Na型树脂对渣场渗滤水低浓度氨氮的吸附

doi:10.19965/j.cnki.iwt.2024-0311

摘要/Abstract

摘要：

针对渣场渗滤水复杂体系中氨氮的达标脱除，开展了LS-1000C大孔离子交换树脂吸附-解吸参数及工艺应用研究。该离子交换树脂转为Na型后吸附废水中氨氮的最佳参数为流速5 BV/h，进水pH 4~6，树脂床层高径比4.4∶1（树脂膨胀前）；最佳解吸参数为解吸液选择质量分数8%的稀硫酸，解吸量3 BV。树脂工艺工程应用后，在进水氨氮质量浓度180~220 mg/L、pH 4~6、流量4.5~6.0 BV/h工况下，两级树脂串联运行时，出水氨氮<15 mg/L的运行时间达到28 h，满足废水排放要求。树脂吸附饱和后的解吸频次较低，解吸液量少，解吸液还可作为沉钒工序铵盐的补充溶液或沉钒废水处理系统的中和剂，回收了氨资源。

关键词: 氨氮废水, 离子交换, 吸附, 工程应用

Abstract:

Aiming at removing NH₄ ⁺-N in the complex system of leachate from slag field, the adsorption-desorption parameters and process application of LS-1000C macroporous resin were studied. The optimal parameters for adsorbing NH₄ ⁺-N in wastewater after resin conversion to Na type were flow rate of 5 BV/h, inlet pH of 4-6, and resin bed height-diameter ratio of 4.4∶1 (before resin expansion). The optimal desorption parameters were desorption solution of dilute H₂SO₄ with a mass fraction of 8% and desorption amount of 3 BV. After the application of resin process engineering, under the working conditions of influent NH₄ ⁺-N concentration of 180-220 mg/L, pH of 4-6 and flow rate of 4.5-6.0 BV/h, the operation time with effluent NH₄ ⁺-N of <15 mg/L could reach 28 h when the two stages of resin were run in series, which met the requirements of wastewater discharge. Meanwhile, the resin desorption frequency was low after saturation, the amount of desorption liquid was small. The desorption liquid could also be used as a supplementary solution for ammonium salts in vanadium precipitation process or as a neutralizer in vanadium precipitation wastewater treatment system to recover ammonia resources.

Key words: ammonia nitrogen wastewater, ion exchange, adsorption, engineering application

中图分类号:

X703.1

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https://www.iwt.cn/CN/Y2025/V45/I5/183

图/表 7

表1 渣场渗滤水成分分析结果

Table 1 Analysis results of leachate composition from the slag field

项目	Ca²⁺	Cr	V	氨氮	Na⁺	SO₄ ^2-	Cl^-	电导率	pH
数值	<5	0.36	<1	206	648	840	310	3 254	9.04

图1 不同流速下出水氨氮质量浓度的变化

Fig.1 NH₄ ⁺-N mass concentration in effluent at different flow rates

图2 不同高径比下出水氨氮（a）及pH（b）的变化

Fig.2 NH₄ ⁺-N concentration（a） and pH（b） in effluent at different height-diameter ratio

图3 不同进水pH下出水氨氮（a）及pH（b）的变化

Fig.3 NH₄ ⁺-N concentration（a） and pH（b） in effluent at different pH in influent

图4 树脂柱残留液对氨氮解吸效果的影响

Fig.4 Effect of residual liquid of resin column on NH₄ ⁺-N desorption

图5 不同硫酸浓度对氨氮解吸效果的影响

Fig.5 Effect of different H₂SO₄ concentration on NH₄ ⁺-N desorption

图6 树脂工艺对氨氮的吸附效果

Fig.6 Adsorption effect of resin process on NH₄ ⁺-N

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