A distinção entre nitrogénio total, nitrato de nitrogénio e nitrogénio de amônia e a tecnologia de remoção de resina

Nitrogênio Total: 

O Nitrogênio Total (NT) é um indicador abrangente, representando a quantidade total de elementos nitrogênio em todas as substâncias contendo nitrogênio na água. 
Nitrogênio total = Nitrogênio inorgânico + Nitrogênio orgânico 
Nitrogênio inorgânico (representando aproximadamente 30-70% do nitrogênio total, com uma proporção maior em água poluída): 
Nitrogênio amoniacal 
Nitrogênio nitrato 
Nitrogênio nitroso

 
Nitrogênio orgânico (derivado de organismos e seus produtos metabólicos): 
Proteínas, polipeptídeos, aminoácidos 
Ureia, ácido nucleico 
Nitrogênio em húmus 

Significado ambiental:

O índice de nitrogênio total reflete o nível geral de poluição por nitrogênio do corpo d'água e é um parâmetro chave para avaliar o risco de eutrofização do corpo d'água.

Nitrogênio amoniacal:

O nitrogênio amoniacal (NH₃-N) refere-se especificamente ao nitrogênio na forma de amônia. Na água, ele existe em duas formas de equilíbrio dinâmico: 
Amônia livre: Fórmula química NH₃, é volátil e lipossolúvel, e tem toxicidade extremamente forte para organismos aquáticos. 
Íon amônio: Fórmula química NH₄⁺, carrega uma carga positiva e tem toxicidade relativamente baixa. 

A proporção dos dois é determinada pelo valor de pH e temperatura do corpo d'água: 
Quando o pH é menor que 7, quase tudo existe na forma de NH₄⁺. 
Quando o valor de pH é maior que 11, quase tudo existe na forma de NH₃. 

Quanto maior a temperatura, maior a proporção de NH₃. 
Esta transformação de forma é de importância crucial para a seleção dos processos de tratamento. O nitrogênio amoniacal representa o estado reduzido no ciclo do nitrogênio.

Nitrogênio nitrato:

O nitrogênio nitrato (NO₃-N) é o produto final da oxidação do nitrogênio e existe principalmente na forma de íons nitrato. 
Alta solubilidade: É altamente solúvel em água e não é facilmente adsorvido por solo ou sedimento.
Estabilidade química: Pode existir por um longo tempo em um ambiente rico em oxigênio. 
Carregado negativamente: Existe na forma de NO₃⁻, o que determina o método de sua remoção 
Estado de oxidação: O elemento nitrogênio está em seu estado de oxidação mais alto (+5 de valência)

Explicação detalhada da tecnologia de remoção por resina:

Resina de remoção de nitrogênio amoniacal 
Princípio de funcionamento: 
Usando resinas de troca iônica altamente seletivas, os íons amônio (NH₄⁺) são preferencialmente ligados. 
Troca iônica: Os grupos funcionais da resina (como grupos ácido sulfônico, grupos carboxila) liberam Na⁺ ou H⁺ e trocam com NH₄⁺. 
Regulação do pH: Quando o pH está entre 6 e 8, o nitrogênio amoniacal existe principalmente como NH₄⁺, o que é mais propício para a troca iônica.

Resina de remoção de nitrogênio nitrato 
Usando resinas de troca aniônica fortemente básicas, ela tem uma seletividade especial para íons nitrato (NO₃⁻). Ao ajustar a matriz polimérica e os grupos funcionais da resina, sua afinidade por NO₃⁻ é maior do que a dos íons sulfato, íons cloreto, etc.

Plano Abrangente de Controle de Nitrogênio Total

Como o nitrogênio total contém múltiplas formas, uma única resina é difícil de remover completamente, e uma estratégia combinada precisa ser adotada: 
Primeiro, remova o nitrogênio amoniacal. Em seguida, converta o nitrogênio amoniacal restante em nitrogênio nitrato por meio de processos biológicos. Finalmente, remova-o profundamente usando resinas de nitrogênio nitrato. 
Também é possível adotar um método de processamento simultâneo:

Para águas residuais complexas contendo nitrogênio orgânico, nitrogênio amoniacal e nitrogênio nitrato: 
Pré-tratamento: Oxidação por ozônio ou acidificação por hidrólise convertem nitrogênio orgânico em nitrogênio amoniacal. 
Operação segmentada: Resina de nitrogênio amoniacal + Resina de nitrogênio nitrato operam em conexão paralela ou em série. 
Pós-tratamento: Se necessário, adicione uma unidade de tratamento biológico de desnitrificação.