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樹脂除氨氮和總氮是什么原理

2025-05-21191

  樹脂去除氨氮(NH??)和總氮的原理主要基于離子交換技術(shù),但其對總氮的去除能力需結(jié)合其他工藝(如生物處理)。以下是詳細(xì)解析:

  一、樹脂除氨氮(NH??)的原理

  離子交換機(jī)制

  陽離子交換樹脂(如磺酸型樹脂):樹脂骨架上含有可交換的陽離子(如H?或Na?),與水中的NH??發(fā)生置換反應(yīng):

  R-SO?H + NH?? → R-SO?NH? + H?

  通過此反應(yīng),氨氮被固定在樹脂上,釋放H?。

  選擇性吸附:特種樹脂(如Tulsimer? T-42H)對NH??具有高選擇性,即使在高鹽環(huán)境(如Na?、K?存在)下也能優(yōu)先吸附NH??。

  關(guān)鍵參數(shù)

  pH影響:酸性條件(pH < 7)利于NH??的穩(wěn)定性,避免轉(zhuǎn)化為游離氨(NH?)。

  交換容量:樹脂對NH??的吸附容量通常為10-50 g/L(視樹脂類型而定)。

  再生方式:飽和后用酸(如HCl或H?SO?)或鹽溶液(如NaCl)再生,恢復(fù)樹脂活性。

  優(yōu)勢

  高效去除中低濃度氨氮(如魚塘尾水、反滲透膜產(chǎn)水)。

  可濃縮回收氨氮(如制備銨鹽肥料)。

  二、樹脂對總氮的去除能力

  總氮的組成

  總氮包括氨氮(NH??)、硝酸鹽(NO??)、亞硝酸鹽(NO??)和有機(jī)氮。

  樹脂的局限性:僅能直接去除氨氮(NH??),對NO??、NO??和有機(jī)氮需結(jié)合其他工藝。

  間接處理總氮的途徑

  生物預(yù)處理:通過硝化細(xì)菌將有機(jī)氮和氨氮轉(zhuǎn)化為NO??,再通過反硝化細(xì)菌將NO??轉(zhuǎn)化為N?氣體。

  樹脂配合反硝化:樹脂去除NH??后,剩余NO??可通過反硝化工藝(如生物濾池)去除。

  三、工藝優(yōu)化與注意事項(xiàng)

  預(yù)處理要求

  調(diào)節(jié)pH至6-7,避免NH??轉(zhuǎn)化為NH?揮發(fā)。

  去除懸浮物(SS < 1 mg/L),防止樹脂堵塞。

  樹脂選型

  高選擇性樹脂:如Tulsimer? T-42H,專攻NH??吸附,抗競爭離子干擾。

  耐污堵性:優(yōu)選大孔結(jié)構(gòu)樹脂,適應(yīng)復(fù)雜水質(zhì)。

  再生與資源化

  再生廢液(富集NH??)可蒸發(fā)結(jié)晶回收銨鹽,或用于農(nóng)業(yè)施肥。

  再生劑濃度需控制(如5% HCl),避免樹脂降解。

  總氮去除的綜合工藝

  示例流程:

  魚塘尾水 → 沉淀 → 樹脂除NH?? → 反硝化濾池 → 達(dá)標(biāo)排放

  樹脂負(fù)責(zé)氨氮深度去除,反硝化去除硝酸鹽,實(shí)現(xiàn)總氮達(dá)標(biāo)。

  四、總結(jié)

  氨氮去除:樹脂通過離子交換直接吸附NH??,高效且可回收。

  總氮去除:需結(jié)合生物處理(硝化/反硝化)或其他工藝(如高級氧化)處理硝酸鹽和有機(jī)氮。

  應(yīng)用場景:水產(chǎn)養(yǎng)殖、膜滲透液回用、工業(yè)廢水深度處理等。

  通過合理設(shè)計(jì)工藝和選擇樹脂,可實(shí)現(xiàn)氨氮和總氮的經(jīng)濟(jì)高效去除。

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