氨離子交換能力

Ⅰ 陰陽離子交換樹脂的原理是什麼

陰陽離子交換樹脂是一種重要的工業原料，這種材料的本質是高分子材料的酸鹼多聚物，是一種很復雜的物質，有很多的種類，主要是隨著不同的酸鹼而變化的。陰陽離子交換樹脂在運輸的時候有非常多的注意點，對於存儲環境要求高，使用環境的要求也是很高。下面小編就來給大家介紹一下陰陽離子交換樹脂的原理是什麼，以及陰陽離子交換樹脂是什麼。

陰陽離子交換樹脂的原理

(1)強酸性陽離子樹脂

這類樹脂含有大量的強酸性基團，如磺酸基-SO3H，容易在溶液中離解出H+，故呈強酸性。樹脂離解後，本體所含的負電基團，如SO3-，能吸附結合溶液中的其他陽離子。這兩個反應使樹脂中的H+與溶液中的陽離子互相交換。強酸性樹脂的離解能力很強，在酸性或鹼性溶液中均能離解和產生離子交換作用。

樹脂在使用一段時間後，要進行再生處理，即用化學葯品使離子交換反應以相反方向進行，使樹脂的官能基團回復原來狀態，以供再次使用。如上述的陽離子樹脂是用強酸進行再生處理，此時樹脂放出被吸附的陽離子，再與H+結合而恢復原來的組成。

(2)弱酸性陽離子樹脂

這類樹脂含弱酸性基團，如羧基-COOH，能在水中離解出H+而呈酸性。樹脂離解後餘下的負電基團，如R-COO-(R為碳氫基團)，能與溶液中的其他陽離子吸附結合，從而產生陽離子交換作用。這種樹脂的酸性即離解性較弱，在低pH下難以離解和進行離子交換，只能在鹼性、中性或微酸性溶液中(如pH5～14)起作用。這類樹脂亦是用酸進行再生(比強酸性樹脂較易再生)。

(3)強鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有強鹼性基團，如季胺基(亦稱四級胺基)-NR3OH(R為碳氫基團)，能在水中離解出OH-而呈強鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。

這種樹脂的離解性很強，在不同pH下都能正常工作。它用強鹼(如NaOH)進行再生。

(4)弱鹼性陰離子樹脂

這類樹脂含有弱鹼性基團，如伯胺基(亦稱一級胺基)-NH2、仲胺基(二級胺基)-NHR、或叔胺基(三級胺基)-NR2，它們在水中能離解出OH-而呈弱鹼性。這種樹脂的正電基團能與溶液中的陰離子吸附結合，從而產生陰離子交換作用。這種樹脂在多數情況下是將溶液中的整個其他酸分子吸附。它只能在中性或酸性條件(如pH1～9)下工作。它可用Na2CO3、NH4OH進行再生。

陰陽離子交換樹脂的簡介

在其網狀結構的骨架上有許多可電離、可被交換的基團，如磺酸基(—SOH)、羧基(—COOH)及季胺基(—NROH)等，正由於這些基團的存在，才使樹脂具有離子交換能力。

離子交換樹脂的種類很多，常用的是聚苯乙烯型離子交換樹脂。它是以苯乙烯和二乙烯苯聚合而成球形網狀結構，其中二乙烯苯是交聯劑。

如果用其它基團代替磺酸基，就可以得到一系列陽離子交換樹脂。例如—COOH、—OH等。這些基團上的氫離子可被樣品溶液中的陽離子交換。

離子交換樹脂內含有一定量的水份，在運輸及貯存過程中應盡量保持這部分水。如貯存過程中樹脂脫了水，應先用濃食鹽水(-10%)浸泡，再逐漸稀釋，不得直接放於水中，以免樹脂急劇膨脹而破碎。

在長期貯存中，強型樹脂應轉變成鹽型，弱型樹脂可轉變成相應的氫型或游離鹼型也可轉為鹽型，然後浸泡在潔凈的水中。樹脂在貯存或運輸過程中，應保持在5-40°C的溫度環境中，避免過冷或過熱，影響質量。若冬季沒有保溫設備時，可將樹脂貯存在食鹽水中，食鹽水的溫度可根據氣溫而定。

陰離子交換樹脂具有與陽離子交換樹脂同樣的有機骨架，只是在骨架上引入了可離解的鹼性基團，如—NH、—NH、—NHR等。這類樹脂若用NaOH溶液處理，則發生交換反應而轉變為—OH型陰離子交換樹脂。其反應如下：

R—N(CH)Cl+OH======R—N(CH)OH+C1

這些基團上的氫氧根離子可被樣品溶液中的陰離子交換。

陽樹脂分弱樹脂和強樹脂兩大類。分子式H-R(當然也可以是Na-R型),H就是氫離子。樹脂高度約0.8米到1.6米。當水從上向下，通過樹脂層時，水中的陽離子與樹脂的H離子發生交換，樹脂最上層是鐵鈣鎂離子，接著是鉀鈉氨離子。

出水水質是酸性的，PH值一般小於3。當運行約一天左右時，出水開始出現鈉離子，表示反應到了終點，需要用酸(HCl)反洗，將鈉鈣離子再置換出來。

陰陽離子交換樹脂的原理是什麼，還有陰陽離子交換樹脂是一種什麼樣的物質，這些小編都已經在上文中給大家做了詳細的介紹了。陰陽離子交換樹脂是一種有機物，這種有機物是重要的工業原理，在日常生活中的很多領域都有使用。陰陽離子交換樹脂是有酸鹼物質結合的，性能是非常的特殊的在使用的時候要求比較的高，但是使用效果卻是很出色。

Ⅱ 什麼是離子交換過程,影響離子交換過程的因素有哪些

離子交換是藉助於固體離子交換劑中的離子與稀溶液中的離子進行交換,以達到提取或去除溶液中某些離子的目的.它是一種屬於傳質分離過程的單元操作.
離子交換法
一、前言
離子交換法(ion exchange process)是液相中的離子和固相中離子間所進行的的一種可逆性化學反應,當液相中的某些離子較為離子交換固體所喜好時,便會被離子交換固體吸附,為維持水溶液的電中性,所以離子交換固體必須釋出等價離子回溶液中.
離子交換樹脂一般呈現多孔狀或顆粒狀,其大小約為0.1mm,其離子交換能力依其交換能力特徵可分：
1.
強酸型陽離子交換樹脂：主要含有強酸性的反應基如磺酸基（－SO3H）,此離子交換樹脂可以交換所有的陽離子.
2.
弱酸型陽離子交換樹脂：具有較弱的反應基如羧基（－COOH基）,此離子交換樹脂僅可交換弱鹼中的陽離子如Ca2+、Mg2+,對於強鹼中的離子如Ca2+、K+等無法進行交換.
3.
強鹼型陰離子交換樹脂：主要是含有較強的反應基如具有四面體銨鹽官能基之－N+(CH3)3,在氫氧形式下,－N+(CH3)3OH-中的氫氧離子可以迅速釋出,以進行交換,強鹼型陰離子交換樹脂可以和所有的陰離子進行交換去除.
4.
弱鹼型陰離子交換樹脂：具有較弱的反應基如氨基,僅能去除強酸中的陰離子如SO42-,Cl－或NO3－,對於HCO3－,CO32－或SiO42－則無法去除.
不論是離子交換樹脂或是沸石,都有其一定的可交換基濃度,稱為離子交換容量(ion exchange capacity).對陽離子交換樹脂而言,大約在200~500meq/100g.因為陽離子交換為一化學反應,故必須遵守質量平衡定律.離子交換樹脂的一般方程式可以表示如下：
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離子交換的基本知識
為了除去水中離子態雜質,現在採用得最普遍的方法是離子交換.這種方法可以將水中離子態雜質清除得以較徹底,因而能製得很純的水.所以,在熱力發電廠鍋爐用水的制備工藝中,它是一個必要的步驟.
離子交換處理,必須用一種稱做離子交換劑的物質（簡稱交換劑）來進行.這種物質遇水時,可以將其本身所具有的某種離子和水中同符號的離子相互交換,離子交換劑的種類很多,有天然和人造、有機和無機、陽離子型和陰離子型等之分,大概情況如表所示.此外,按結構特徵來分,還有大孔型和凝膠型等.
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Ⅲ 如何去除水中氨氮

以下是去除水中氨氮的一些措施，供參考：

1. 硝化和脫氮

氨(NH3)被亞硝化細菌氧化成亞硝酸，亞硝酸再被硝化細菌氧化成硝酸，稱為硝化作用，硝化作用需要消耗氧氣，當水中溶氧濃度低於1～2毫克/升時硝化作用速度明顯降低。在水中溶氧缺乏的情況下，反硝化細菌能將硝酸還原為亞硝酸、次硝酸、羥胺或氮時，這種過程稱為硝酸還原，當形成的氣態氮作為代謝物釋放並從系統中流失時，就稱之為脫氮作用。

Ⅳ 沸石去除氨氮和磷的機理

主要有接觸時間、沸石粒徑、氨氮初始濃度等
沸石對生活污水中氨氮的吸附能力明顯低於人工配製氯化銨溶液,氨氮去除率隨著沸石投加量的增加而增加,但單位質量沸石的氨氮吸附量卻隨之減小,吸附過程呈現快速吸附,緩慢平衡的特點。生活污水中懸浮物的存在,會削減沸石對氨氮的吸附能力。不同類型的陽離子和陰離子的加入都能導致人工配製氯化銨溶液中氨氮在沸石上的吸附量存在差異。陽離子的影響趨勢主要為價態的影響,即價態越高,對氨氮吸附阻礙作用越顯著,當陽離子當量濃度2
meq/l時,影響吸附強弱的順序為ca2+mg2+na+;陰離子影響沸石吸附強弱的順序受初始氨氮的濃度影響較大。langmuir等溫方程式較freundich、binin
rashkevich、koble
corrigan和temkin等溫方程式更好地描述沸石吸附氨氮的行為。
常用的氨氮去除方法主要有折點加氯法、空氣吹脫法、生物法脫氨、離子交換法，前三者由於受到成本、冬季低溫、佔地空間等因素的影響不利於在北方城市推廣。而離子交換法，具有溫度影響不大、運行成本低、佔地空間相對較小、操作容易、可再生利用等特點，適合北方城市應用。沸石是一種廉價的非金屬礦物，對氨氮具有較高的選擇吸附性，國內外用沸石來處理氨氮廢水已作了較多研究，但用來處理污泥滲濾的研究還很少見。

Ⅳ 怎樣去除魚缸中的氨氮

可以用氨氮去除菌劑去除。

氨氮去除菌劑能快速降解各種水中的氨氮，是硝化菌株亞硝酸菌屬和硝酸菌屬組成的液態混合制劑。產品廣泛應用於市政設施、化工廠、垃圾填埋場、鋼鐵廠、煉油廠、食品加工廠、印染廠、制葯廠、河道治理及景觀水處理等等的水處理中。

特點：

能去除水中的有機氨氮和無機氨氮。

通過菌種繁殖食污,水處理長期成本低。

迅速從由有機物或抑制性沖擊負荷、水力負荷超量或突發固體損失所導致的硝化作用混亂狀態中恢復。

提高水的生物多樣性和自凈能力。

提高水處理系統的穩定性，降低故障頻率和嚴重程度。

增加原生動物的數量和多樣性。

能迅速從由於負荷和毒物導致的故障中恢復。

減輕因產量增加或產品成分變化對出水質量造成的影響。

(5)氨離子交換能力擴展閱讀：

水中的氨氮可以在一定條件下轉化成亞硝酸鹽，如果長期飲用，水中的亞硝酸鹽將和蛋白質結合形成亞硝胺，這是一種強致癌物質，對人體健康極為不利。

對生態環境的影響

氨氮對水生物起危害作用的主要是游離氨，其毒性比銨鹽大幾十倍，並隨鹼性的增強而增大。氨氮毒性與池水的pH值及水溫有密切關系，一般情況，pH值及水溫愈高，毒性愈強，對魚的危害類似於亞硝酸鹽。

氨氮對水生物的危害有急性和慢性之分。慢性氨氮中毒危害為：攝食降低，生長減慢，組織損傷，降低氧在組織間的輸送。魚類對水中氨氮比較敏感，當氨氮含量高時會導致魚類死亡。急性氨氮中毒危害為：水生物表現亢奮、在水中喪失平衡、抽搐，嚴重者甚至死亡。

Ⅵ 影響陽離子交換能力的因素有哪些

土壤溶液來中的陽離子進行交自換，稱為陽離子的交換作用。影響因素有——（1）陽離子的代換能力隨離子價數的增加而增大，因為高價陽離子的電荷量大、電性強所以代換能力也大，各種陽離子代換力的大小順序：Na+<K+<NH4+<Mg2+<Ca2+<H+<Al3+<Fe3+（2）等價離子代換能力的大小，隨原子序數的增加而增大（3）離子運動速度愈大，交換力愈強（4）陽離子的相對濃度及交換生成物的性質。
影響土壤陽離子交換量的因素有:陽離子交換量：每千克干土中所含的全部陽離子總量，以厘摩爾（+）每千克土或 c mol(+)kg的-1次冪表示。影響因素——（1）膠體的種類，有機膠體>無機膠體，有機質高的>有機質低的，次生鋁硅酸鹽（2:1>1:1）>次生氧化物（2）溶液的pH值（3）土壤質地，質地愈細交換量愈高。

Ⅶ 污泥處理污水中如何去除氨氮

根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：

高濃度氨氮廢水（NH3-N>500mg/l）；

中等濃度氨氮廢水（NH3-N：50-500mg/l）；

低濃度氨氮廢水（NH3-N<50mg/l）。

然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用，制約了生化法對其的處理應用和效果，同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致處理出水難以達到要求。

去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法有反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法有離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法有藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。

目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。

1．折點氯化法除氨氮

折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。

折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下：

Cl2+H2O→HOCl+H++Cl-

NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O

NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl-

NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl-

折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。

2．選擇性離子交換化除氨氮

離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類硅質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性,能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。

沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。

3．空氣吹脫法與汽提法除氨氮

空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至鹼性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純鹼生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。

汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。

吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。

4．生物法除氨氮

生物法去除氨氮是指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。

硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下：

亞硝化：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+

硝化：2NO2-+O2→2NO3-

硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLS•d)；泥齡在3～5天以上。

在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為：

6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O

6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-

反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。

常見的生物脫氮流程可以分為3類：

⑴多級污泥系統

多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；

⑵單級污泥系統

單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在缺氧池，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，通過改換進水和出水的方向，兩個池子交替在缺氧和好氧的條件下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；

⑶生物膜系統

將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。

常規生物處理高濃度氨氮廢水是要存在以下條件：

為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；

硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。

5．化學沉澱法除氨氮

化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。

化學沉澱法處理NH3-N主要原理是NH4+、Mg2+、PO43-在鹼性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強鹼性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

Ⅷ 我公司的廢水含有有機氨，經過生化池，由於氨化作用，氨氮就會上升，請問有什麼好的解決方法么

該考慮化學生物聯用
本文作者: 陳昭考

隨著工農業生產的發展和人民生活水平的提高，含氮化合物的排放量急劇增加，已成為環境的主要污染源，並引起各界的關注。經濟有效地控制氨氮廢水污染已經成為當今環境工作者所面臨的重大課題。

1 氨氮廢水的來源
含氮物質進入水環境的途徑主要包括自然過程和人類活動兩個方面。含氮物質進入水環境的自然來源和過程主要包括降水降塵、非市區徑流和生物固氮等。人類的活動也是水環境中氮的重要來源，主要包括未處理或處理過的城市生活和工業廢水、各種浸濾液和地表徑流等。人工合成的化學肥料是水體中氮營養元素的主要來源，大量未被農作物利用的氮化合物絕大部分被農田排水和地表徑流帶入地下水和地表水中。隨著石油、化工、食品和制葯等工業的發展，以及人民生活水平的不斷提高，城市生活污水和垃圾滲濾液中氨氮的含量急劇上升。近年來，隨著經濟的發展，越來越多含氮污染物的任意排放給環境造成了極大的危害。氮在廢水中以有機態氮、氨態氮（NH4+-N）、硝態氮（NO3--N）以及亞硝態氮（NO2--N）等多種形式存在，而氨態氮是最主要的存在形式之一。廢水中的氨氮是指以游離氨和離子銨形式存在的氮，主要來源於生活污水中含氮有機物的分解，焦化、合成氨等工業廢水，以及農田排水等。氨氮污染源多，排放量大，並且排放的濃度變化大。
2 氨氮廢水的危害
水環境中存在過量的氨氮會造成多方面的有害影響：
（1）由於NH4+-N的氧化，會造成水體中溶解氧濃度降低，導致水體發黑發臭，水質下降，對水生動植物的生存造成影響。在有利的環境條件下，廢水中所含的有機氮將會轉化成NH4+-N，NH4+-N是還原力最強的無機氮形態，會進一步轉化成NO2--N和NO3
--N。根據生化反應計量關系，1gNH4+-N氧化成NO2--N消耗氧氣3.43 g，氧化成NO3--N耗氧4.57g。
（2）水中氮素含量太多會導致水體富營養化，進而造成一系列的嚴重後果。由於氮的存在，致使光合微生物（大多數為藻類）的數量增加，即水體發生富營養化現象，結果造成：堵塞濾池，造成濾池運轉周期縮短，從而增加了水處理的費用；妨礙水上運動；藻類代謝的最終產物可產生引起有色度和味道的化合物；由於藍-綠藻類產生的毒素，家畜損傷，魚類死亡；由於藻類的腐爛，使水體中出現氧虧現象。
（3）水中的NO2--N和NO3--N對人和水生生物有較大的危害作用。長期飲用NO3--N含量超過10mg/L的水，會發生高鐵血紅蛋白症，當血液中高鐵血紅蛋白含量達到70mg/L，即發生窒息。水中的NO2--N和胺作用會生成亞硝胺，而亞硝胺是「三致」物質。NH4+-N和氯反應會生成氯胺，氯胺的消毒作用比自由氯小，因此當有NH4+-N存在時，水處理廠將需要更大的加氯量，從而
增加處理成本。近年來，含氨氮廢水隨意排放造成的人畜飲水困難甚至中毒事件時有發生，我國長江、淮河、錢塘江、四川沱江等流域都有過相關報道，相應地區曾出現過諸如藍藻污染導致數百萬居民生活飲水困難，以及相關水域受到了「牽連」等重大事件，因此去除廢水中的氨氮已成為環境工作者研究的熱點之一。

3 氨氮廢水處理的主要技術
目前，國內外氨氮廢水處理有折點氯化法、化學沉澱法、離子交換法、吹脫法和生物脫氨法等多種方法，這些技術可分為物理化學法和生物脫氮技術兩大類。

3.1 生物脫氮法
微生物去除氨氮過程需經兩個階段。第一階段為硝化過程，亞硝化菌和硝化菌在有氧條件下將氨態氮轉化為亞硝態氮和硝態氮的過程。第二階段為反硝化過程，污水中的硝態氮和亞硝態氮在無氧或低氧條件下，被反硝化菌（異養、自養微生物均有發現且種類很多）還原轉化為氮氣。在此過程中，有機物（甲醇、乙酸、葡萄糖等）作為電子供體被氧化而提供能量。常見的生物脫氮流程可以分為3類，分別是多級污泥系統、單級污泥系統和生物膜系統。

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根據廢水中氨氮濃度的不同，可將廢水分為3類：高濃度氨氮廢水（NH3-N>500mg/l）,中等濃度氨氮廢水（NH3-N：50-500mg/l），低濃度氨氮廢水（NH3-N<50mg/l）。然而高濃度的氨氮廢水對微生物的活性有抑製作用，制約了生化法對其的處理應用和效果，同時會降低生化系統對有機污染物的降解效率，從而導致處理出水難以達到要求。故本工程的關鍵之一在於氨氮的去除，去除氨氮的主要方法有：物理法、化學法、生物法。物理法含反滲透、蒸餾、土壤灌溉等處理技術；化學法含離子交換、氨吹脫、折點加氯、焚燒、化學沉澱、催化裂解、電滲析、電化學等處理技術；生物法含藻類養殖、生物硝化、固定化生物技術等處理技術。目前比較實用的方法有：折點加氯法、選擇性離子交換法、氨吹脫法、生物法以及化學沉澱法。1． 折點氯化法去除氨氮折點氯化法是將氯氣或次氯酸鈉通入廢水中將廢水中的NH3-N氧化成N2的化學脫氮工藝。當氯氣通入廢水中達到某一點時水中游離氯含量最低，氨的濃度降為零。當氯氣通入量超過該點時，水中的游離氯就會增多。因此該點稱為折點，該狀態下的氯化稱為折點氯化。處理氨氮廢水所需的實際氯氣量取決於溫度、pH值及氨氮濃度。氧化每克氨氮需要9～10mg氯氣。pH值在6～7時為最佳反應區間，接觸時間為0.5～2小時。折點加氯法處理後的出水在排放前一般需要用活性碳或二氧化硫進行反氯化，以去除水中殘留的氯。1mg殘留氯大約需要0.9～1.0mg的二氧化硫。在反氯化時會產生氫離子，但由此引起的pH值下降一般可以忽略，因此去除1mg殘留氯只消耗2mg左右（以CaCO3計）。折點氯化法除氨機理如下： Cl2+H2O→HOCl+H++Cl－ NH4++HOCl→NH2Cl+H++H2O NHCl2+H2O→NOH+2H++2Cl－ NHCl2+NaOH→N2+HOCl+H++Cl－ 折點氯化法最突出的優點是可通過正確控制加氯量和對流量進行均化，使廢水中全部氨氮降為零，同時使廢水達到消毒的目的。對於氨氮濃度低（小於50mg/L）的廢水來說，用這種方法較為經濟。為了克服單獨採用折點加氯法處理氨氮廢水需要大量加氯的缺點，常將此法與生物硝化連用，先硝化再除微量殘留氨氮。氯化法的處理率達90%～100%，處理效果穩定，不受水溫影響，在寒冷地區此法特別有吸引力。投資較少，但運行費用高，副產物氯胺和氯化有機物會造成二次污染，氯化法只適用於處理低濃度氨氮廢水。2． 選擇性離子交換化去除氨氮離子交換是指在固體顆粒和液體的界面上發生的離子交換過程。離子交換法選用對NH4+離子有很強選擇性的沸石作為交換樹脂，從而達到去除氨氮的目的。沸石具有對非離子氨的吸附作用和與離子氨的離子交換作用，它是一類矽質的陽離子交換劑，成本低，對NH4+有很強的選擇性。O．Lahav等用沸石作為離子交換材料，將沸石作為一種把氨氮從廢水中分離出來的分離器以及硝化細菌的載體。該工藝在一個簡單的反應器中分吸附階段和生物再生階段兩個階段進行。在吸附階段，沸石柱作為典型的離子交換柱；而在生物再生階段，附在沸石上的細菌把脫附的氨氮氧化成硝態氮。研究結果表明，該工藝具有較高的氨氮去除率和穩定性，能成功地去除原水和二級出水中的氨氮。沸石離子交換與pH的選擇有很大關系，pH在4～8的范圍是沸石離子交換的最佳區域。當pH＜4時，H+與NH4+發生競爭；當pH＞8時，NH4+變為NH3而失去離子交換性能。用離子交換法處理含氨氮10～20mg/L的城市污水，出水濃度可達1mg/L以下。離子交換法具有工藝簡單、投資省去除率高的特點，適用於中低濃度的氨氮廢水（＜500mg/L），對於高濃度的氨氮廢水會因樹脂再生頻繁而造成操作困難。但再生液為高濃度氨氮廢水，仍需進一步處理。3． 空氣吹脫法與汽提法去除氨氮空氣吹脫法是將廢水與氣體接觸，將氨氮從液相轉移到氣相的方法。該方法適宜用於高濃度氨氮廢水的處理。吹脫是使水作為不連續相與空氣接觸，利用水中組分的實際濃度與平衡濃度之間的差異，使氨氮轉移至氣相而去除廢水中的氨氮通常以銨離子（NH4+）和游離氨（NH3）的狀態保持平衡而存在。將廢水pH值調節至堿性時，離子態銨轉化為分子態氨，然後通入空氣將氨吹脫出。吹脫法除氨氮，去除率可達60%～95%，工藝流程簡單，處理效果穩定，吹脫出的氨氣用鹽酸吸收生成氯化銨可回用於純堿生產作母液，也可根據市場需求，用水吸收生產氨水或用硫酸吸收生產硫酸銨副產品，未收尾氣返回吹脫塔中。但水溫低時吹脫效率低，不適合在寒冷的冬季使用。用該法處理氨氮時，需考慮排放的游離氨總量應符合氨的大氣排放標准，以免造成二次污染。低濃度廢水通常在常溫下用空氣吹脫，而煉鋼、石油化工、化肥、有機化工、有色金屬冶煉等行業的高濃度廢水則常用蒸汽進行吹脫。該方法比較適合處理高濃度氨氮廢水，但吹脫效率影響因子多，不容易控制，特別是溫度影響比較大，在北方寒冷季節效率會大大降低，現在許多吹脫裝置考慮到經濟性，沒有回收氨，直接排放到大氣中，造成大氣污染。汽提法是用蒸汽將廢水中的游離氨轉變為氨氣逸出，處理機理與吹脫法一樣是一個傳質過程，即在高pH值時，使廢水與氣體密切接觸，從而降低廢水中氨濃度的過程。傳質過程的推動力是氣體中氨的分壓與廢水中氨的濃度相當的平衡分壓之間的差。延長氣水間的接觸時間及接觸緊密程度可提高氨氮的處理效率，用填料塔可以滿足此要求。塔的填料或充填物可以通過增加浸潤表面積和在整個塔內形成小水滴或生成薄膜來增加氣水間的接觸時間汽提法適用於處理連續排放的高濃度氨氮廢水，操作條件與吹脫法類似，對氨氮的去除率可達97%以上。但汽提塔內容易生成水垢，使操作無法正常進行。吹脫和汽提法處理廢水後所逸出的氨氣可進行回收：用硫酸吸收作為肥料使用；冷凝為1%的氨溶液。4． 生物法去除氨氮生物法去除氨氮是在指廢水中的氨氮在各種微生物的作用下，通過硝化和反硝化等一系列反應，最終形成氮氣，從而達到去除氨氮的目的。生物法脫氮的工藝有很多種，但是機理基本相同。都需要經過硝化和反硝化兩個階段。硝化反應是在好氧條件下通過好氧硝化菌的作用將廢水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應。由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。亞硝酸菌和硝酸菌都是自養菌，它們利用廢水中的碳源，通過與NH3-N的氧化還原反應獲得能量。反應方程式如下： 亞硝化： 2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+ 硝化 : 2NO2-+O2→2NO3-硝化菌的適宜pH值為8.0～8.4，最佳溫度為35℃，溫度對硝化菌的影響很大，溫度下降10℃，硝化速度下降一半；DO濃度：2～3mg/L；BOD5負荷：0.06-0.1kgBOD5/(kgMLSS•d)；泥齡在3～5天以上。在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從廢水中逸出由於兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物（碳源）。以甲醇為碳源為例，其反應式為： 6NO3-+2CH3OH→6NO2-+2CO2+4H2O 6NO2-+3CH3OH→3N2+3CO2+3H2O+6OH-反硝化菌的適宜pH值為6.5～8.0；最佳溫度為30℃，當溫度低於10℃時，反硝化速度明顯下降，而當溫度低至3℃時，反硝化作用將停止；DO濃度＜0.5mg/L；BOD5/TN＞3～5。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%～95%，二次污染小且比較經濟，因此在國內外運用最多。其缺點是佔地面積大，低溫時效率低。常見的生物脫氮流程可以分為3類：⑴多級污泥系統多級污泥系統通常被稱為傳統的生物脫氮流程。此流程可以得到相當好的BOD5去除效果和脫氮效果，其缺點是流程長，構築物多，基建費用高，需要外加碳源，運行費用高，出水中殘留一定量甲醇；⑵單級污泥系統單級污泥系統的形式包括前置反硝化系統、後置反硝化系統及交替工作系統。前置反硝化的生物脫氮流程，通常稱為A/O流程。與傳統的生物脫氮工藝流程相比，該工藝特點：流程簡單、構築物少，只有一個污泥迴流系統和混合液迴流系統，基建費用可大大節省；將脫氮池設置在去碳源，降低運行費用；好氧池在缺氧池後，可使反硝化殘留的有機污染物得到進一步去除，提高出水水質；缺氧池在前，污水中的有機碳被反硝化菌所利用，可減輕其後好氧池的有機負荷。此外，後置式反硝化系統，因為混合液缺乏有機物，一般還需要人工投加碳源，但脫氮的效果高於前置式，理論上可接近100%的脫氮效果。交替工作的生物脫氮流程主要由兩個串聯池子組成，通過改換進水和出水的方向，兩個池子交替在缺氧和好氧的條件下運行。它本質上仍是A/O系統，但利用交替工作的方式，避免了混合液的迴流，其脫氮效果優於一般A/O流程。其缺點是運行管理費用較高，必須配置計算機控制自動操作系統；⑶生物膜系統將上述A/O系統中的缺氧池和好氧池改為固定生物膜反應器，即形成生物膜脫氮系統。此系統中應有混合液迴流，但不需污泥迴流，在缺氧的好氧反應器中保存了適應於反硝化和好氧氧化及硝化反應的兩個污泥系統。由於常規生物處理高濃度氨氮廢水還存在以下：為了能使微生物正常生長，必須增加迴流比來稀釋原廢水；硝化過程不僅需要大量氧氣，而且反硝化需要大量的碳源，一般認為COD/TKN至少為9。5． 化學沉澱法去除氨氮化學沉澱法是根據廢水中污染物的性質，必要時投加某種化工原料，在一定的工藝條件下（溫度、催化劑、pH值、壓力、攪拌條件、反應時間、配料比例等等）進行化學反應，使廢水中污染物生成溶解度很小的沉澱物或聚合物，或者生成不溶於水的氣體產物，從而使廢水凈化，或者達到一定的去除率。化學沉澱法處理NH3-N是始於20世紀60年代，在90年代興起的一種新的處理方法，其主要原理就是NH4+、Mg2+、PO43-在堿性水溶液中生成沉澱。在氨氮廢水中投加化學沉澱劑Mg(OH)2、H3PO4與NH4+反應生成MgNH4PO4•6H2O（鳥糞石）沉澱，該沉澱物經造粒等過程後，可開發作為復合肥使用。整個反應的pH值的適宜范圍為9～11。pH值＜9時，溶液中PO43－濃度很低，不利於MgNH4PO4•6H2O沉澱生成，而主要生成Mg(H2PO4)2；如果pH值>11，此反應將在強堿性溶液中生成比MgNH4PO4•6H2O更難溶於水的Mg3(PO4)2的沉澱。同時，溶液中的NH4+將揮發成游離氨，不利於廢水中氨氮的去除。利用化學沉澱法，可使廢水中氨氮作為肥料得以回收。

Ⅸ 蛋白質、核酸等生物大分子為何能用離子交換色譜分離

因為他們來都帶電荷啊，因為源你柱子上有相反的離子啊，他們可以通過離子鍵相互作用啊！
同時的柱子有孔徑啊，可以將小的直接溜走，沒有機會結合啊
可以讓大的下來的更慢啊！

你滿意不！