飲用水中的砷、硝酸鹽含量超標(biāo)，為什么要采用離子交換工藝解決？
來源：科海思科技有限公司 閱讀：4224 更新時間：2024-11-12 15:46砷是自然界飲用水中常見的污染源，來自于含砷的巖石、土壤等，然后慢慢擴(kuò)散到水中。
砷常常以有機(jī)砷和無機(jī)砷兩種形式存在，然而無機(jī)砷在水中更普遍，并且毒性也更強(qiáng)。
硝酸鹽對人的危害
硝酸鹽和亞硝酸鹽是氮的氧化化學(xué)存在單元，它同各種無機(jī)化合物結(jié)合。飲用水中硝酸鹽含量過高可引起人工喂養(yǎng)嬰兒的變性血紅蛋白血癥，對較年長人群無此問題，但有人認(rèn)為某些癌癥（膀胱癌、卵巢癌、非霍奇金淋巴癌等）可能與極高濃度的硝酸鹽含量有關(guān)。所以，需對飲用水中的硝酸鹽濃度加以限定。
基于國內(nèi)的調(diào)查資料，并參考國外的研究報道，《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB5749-2006將飲用水中的硝酸鹽氮含量不得超過10mg/L，砷的含量小于0.01mg/l。
在特殊情況下（在某些地區(qū)，地下水中硝酸鹽含量高），允許限定值為20mg/L。因而在特殊情況下，20mg/L也是允許的。小型集中式供水和分散式供水硝酸鹽（以N計）指標(biāo)限定值為20mg/L。在實(shí)際管理中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注嬰幼兒的反應(yīng)。
離子交換樹脂去除水中硫酸鹽、硝酸鹽、砷和堿度
目前有離子交換樹脂可以從工業(yè)用水或者民用飲用水中選擇性去除某些離子，并且這些選擇性離子交換樹脂的性能非常優(yōu)秀，對于選擇性去除的離子擁有更大的交換容量和更小的泄漏值。
但是也可以使用任何一種氯型的I型或者II型強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂，他們可以用來去除水中的硫酸鹽、硝酸鹽、砷和堿度。
對于飲用水中存在的一些常規(guī)離子，這些強(qiáng)堿型陰離子交換樹脂對他們的親和性的一般順序如下：
硫酸鹽 > 砷 > 硝酸鹽 > 氯 > 碳酸氫鹽 > 氟
當(dāng)一般陰離子樹脂以氯型工作時，氯離子最終替換掉所有的陰離子。通過整個流程后，出水的硫酸鹽接近于零。
按照一般的飲用水濃度，因?yàn)榱蛩岣绕渌庪x子對樹脂有更強(qiáng)的親和性，因此硫酸根占據(jù)樹脂床的頂層部分，并且砷和硝酸根對樹脂有第二和第三的親和性，因此他們占據(jù)接下來的部分。
當(dāng)一般強(qiáng)堿陰樹脂交換容量耗盡時，硫酸根將取代砷，使得砷的濃度大幅上升，以至于超出原水中砷的含量，因此理解這個操作問題是至關(guān)重要的。如果設(shè)備超負(fù)荷運(yùn)行，終端用戶的飲用水中砷的含量就會超標(biāo)。
Tulsimer®A-62MP“硝酸鹽的選擇性”是指樹脂保留比其他任何離子包括硫酸鹽離子更強(qiáng)的親和力。各種功能組合后放入對硝酸鹽有選擇性的陰離子交換樹脂。
多數(shù)這些樹脂類似于1型樹脂，但是他們在胺的氮原子上有比構(gòu)成1型樹脂的甲基有更大的化學(xué)基團(tuán)。胺基團(tuán)的較大尺寸使對二價離子的吸附變得更加困難，例如樹脂對硫酸鹽的吸附。
即使是飲用水濃度，這種重新排序的親和關(guān)系也使硝酸鹽比硫酸鹽具有更高的親和力，飲用水中硝酸鹽選擇性樹脂的親和關(guān)系：
硝酸鹽 > 硫酸鹽 > 氯化物 >碳酸氫鹽
Tulsimer離子交換樹脂處理水中砷、硝酸鹽的性能研究
在實(shí)驗(yàn)室完成的研究檢測了選擇性主要去除砷，硝酸鹽的樹脂性能，證明是一種非常經(jīng)濟(jì)的處理方案。
通過使用Tulsimer離子交換樹脂通過使用硝酸鹽選擇型樹脂來處理含有砷、硝酸鹽的水來完成對樹脂性能的研究。再生劑為鹽水，試驗(yàn)細(xì)節(jié)及結(jié)果如下所示：
I 試驗(yàn)細(xì)節(jié)
1. 樹脂; Tulsimer A-62 MP
2. 樹脂床高： 800mm
3. 再生劑： NaCL
4. 再生劑用量： 160g/L
5. 再生劑濃度：10%
6. 再生時間：45-60分鐘
7. 工作流速： 10BV/H
8. 工作停止：硝酸鹽泄漏超標(biāo)
9. 進(jìn)水分析：砷=0.07mg/L， 硝酸鹽=32.3mg/L， 氯=102mg/L， 硫酸根=34mg/L，堿度=100mg/L，TDS=600mg/L
II 試驗(yàn)結(jié)果
1.交換容量（g/L）:14.68
2.交換容量（g/L）:14（對于硝酸鹽）
3.硝酸鹽泄漏：0.26mg/L
4.砷泄漏： 0.002mg/L
III 總結(jié)
1. 在終端硝酸鹽泄漏點(diǎn)，砷沒有增加；
2. 在工作周期中，出水的平均PH值為6.5-7.0；
3.用硝酸鹽選擇性樹脂來去除硝酸鹽、砷時，在硝酸鹽的泄漏點(diǎn)，對于硝酸鹽的去除率＞90%。
Tulsimer離子交換樹脂在特殊應(yīng)用上的優(yōu)點(diǎn)
使用Tulsimer離子交換樹脂做任何特殊應(yīng)用時，它都能保證品質(zhì)，穩(wěn)定性以及效率的平衡。Tulsier擁有一個廣泛的產(chǎn)品線以及豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，促使了離子交換方案的各種靈活性，滿足各種特殊需要，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的成本效益和更高的污染物去除率，以及安全處置方案。
