【摘 要】
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随着水污染的加剧和环保意识的提升,污水处理厂全面提标改造迫在眉睫。二级生物法处理效果有限,导致硝酸盐氮含量偏高,成为总氮难以达标的主要原因。而且二级出水中大量的硝酸盐氮进入水体会造成富营养化和威胁人体健康,迫切需要良好的方法加以去除。因离子交换树脂具有高效、稳定、可再生等优点,已被广泛用于去除地下水中的硝酸盐氮。为寻求适用于污水厂二级出水中硝酸盐氮去除的离子交换树脂,本文选用了商业化树脂201×7
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随着水污染的加剧和环保意识的提升,污水处理厂全面提标改造迫在眉睫。二级生物法处理效果有限,导致硝酸盐氮含量偏高,成为总氮难以达标的主要原因。而且二级出水中大量的硝酸盐氮进入水体会造成富营养化和威胁人体健康,迫切需要良好的方法加以去除。因离子交换树脂具有高效、稳定、可再生等优点,已被广泛用于去除地下水中的硝酸盐氮。为寻求适用于污水厂二级出水中硝酸盐氮去除的离子交换树脂,本文选用了商业化树脂201×7和D407,在不同环境下研究了其静态和动态吸附性能,初步探究了其实际应用效果,主要结论如下:（1）静态吸附性能研究表明,30℃下,投加量为2.5g/L,初始NO3--N浓度为12mg/L时,201×7和D407树脂的平衡时间、吸附量分别为60min、4.537mg N/g和75min、4.642mg N/g,而初始p H值和温度的影响很小。低浓度时,D407树脂的吸附效果更好。准二级动力学和Freundlich模型可描述201×7树脂的吸附行为,而D407树脂更符合准二级动力学和Langmuir模型,理论最大吸附量分别为34.843mg N/g和30.120mg N/g。二者的吸附过程受化学作用控制,颗粒内扩散是主要控速步骤,吸附是自发、熵增的吸热过程。（2）溶解性组分的影响研究表明,溶解性无机物对201×7树脂吸附NO3--N的影响较大,而对D407树脂的影响较小;溶解性有机物会对两类树脂吸附NO3--N产生不同程度的影响。（3）动态吸附性能研究表明,在模拟二级出水中,D407树脂的吸附性能明显优于201×7树脂,Thomas模型预测最大吸附容量为12.531mg N/g,接近实验值12.758mg N/g。进水经大孔树脂SD500预处理后,整体表现更佳。（4）实际二级出水应用探究表明,SD500联合D407树脂对NO3--N的去除效果优良,穿透点(C-NO3-N=1.2mg/L)之前平均出水浓度为0.383mg/L,穿透时进水量为D407树脂体积的920倍。使用优选的低浓度再生液3%Na Cl+0.5%Na OH溶液再生时,脱附率高达99.3%。本文的研究结果将为离子交换树脂在污水厂二级出水中的应用提供参考依据和数据支撑,在回用二级出水及改善水环境质量等方面具有重大意义。
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