污水綜合排放規(guī)范關(guān)于氨氮指標(biāo)有嚴(yán)厲的排放請(qǐng)求，但是污水處置廠在實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)過程中仍常面臨出水氨氮超標(biāo)的問題。特別是當(dāng)廢水中的污染物如氨氮、有機(jī)物等濃度較低時(shí)，生物脫氮法、吹脫法及沉淀法等去除效果均不理想，所以低濃度氨氮廢水的管理在經(jīng)濟(jì)與處置效果上總是難以兩全，由于離子交流法關(guān)于處置低濃度氨氮廢水具有投資省、工藝簡單、操作便當(dāng)?shù)膬?yōu)點(diǎn)，惹起了國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者的普遍關(guān)注，并獲得一定的研討成果。楊少霞等研討了pH、樹脂投加量、反響溫度等對(duì)樹脂吸附容量的影響，并停止了吸附等溫線、吸附熱力學(xué)的研討。嚴(yán)偉峰等對(duì)樹脂資料停止了挑選，并采用靜態(tài)吸附法研討了NH+4在陽離子交流樹脂上的吸附行為。但是這些研討主要停留在機(jī)理研討階段，而實(shí)踐廢水中存在的鈣鎂等陽離子與NH+4對(duì)離子交流樹脂吸附氨氮的行為會(huì)產(chǎn)生顯著影響，關(guān)于這方面的實(shí)驗(yàn)研討卻很少。因而，本文選用LS-40大孔弱酸型陽離子交流樹脂，經(jīng)過比照其在模仿氨氮廢水和含有其他陽離子的實(shí)踐廢水處置效果，以期取得的數(shù)據(jù)能為離子交流樹脂處置低濃度氨氮廢水的實(shí)踐應(yīng)用提供技術(shù)支持。

　　1、實(shí)驗(yàn)局部

　　1.1 實(shí)驗(yàn)資料及儀器

　　實(shí)驗(yàn)中所采用的樹脂為LS-40大孔弱酸型陽離子交流樹脂(，其物理性質(zhì)見表1。

　　實(shí)驗(yàn)用水：實(shí)驗(yàn)用水取自本溪鋼鐵廠生產(chǎn)廢水及氨氮濃度為30mg/L的氯化銨配水，廢水水質(zhì)剖析結(jié)果見表2。

　　氯化銨、納氏試劑、鹽酸、氫氧化鈉均為剖析純。

　　自制的50mL離子交流樹脂柱，有效徑高比=1∶4。磁力攪拌器、剖析天平、哈希紫外-可見分光光度計(jì)(DR6000)、爬動(dòng)泵、梅特勒便攜式pH計(jì)、德國耶拿原子吸收光譜儀(novAA400P)。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)辦法

　　(1)靜態(tài)離子交流吸附。

　　將離子交流樹脂投入到250mL濃度為30mg/L的氨氮模仿廢水中，在磁力攪拌器上停止攪拌，調(diào)查離子交流樹脂投加量、pH、接觸時(shí)間等要素對(duì)吸附效果的影響，取反響后上清液，采用紫外分光光度法測(cè)定氨氮濃度。

　　(2)動(dòng)態(tài)離子交流吸附。

　　量取LS-40樹脂50mL，填裝于吸附柱中，分別用模仿廢水和本鋼實(shí)踐廢水停止樹脂穿透實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用爬動(dòng)泵控制廢水依照一定流量進(jìn)入樹脂吸附柱，定時(shí)檢測(cè)不同時(shí)間段內(nèi)處置出水氨氮值，以出水中的氨氮濃度為5mg/L為穿透點(diǎn)，繪制穿透曲線圖。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 樹脂靜態(tài)實(shí)驗(yàn)

　　2.1.1 樹脂用量對(duì)吸附效果的影響

　　取250mL模仿廢水于燒杯中，分別參加2、3、4、5mL預(yù)處置過的樹脂，常溫下置于磁力攪拌器上攪拌，距離一定時(shí)間測(cè)定反響后氨氮的含量，并計(jì)算樹脂用量對(duì)氨氮去除效果的影響，所得結(jié)果見圖1。

　　由圖1可知，離子交流樹脂投加量越大，氨氮去除率越高。當(dāng)樹脂用量到達(dá)4mL時(shí)，氨氮去除率到達(dá)90%以上。再繼續(xù)增加樹脂體積，去除率變化不大。從經(jīng)濟(jì)本錢思索，肯定實(shí)驗(yàn)所需樹脂用量為4mL。

　　2.1.2 接觸時(shí)間對(duì)吸附效果的影響

　　在250mL模仿廢水中參加LS-40樹脂4mL，20℃下攪拌，分別在1、2、3、5、7、8、10、12、15、20、22、25、30min時(shí)取樣，過濾后測(cè)定氨氮濃度，所得結(jié)果見圖2。

　　由圖2可知，氨氮去除率隨接觸時(shí)間的延長而增大。當(dāng)接觸時(shí)間大于15min后，氨氮去除率根本堅(jiān)持穩(wěn)定。這是由于離子交流樹脂對(duì)NH+4的離子交流到達(dá)飽和后會(huì)呈現(xiàn)離子交流的吸附均衡。因而，后續(xù)靜態(tài)實(shí)驗(yàn)選擇接觸時(shí)間為15min。

　　2.1.3 pH對(duì)吸附效果的影響

　　在250mL模仿廢水中參加預(yù)處置的LS-40樹脂4mL，調(diào)理溶液pH分別為5、6、7、8、9、10，室溫下攪拌15min，取反響后上清液測(cè)定氨氮濃度，所得結(jié)果見圖3。

　　由圖3可知，當(dāng)pH為5.5～8.5時(shí)，氨氮去除率變化不大;當(dāng)pH大于9時(shí)，氨氮的去除率疾速降落。這是由于當(dāng)pH升高時(shí)，可提供離子交流吸附的NH+4減少，影響離子交流吸附行為的發(fā)作。綜合思索氨氮去除率和調(diào)理pH的氫氧化鈉運(yùn)用量，肯定后續(xù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)水pH為6.5。

　　2.2 樹脂穿透實(shí)驗(yàn)

　　2.2.1 實(shí)踐工業(yè)廢水處理前后水質(zhì)變化

　　量取50mLLS-40樹脂，填裝于吸附柱中，運(yùn)用爬動(dòng)泵以3BV/h(BV為倍樹脂體積)流量進(jìn)入吸附柱，每1h取樣一次，當(dāng)出水氨氮到達(dá)穿透濃度為5mg/L時(shí)中止進(jìn)水，檢測(cè)處置前后廢水pH、COD、鈣、鎂、鉀、鐵、氨氮的含量，詳細(xì)結(jié)果見表3。

　　由表3能夠看出，檢測(cè)處置廢水體積6.8L后的瞬時(shí)出水，氨氮的濃度為4.6mg/L，同時(shí)檢測(cè)出水中的鈣、鎂、鉀、鐵的濃度也降低明顯，闡明其他離子也同氨氮一同交流到樹脂上，降低了含氨氮廢水的處置量。

　　2.2.2 實(shí)踐廢水與模仿廢水的穿透曲線

　　用模仿氨氮廢水(氨氮濃度為30mg/L)與本鋼實(shí)踐廢水(氨氮濃度為31.5mg/L)同時(shí)停止樹脂穿透實(shí)驗(yàn)，目的在于可以更好的研討離子交流過程。

　　實(shí)驗(yàn)均用LS-40樹脂50mL，控制進(jìn)水pH=7，進(jìn)水流速為3BV/h，當(dāng)出水氨氮濃度到達(dá)穿透濃度5mg/L時(shí)，中止進(jìn)水，繪制穿透曲線圖，所得結(jié)果見圖4。

　　由圖4能夠看出，同樣的進(jìn)水氨氮濃度，實(shí)踐廢水的處置量與模仿廢水相比，降低了63%，這是由于水中鈣鎂等陽離子同樣與樹脂停止了離子交流，降低了樹脂關(guān)于氨氮的處置才能。

　　2.3 樹脂解吸實(shí)驗(yàn)

　　動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)處置模仿廢水與本鋼廢水的樹脂，均停止了3次解吸再吸附，解吸液均采用150mL4%鹽酸停止解析，所得結(jié)果見圖5。

　　從圖5能夠看出，隨著處置模仿廢水的樹脂解析和再吸附次數(shù)的增加，氨氮處置效果變化不大，但是處置本鋼廢水的樹脂用同樣體積的解吸液停止解吸，解吸2次后氨氮處置效果降低60%，這是由于用同樣體積的解吸液，無法將其他陽離子完整解吸下來，招致處置效果降落。

　　3、結(jié)論

　　(1)運(yùn)用LS-40陽離子交流樹脂的靜態(tài)實(shí)驗(yàn)，對(duì)氨氮濃度為30mg/L的模仿廢水去除的較優(yōu)條件是：pH為6.5～7.5、樹脂投加量為16mL/L、反響時(shí)間為15min時(shí)，氨氮去除率達(dá)90%以上。

　　(2)采用動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)停止實(shí)踐廢水與模仿廢水的比照，實(shí)踐廢水中由于鈣鎂等陽離子的影響，同樣的氨氮濃度，處置氨氮才能比模仿廢水的處置水量降低了63%。在解吸過程中，同樣的解吸液體積，能夠?qū)钡暾馕聛?，但是鈣鎂等離子，無法解吸完整。因而，實(shí)踐生產(chǎn)中產(chǎn)生的含低濃度氨氮廢水，運(yùn)用離子交流樹脂處置局限性較大，影響要素較多，需求經(jīng)過細(xì)致的實(shí)驗(yàn)考證后，才干應(yīng)用于實(shí)踐廢水處置工藝。