La distinción entre nitrógeno total, nitrato de nitrógeno y nitrógeno de amoníaco y la tecnología de eliminación de resina

Nitrógeno Total: 

El nitrógeno total (TN) es un indicador integral que representa la cantidad total de elementos de nitrógeno en todas las sustancias que contienen nitrógeno en el agua. 
Nitrógeno total = Nitrógeno inorgánico + Nitrógeno orgánico 
Nitrógeno inorgánico (que representa aproximadamente el 30-70% del nitrógeno total, con una proporción mayor en agua contaminada): 
Nitrógeno amoniacal 
Nitrógeno nítrico 
Nitrógeno nitroso

 
Nitrógeno orgánico (derivado de organismos y sus productos metabólicos): 
Proteínas, polipéptidos, aminoácidos 
Urea, ácido nucleico 
Nitrógeno en humus 

Significado ambiental:

El índice de nitrógeno total refleja el nivel general de contaminación por nitrógeno del cuerpo de agua y es un parámetro clave para evaluar el riesgo de eutrofización del cuerpo de agua.

Nitrógeno amoniacal:

El nitrógeno amoniacal (NH₃-N) se refiere específicamente al nitrógeno en forma de amoníaco. En el agua, existe en dos formas de equilibrio dinámico: 
Amoníaco libre: Fórmula química NH₃, es volátil y liposoluble, y tiene una toxicidad extremadamente fuerte para los organismos acuáticos. 
Ion amonio: Fórmula química NH₄⁺, lleva una carga positiva y tiene una toxicidad relativamente baja. 

La proporción de los dos está determinada por el valor de pH y la temperatura del cuerpo de agua: 
Cuando el pH es inferior a 7, casi todo existe en forma de NH₄⁺. 
Cuando el valor de pH es superior a 11, casi todo existe en forma de NH₃. 

Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la proporción de NH₃. 
Esta transformación de forma es de crucial importancia para la selección de los procesos de tratamiento. El nitrógeno amoniacal representa el estado reducido en el ciclo del nitrógeno.

Nitrógeno nítrico:

El nitrógeno nítrico (NO₃-N) es el producto final de la oxidación del nitrógeno y existe principalmente en forma de iones nitrato. 
Alta solubilidad: Es altamente soluble en agua y no es fácilmente adsorbido por el suelo o los sedimentos.
Estabilidad química: Puede existir durante mucho tiempo en un ambiente rico en oxígeno. 
Cargado negativamente: Existe en forma de NO₃⁻, lo que determina el método de su eliminación 
Estado de oxidación: El elemento nitrógeno está en su estado de oxidación más alto (+5 de valencia)

Explicación detallada de la tecnología de eliminación con resina:

Resina de eliminación de nitrógeno amoniacal 
Principio de funcionamiento: 
Utilizando resinas de intercambio catiónico altamente selectivas, los iones amonio (NH₄⁺) se unen preferentemente. 
Intercambio iónico: Los grupos funcionales de la resina (como los grupos ácido sulfónico, grupos carboxilo) liberan Na⁺ o H⁺, e intercambian con NH₄⁺. 
Regulación del pH: Cuando el pH está entre 6 y 8, el nitrógeno amoniacal existe principalmente como NH₄⁺, lo que es más propicio para el intercambio iónico.

Resina de eliminación de nitrógeno nítrico 
Utilizando resinas de intercambio aniónico fuertemente básicas, tiene una selectividad especial para los iones nitrato (NO₃⁻). Al ajustar la matriz polimérica y los grupos funcionales de la resina, su afinidad por NO₃⁻ es mayor que la de los iones sulfato, iones cloruro, etc.

Plan Integral de Control de Nitrógeno Total

Como el nitrógeno total contiene múltiples formas, una sola resina es difícil de eliminar por completo, y se debe adoptar una estrategia combinada: 
Primero, eliminar el nitrógeno amoniacal. Luego, convertir el nitrógeno amoniacal restante en nitrógeno nítrico a través de procesos biológicos. Finalmente, eliminarlo profundamente utilizando resinas de nitrógeno nítrico. 
También es posible adoptar un método de procesamiento simultáneo:

Para aguas residuales complejas que contienen nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal y nitrógeno nítrico: 
Pretratamiento: La oxidación con ozono o la acidificación por hidrólisis convierten el nitrógeno orgánico en nitrógeno amoniacal. 
Operación segmentada: Resina de nitrógeno amoniacal + Resina de nitrógeno nítrico operan en conexión paralela o en serie. 
Postratamiento: Si es necesario, agregue una unidad de tratamiento biológico de desnitrificación.