除硝酸盐根类树脂的作用机制主要基于离子交换作用,其通过特定的化学结构和工艺设计,实现对水中硝酸根及亚硝酸根的高选择性去除。以下是其具体作用机制及关键特性:
一、离子交换作用:核心去除机制
除硝酸盐根类树脂为大孔结构的苯乙烯-二乙烯苯共聚体,表面带有季铵基团(-N(CH₃)₃OH),属于强碱性阴离子交换树脂。当含硝酸盐的水流经树脂时,树脂中的氯离子(Cl⁻)与水中的硝酸根离子(NO₃⁻)或亚硝酸根离子(NO₂⁻)发生交换反应。
通过这一过程,硝酸盐被固定在树脂上,而氯离子释放到水中,从而降低水中硝酸盐浓度。
1.抗污染能力:大孔结构可减少水中有机低分子(如腐殖酸、蛋白质)对树脂的堵塞,延长使用寿命。
2.耐渗透性能:良好的机械强度和耐渗透性,适应高压或高流速操作环境。
3.交换速度快:大孔通道促进离子扩散,提高交换速率,缩短处理时间。
三、再生机制:循环利用与成本优化
树脂吸附饱和后,需通过再生恢复交换能力。树脂的再生步骤如下:
1.洗脱:使用氯化钠(NaCl)溶液自上而下通过树脂床,将吸附的硝酸根或亚硝酸根置换下来,形成含硝酸钾、氯化*的洗脱液。
2.资源化回收:洗脱液可外委给化肥厂,作为钾肥原料,实现废物资源化。
3.再生效率:再生过程简单,且树脂可重复使用,降低长期运行成本。
四、除硝酸盐根类树脂应用场景与效果验证
1.饮用水处理:
去除自来水中硝酸盐,使处理后水中NO₃⁻含量降至国际饮用水标准以下。
2.工业废水处理:
处理线路板厂、电镀厂等低浓度硝基氮废水,避免化学催化法、生物反硝化法等传统方法的高成本或复杂工艺。
3.制糖行业:
利用其强碱性交换基团和大孔结构,吸附糖液中的色素和杂质,提升糖液纯度。
