一致时，电极吸附饱和，将电源正负极反接，吸附在电极上的离子重新进入溶液中，进行再生；关闭动力阀9，再生后的水进入浓水储液罐6并回流至原水储液罐2进行循环处理。
实施例1
原水硝酸盐浓度为200mg/l,电导率检测仪7记录初始电导率值为672μs/cm，通过管道在水泵3的作用下进入膜电容组件4，流速控制在40ml/min；直流电源1与膜电容组件4相连提供电压进行脱盐处理，电压稳定在1.2v；经过55min的脱盐处理，电极吸附达到饱和，进、出水口的电导率维持在116μs/cm，通过转换成硝酸盐浓度，计算硝酸盐去除率达到82％，开启动力阀9，处理后的水进入淡水储液罐5，可直接排出；将电源正负极进行反接，吸附在电极上的离子重新进入溶液中，电导率不断上升，关闭动力阀9，浓水进入浓水储液罐6并回流至原水储液罐2继续进行处理。
实施例2
原水硝酸盐浓度为136mg/l,电导率检测仪7记录初始电导率值为643μs/cm，通过管道在水泵3的作用下进入膜电容组件4，流速控制在40ml/min；直流电源1与膜电容组件4相连提供电压进行脱盐处理，电压稳定在1.2v；经过55min的脱盐处理，电极吸附达到饱和，进、出水口的电导率维持在105μs/cm，通过转换成硝酸盐浓度，计算硝酸盐去除率达到84％，开启动力阀9，处理后的水进入淡水储液罐5，可直接排出；将电源正负极进行反接，吸附在电极上的离子重新进入溶液中，电导率不断上升，关闭动力阀9，浓水进入浓水储液罐6并回流至原水储液罐2继续进行处理。
对照例1
利用反渗透膜系统处理硝酸盐废水：
原水硝酸盐浓度为136mg/l，使其通过醋酸纤维素反渗透膜。连续运行55min，出水硝酸盐浓度为48mg/l，计算可得硝酸盐去除率达65％。
对照例2
采用电渗析技术处理硝酸盐废水：
原水硝酸盐浓度为136mg/l，使其通过电渗析系统。连续运行55min，出水硝酸盐浓度为55mg/l，计算可得硝酸盐去除率达61％。
通过对比实施例2和对照例1、2，可知利用本发明的膜电容去离子系统处理硝酸盐污水，去除率较传统反渗透系统、电渗析系统有明显提高，更加环保，性能优良且节能。