除氨氮樹(shù)脂用于垃圾滲濾液DTRO膜后除氨氮

針對(duì)垃圾滲濾液處理DTRO設(shè)備與樹(shù)脂的結(jié)合

目前我國(guó)垃圾處理主要有填埋、焚燒、堆肥等方式，其中填埋的方式最多，其次是焚燒，焚燒工藝占比有逐年上升的趨勢(shì)。

垃圾滲濾液主要來(lái)源于垃圾填埋場(chǎng)和垃圾焚燒廠(chǎng)，區(qū)別在于填埋場(chǎng)滲濾液中會(huì)有自然降水進(jìn)入，而焚燒場(chǎng)的垃圾常規(guī)堆放于類(lèi)似庫(kù)房的場(chǎng)所，瀝出滲濾液后垃圾去焚燒，無(wú)外界水分引入，所以常規(guī)焚燒場(chǎng)滲濾液濃度高于填埋場(chǎng)。

垃圾滲濾液是一種高濃度有機(jī)廢水，它是垃圾填埋過(guò)程中，由于厭氧發(fā)酵、有機(jī)物分解、雨水沖淋等產(chǎn)生，其成分復(fù)雜，且水質(zhì)和水量隨時(shí)間變化很大，是垃圾填埋場(chǎng)的主要污染源，若處理不當(dāng)直接排放，將對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的二次危害。

考慮到各填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的水質(zhì)差異性，目前處理垃圾滲濾液的組合工藝包較多。方向上，國(guó)內(nèi)外滲濾液處理工藝中，生化處理是主體，物化處理為預(yù)處理，膜處理為后續(xù)處理系統(tǒng)，另外針對(duì)高要求環(huán)保企業(yè)末端精處理通常采用離子交換樹(shù)脂工藝。

DTRO設(shè)備主要由膜片、導(dǎo)流盤(pán)、密封圈、中心拉桿、膜殼等組成。

和其他卷式膜組件相比，DTRO主要具有以下三個(gè)明顯的特點(diǎn)：1. 流道寬，膜片之間的流道加寬，采用完全開(kāi)放式流道；2. 流程短，具有較高的膜面流速；3. 湍流程度高，導(dǎo)流盤(pán)具有特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以形成高速湍流，具有優(yōu)異的抗污染能力。

DTRO（碟管式反滲透）由德國(guó)人發(fā)明并申請(qǐng)專(zhuān)利，最初的應(yīng)用方向就是針對(duì)填埋場(chǎng)垃圾滲濾液的處理，于1988年開(kāi)始個(gè)案例應(yīng)用。2003年由北京某公司從德國(guó)引進(jìn)DTRO技術(shù)，并將DTRO技術(shù)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)垃圾滲濾液處理。

隨著環(huán)保形勢(shì)越來(lái)越嚴(yán)，對(duì)于總氮的深度處理標(biāo)準(zhǔn)也越來(lái)越嚴(yán)，因?yàn)榈赜蛐韵拗�，垃圾滲濾液DTRO膜產(chǎn)水的處理需達(dá)到地表三類(lèi)或者地表四類(lèi)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，一些廠(chǎng)家開(kāi)始使用離子交換樹(shù)脂針對(duì)氨氮、COD等做末端精處理。

采用氫 H+/鈉 Na+型均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)離子交換樹(shù)脂解決DTRO膜后產(chǎn)水氨氮超標(biāo)問(wèn)題，出水氨氮可以做到1mg/L以下，并且可以保障長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。

均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)特征

均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)如圖所示，它是由骨架和活性基團(tuán)兩部分組成。骨架又稱(chēng)為母體，是形成離子交換樹(shù)脂的結(jié)構(gòu)主體。它是以一種線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的高分子有機(jī)化合物（聚苯）為主，加上一定數(shù)量的交聯(lián)劑，通過(guò)橫鍵架橋作用構(gòu)成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)�；钚曰鶊F(tuán)由固定離子（-SO₃^-磺酸基）和活動(dòng)離子（H⁺）組成。固定離子固定在樹(shù)脂骨架上，活動(dòng)離子（或稱(chēng)交換離子）則依靠靜電引力與固定離子結(jié)合在一起，二者電性相反電荷相等，處于電性中和狀態(tài)。

含NH₄⁺廢水的處理

均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H離子交換樹(shù)脂含有的磺酸基（—SO₃H）的酸性基團(tuán)，在水中易電離出H⁺離子，水中含有的NH₄⁺離子與均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H離子交換樹(shù)脂電離出的H⁺進(jìn)行離子交換，使得溶液中的陽(yáng)離子NH₄⁺被轉(zhuǎn)移到樹(shù)脂上，而樹(shù)脂上的H⁺交換到水中（即為均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H除氨氮樹(shù)脂原理）。

當(dāng)氨氮在廢水中呈NH₄⁺陽(yáng)離子形態(tài)存在時(shí)，含磺酸基（-S0₃H）的均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H樹(shù)脂，對(duì)水中NH₄⁺分離具有特效，其反應(yīng)如下：

RS0₃H + NH₄⁺→ RS0₃NH₄ + H⁺

隨著樹(shù)脂官能團(tuán)上的H⁺與水中NH₄⁺的不斷交換，當(dāng)樹(shù)脂吸附飽和之后，使用5%的HCL溶液進(jìn)行再生；此時(shí)，再生液中的H⁺與樹(shù)脂官能基團(tuán)上吸附的NH₄⁺進(jìn)行離子交換。使樹(shù)脂恢復(fù)交換容量。其反應(yīng)如下：

RS0₃NH₄ + H⁺→ RS0₃H + NH₄⁺

交換勢(shì)隨離子濃度的增加而增大。高濃度的H⁺離子甚至可以把NH₄⁺離子置換下來(lái)，這就是均粒強(qiáng)酸型陽(yáng)樹(shù)脂H離子交換樹(shù)脂能夠再生的依據(jù)