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？

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砷是自然界飲用水中常見(jiàn)的污染源，來(lái)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(wú)機(jī)砷兩種形式存在，然而無(wú)機(jī)砷在水中更普遍，并且毒性也更強(qiáng)。

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(wú)機(jī)化合物結(jié)合。飲用水中硝酸鹽含量過(guò)高可引起人工喂養(yǎng)嬰兒的變性血紅蛋白血癥，對(duì)較年長(zhǎng)人群無(wú)此問(wèn)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(duì)飲用水中的硝酸鹽濃度加以限定。

基于國(guó)內(nèi)的調(diào)查資料，并參考國(guó)外的研究報(bào)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(guò)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(jì)）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)。

目前有離子交換樹(shù)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(shù)脂的性能非常優(yōu)秀，對(duì)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(shù)脂，他們可以用來(lái)去除水中的硫酸鹽、硝酸鹽、砷和堿度。

對(duì)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(shù)脂對(duì)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(shù)脂以氯型工作時(shí)，氯離子最終替換掉所有的陰離子。通過(guò)整個(gè)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(duì)樹(shù)脂有更強(qiáng)的親和性，因此硫酸根占據(jù)樹(shù)脂床的頂層部分，并且砷和硝酸根對(duì)樹(shù)脂有第二和第三的親和性，因此他們占據(jù)接下來(lái)的部分。

當(dāng)一般強(qiáng)堿陰樹(shù)脂交換容量耗盡時(shí)，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(gè)操作問(wèn)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(huì)超標(biāo)。

Tulsimer?A-62MP“硝酸鹽的選擇性”是指樹(shù)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(duì)硝酸鹽有選擇性的陰離子交換樹(shù)脂。

多數(shù)這些樹(shù)脂類似于1型樹(shù)脂，但是他們?cè)诎返牡由嫌斜葮?gòu)成1型樹(shù)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(duì)二價(jià)離子的吸附變的更加困難，例如樹(shù)脂對(duì)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(shù)脂的親和關(guān)系：

硝酸鹽 > 硫酸鹽 > 氯化物 >碳酸氫鹽

在實(shí)驗(yàn)室完成的研究檢測(cè)了選擇性主要去除砷，硝酸鹽的樹(shù)脂性能，證明是一種非常經(jīng)濟(jì)的處理方案。

通過(guò)使用Tulsimer離子交換樹(shù)脂通過(guò)使用硝酸鹽選擇型樹(shù)脂來(lái)處理含有砷、硝酸鹽的水來(lái)完成對(duì)樹(shù)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(shù)脂; Tulsimer A-62 MP

2. 樹(shù)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(shí)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(duì)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(méi)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(shù)脂來(lái)去除硝酸鹽、砷時(shí)，在硝酸鹽的泄漏點(diǎn)，對(duì)于硝酸鹽的去除率＞90%。

使用Tulsimer離子交換樹(shù)脂做任何特殊應(yīng)用時(shí)，它都能保證品質(zhì)，穩(wěn)定性以及效率的平衡。Tulsier擁有一個(gè)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。