La distinzione tra azoto totale, azoto nitrato e azoto ammoniacale e la tecnologia di rimozione della resina

Azoto totale: 

L'azoto totale (TN) è un indicatore completo, che rappresenta la quantità totale di elementi azotati in tutte le sostanze contenenti azoto nell'acqua. 
Azoto totale = Azoto inorganico + Azoto organico 
Azoto inorganico (che rappresenta circa il 30-70% dell'azoto totale, con una proporzione maggiore in acque inquinate): 
Azoto ammoniacale 
Azoto nitrico 
Azoto nitroso

 
Azoto organico (derivato da organismi e dai loro prodotti metabolici): 
Proteine, polipeptidi, amminoacidi 
Urea, acido nucleico 
Azoto nell'humus 

Significato ambientale:

L'indice dell'azoto totale riflette il livello complessivo di inquinamento da azoto del corpo idrico ed è un parametro chiave per la valutazione del rischio di eutrofizzazione del corpo idrico.

Azoto ammoniacale:

L'azoto ammoniacale (NH₃-N) si riferisce specificamente all'azoto sotto forma di ammoniaca. In acqua, esiste in due forme di equilibrio dinamico: 
Ammoniaca libera: Formula chimica NH₃, è volatile e liposolubile e ha una tossicità estremamente elevata per gli organismi acquatici. 
Ione ammonio: Formula chimica NH₄⁺, porta una carica positiva e ha una tossicità relativamente bassa. 

Il rapporto tra i due è determinato dal valore di pH e dalla temperatura del corpo idrico: 
Quando il pH è inferiore a 7, quasi tutti esistono sotto forma di NH₄⁺. 
Quando il valore del pH è superiore a 11, quasi tutti esistono sotto forma di NH₃. 

Maggiore è la temperatura, maggiore è la proporzione di NH₃. 
Questa trasformazione di forma è di fondamentale importanza per la selezione dei processi di trattamento. L'azoto ammoniacale rappresenta lo stato ridotto nel ciclo dell'azoto.

Azoto nitrico:

L'azoto nitrico (NO₃-N) è il prodotto finale dell'ossidazione dell'azoto e esiste principalmente sotto forma di ioni nitrato. 
Alta solubilità: è altamente solubile in acqua e non viene facilmente assorbito dal suolo o dai sedimenti.
Stabilità chimica: può esistere a lungo in un ambiente ricco di ossigeno. 
Carica negativa: esiste sotto forma di NO₃⁻, che determina il metodo della sua rimozione 
Stato di ossidazione: l'elemento azoto è nel suo stato di ossidazione più elevato (valenza +5)

Spiegazione dettagliata della tecnologia di rimozione con resina:

Resina per la rimozione dell'azoto ammoniacale 
Principio di funzionamento: 
Utilizzando resine a scambio cationico altamente selettive, gli ioni ammonio (NH₄⁺) vengono legati preferenzialmente. 
Scambio ionico: I gruppi funzionali della resina (come i gruppi acido solfonico, i gruppi carbossilici) rilasciano Na⁺ o H⁺ e si scambiano con NH₄⁺. 
Regolazione del pH: Quando il pH è compreso tra 6 e 8, l'azoto ammoniacale esiste principalmente come NH₄⁺, il che è più favorevole allo scambio ionico.

Resina per la rimozione dell'azoto nitrico 
Utilizzando resine a scambio anionico fortemente basiche, ha una speciale selettività per gli ioni nitrato (NO₃⁻). Regolando la matrice polimerica e i gruppi funzionali della resina, la sua affinità per NO₃⁻ è superiore a quella per gli ioni solfato, gli ioni cloruro, ecc.

Piano completo di controllo dell'azoto totale

Poiché l'azoto totale contiene molteplici forme, una singola resina è difficile da rimuovere completamente e deve essere adottata una strategia combinata: 
Innanzitutto, rimuovere l'azoto ammoniacale. Quindi, convertire l'azoto ammoniacale rimanente in azoto nitrico attraverso processi biologici. Infine, rimuoverlo in profondità utilizzando resine per l'azoto nitrico. 
È anche possibile adottare un metodo di elaborazione simultaneo:

Per acque reflue complesse contenenti azoto organico, azoto ammoniacale e azoto nitrico: 
Pre-trattamento: L'ossidazione con ozono o l'acidificazione per idrolisi convertono l'azoto organico in azoto ammoniacale. 
Funzionamento segmentato: Resina per azoto ammoniacale + Resina per azoto nitrico operano in parallelo o in serie. 
Post-trattamento: Se necessario, aggiungere un'unità di trattamento biologico di denitrificazione.