[发明专利]一种超声改性树脂及去除废水中氨氮的应用

说明书

本发明公开了一种超声改性树脂及去除废水中氨氮的应用，所述超声改性树脂按如下方法制备：将树脂用纯水洗涤至出水澄清，将树脂加入强酸水溶液中，在超声功率为50～200W、超声温度30～50℃条件下进行超声改性，超声结束后，再用纯水洗至中性，最后在恒温烘箱中干燥，即得所述超声改性树脂。本发明的超声改性树脂脱氮效果显著，与原树脂相比，工作吸附容量最大提高23％，可有效降低污水中氨氮浓度，解决了树脂吸附容量低的问题，且制备和应用方法简单，易于操作。

(一)技术领域

本发明涉及一种水体中氨氮的去除方法，特别涉及一种超市改性树脂及其用于去除水体中氨氮的应用。

(二)背景技术

氨氮是引起水体富营养化及水质恶化的主要原因之一，氨氮废水来源广泛，处理难度较大。常用废水中脱氮的方法有化学沉淀法、生物法、吹脱法与离子交换法等。离子交换法具有工艺简单，易于操作，占地小，投资省，树脂可多次再生使用等优点，被人们认为是有效的去除氮的方法。但是对于离子交换法处理氨氮废水，始终存在着氨氮吸附剂处理容量较小的问题。如：以沸石为代表的无机离子交换剂因存在吸附容量小，吸附效果不稳定等问题而在工业上没有得到推广应用。故开发具有高效吸附性能的氨氮吸附树脂是解决此问题的关键。

离子交换树脂的改性方法有很多，目前常见的有金属离子改性、磺化改性等。金属离子改性树脂的制备过程一般包括酸盐处理、金属溶液浸泡、干燥等步骤。但是金属离子改性树脂不稳定，在酸性和碱性溶液中会发生金属的洗脱，碱性过强时还会形成金属氧化物脱落，从而降低了改性树脂的氨氮吸附能力。

本发明的原理为：超声波空化作用能除去表面杂质，提高树脂比表面积，疏松孔道，孔道增大使空间位阻减小，内扩散加快，有利于NH₄⁺和树脂内部H⁺交换，加快离子交换速率，提高工作吸附容量，从而有助于提高废水中氨氮的去除效果。此外，超声的引入可以减少化学药品的使用量，且超声处理不会带来新的污染，具有较好的环境和经济优势。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种超声改性树脂及去除水体中氨氮的方法，有效提高了废水中氨氮的去除率，减少化学药品的使用量。

本发明采用的技术方案是：

本发明提供一种超声改性树脂，所述超声改性树脂按如下方法制备：将树脂用纯水洗涤至出水澄清，将树脂加入强酸水溶液中，在超声功率为50～200W、超声温度30～50℃条件下进行超声改性，超声结束后，再用纯水洗至中性，最后在恒温烘箱中干燥，即得所述超声改性树脂。

进一步，所述树脂与强酸水溶液体积比为1:1～2。

进一步，所述强酸水溶液浓度为1～2mol/L，优选强酸水溶液为盐酸水溶液。

进一步，所述超声时间为30～120min。

进一步，所述烘干温度为50～55℃，烘干时间6～12h。

进一步，所述超声条件为50-200W、超声温度为40-50℃，超声时间为30-60min。

进一步，所述树脂为001×7阳离子交换树脂。

本发明还提供一种所述超声改性树脂在去除废水氨氮中的应用，所述应用为：将超声改性树脂装入交换柱中，以氨氮浓度为100～200mg/L(优选200mg/L)的废水上样，流速为5～10BV/h(优选10BV/h)，收集流出液，实现去除废水中氨氮的目的；若流出液中氨氮不达标则返回重新吸附。

本发明的原理为：超声波空化作用能除去表面杂质，提高树脂比表面积，疏松孔道，孔道增大使空间位阻减小，内扩散加快，有利于NH₄⁺和树脂内部H⁺交换，加快离子交换速率，提高工作吸附容量，从而有助于提高废水中氨氮的去除效果。