專利名稱：連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種尾水深度處理設(shè)備及方法，更具體的說是一種連續(xù)式 高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)及處理方法。
背景技術(shù)：
廢水經(jīng)過生化處理后，尾水中所含水溶性天然有機(jī)酸和氨氮含量較高， 未經(jīng)深度處理直接排放到環(huán)境中會導(dǎo)致水體CODcr升高、水體富營養(yǎng)化。傳統(tǒng)混凝法對水 溶性天然有機(jī)酸的去除率較低，且產(chǎn)生的泥渣不易處置；雖然固定床樹脂吸附柱對尾水中 有機(jī)污染物有較好的吸附去除效果，但樹脂床容易被尾水中的天然有機(jī)酸所堵塞，且樹脂 自身抗污染能力較弱，特別是固定床移動工藝存在著設(shè)備投資高、運行動力消耗大、處理速 度較慢的不足。針對上述不足，如能實現(xiàn)不同吸附劑在同一個混合反應(yīng)罐內(nèi)對尾水中氨氮 和天然有機(jī)酸進(jìn)行快速吸附，采用連續(xù)進(jìn)水/出水的運行模式，不僅可以極大的提高尾水 的處理效率，還可以降低設(shè)備的投資和運行成本。目前去除尾水中氨氮主要通過生物法和沸石吸附法，而去除尾水中的有機(jī)物則通 過混凝法和樹脂離子交換與吸附法，然而上述方法在實際應(yīng)用研究過程中存在以下不足: 1)生物法對尾水中的氨氮和有機(jī)物都有一定的去除效果，但是所需運行時間較長，且受環(huán) 境條件影響較大；而目前沸石去除氨氮所采用的單級固定床吸附工藝，操作過程中動力消 耗較大，且無法高效去除尾水中的有機(jī)質(zhì)(特別是小分子溶解性有機(jī)酸)；2)混凝法對水中 大分子疏水性有機(jī)質(zhì)有較好的去除效果，但對高水溶性和親水性的有機(jī)酸去除率較低，且 無法去除氨氮；傳統(tǒng)的陰離子交換樹脂對水中溶解性有機(jī)酸有很好的去除效果，但是所采 用的吸附柱式操作工藝不僅動力消耗大、設(shè)備和基建費用高、處理速度慢，同時也無法去除 氨氮。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題針對現(xiàn)有技術(shù)處理含有尾水中所含水溶性天 然有機(jī)酸和氨氮存在的問題，本發(fā)明提供一種連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)及處理方 法，即分離回收廢水中90%以上的天然有機(jī)酸、80%以上的氨氮。經(jīng)過處理，尾水C0D&從 150mg/L左右降至30mg/L以下，氨氮從20mg/L左右降至4mg/L以下。在對尾水進(jìn)行有效凈 化的同時，該方法還可制得天然有機(jī)酸氨(主要是腐殖酸氨類)用于植物肥料，從而實現(xiàn)尾 水高效治理與資源回收利用的統(tǒng)一。技術(shù)方案本發(fā)明的原理采用沸石和磁性陰離子交換樹脂混合吸附尾水中的氨氮 和天然有機(jī)酸，處理采用連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水模式，利用斜板沉降池對出水中的沸石和磁 性陰離子交換樹脂進(jìn)行分離，并通過蠕動泵輸送到再生罐再生后回到混合反應(yīng)罐中重新用 于尾水凈化。本發(fā)明的技術(shù)方案如下連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)，包括混合反應(yīng)罐、再 生罐，混合反應(yīng)罐連接斜板沉淀池，斜板沉淀池連接再生罐，再生罐與清洗罐和納濾系統(tǒng)分 別連通。所述的磁性陰離子交換樹脂是澳大利亞奧利卡公司產(chǎn)的MIEX或者是南京大學(xué) MD-201樹脂，優(yōu)先選擇MD-201樹脂(專利申請?zhí)?01010017687. 1，一種磁性丙烯酸系強(qiáng)堿 陰離子交換微球樹脂及其制備方法，申請人南京大學(xué)，申請日2010年1月12日)。連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理方法，由下列步驟組成步驟1.預(yù)處理用0. 45um的濾膜對高氨氮尾水進(jìn)行初濾；步驟2.吸附室溫下，將經(jīng)過初濾的高氨氮尾水通過裝有 磁性陰離子交換樹脂和人造沸石的混合反應(yīng)罐(高徑比為1.5 1)，反應(yīng)罐內(nèi)置攪拌器 (120r/min)，V反麵V人造沸石V磁性陰離子交換樹脂=50 100 1 1，采用連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出 水的運行模式，每小時進(jìn)水量和出水量控制在1. 5-2. 0個；步驟3.出水步驟2中出 水?dāng)y帶著部分磁性陰離子交換樹脂和沸石進(jìn)入到斜板沉降池，經(jīng)過處理凈化的水由沉降池 出水端的溢流口溢出，而磁性陰離子交換樹脂和沸石則通過重力沉降在池底的漏斗口端由 蠕動泵輸送至再生罐脫附再生；步驟4.再生將步驟3中樹脂在再生罐(高徑比為1 1) 中用15-30%的NaCl溶液(40°C )再生，再生罐內(nèi)置攪拌器(120r/min)，間歇式攪拌(攪拌 20分鐘，靜止10分鐘)，沉降在罐底的陰離子交換樹脂和沸石通過蠕動泵輸送至清洗罐清 洗；步驟5.清洗用清水對清洗罐中的陰離子交換樹脂和沸石進(jìn)行清洗，清洗罐內(nèi)置攪拌 器(120r/min)，其高徑比為1 1.5 1，間歇式攪拌(攪拌20分鐘，靜止10分鐘)，沉降 在罐底的陰離子交換樹脂和沸石通過蠕動泵輸送至混合反應(yīng)罐中；步驟6.脫附液處置脫 附液經(jīng)過納濾系統(tǒng)(納濾膜(40Ba))，納濾濃縮液經(jīng)減壓蒸餾后回收天然有機(jī)酸氨；膜濾液 用于NaCl溶液的配制；步驟5中產(chǎn)生的清洗液回流到再生液配制槽，用于配制NaCl溶液。有益效果本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)，第一次將尾水與人造沸石和磁性陰離子交換樹 脂在同一個混合反應(yīng)罐內(nèi)攪拌，可以在較短的時間同時去除尾水中氨氮和天然有機(jī)酸；運 行過程中利用斜板沉降池分離連續(xù)出水中吸附飽和的人造沸石和磁性陰離子交換樹脂，并 在同一個再生罐中對人造沸石和磁性陰離子交換樹脂快速再生，經(jīng)過清洗后的人造沸石和 磁性陰離子交換樹脂可以重新進(jìn)入混合反應(yīng)罐；而脫附液經(jīng)過納濾、減壓蒸餾可以回收天 然有機(jī)酸氨類物質(zhì)用作植物肥料。采用本發(fā)明方法，尾水中90%以上的天然有機(jī)酸和80% 以上的氨氮被去除。其處理效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的固定床分段吸附法，且脫附液中可回收有 機(jī)酸氨。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明處理方法的流程示意圖。
具體實施例方式以下實施例中尾水含有水溶性天然有機(jī)酸和氨氮。其中尾水的C0D&為220mg/ L，PH為7.4，氨氮濃度為38mg/L。反應(yīng)罐內(nèi)中V反應(yīng)罐V人造沸石V磁性陰離子交換樹脂=50 100 1 1，采用連續(xù)進(jìn)水和連續(xù)出水的運行模式，每小時進(jìn)水量和出水量控制在1.5-2.0
yIv ν反應(yīng)罐。下面實施例所使用的連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)，包括混合反應(yīng)罐、再生 罐，其特征在于混合反應(yīng)罐連接斜板沉淀池，斜板沉淀池連接再生罐，再生罐與清洗罐和納 濾系統(tǒng)分別連通。實施例1 ⑴預(yù)處理用濾膜對尾水進(jìn)行初濾；(2)將IOOmL磁性陰離子交換樹脂 MD-201(專利申請?zhí)?01010017687. 1，一種磁性丙烯酸系強(qiáng)堿陰離子交換微球樹脂及其制 備方法，申請人南京大學(xué)，申請日2010年1月12日)與IOOmL人造沸石裝入混合反應(yīng)罐 1中(混合反應(yīng)罐直徑0.2米，高0.3米)，內(nèi)置攪拌器攪拌速率為120r/min，室溫下尾水 以5000mL/h的流量連續(xù)進(jìn)水/出水，先后通過流量控制閥2和蠕動泵3 ； (3)步驟(2)中出
4水?dāng)y帶著磁性陰離子交換樹脂和沸石進(jìn)入到斜板沉降池4，以100mL/h的流量將沉降在斜 板沉降池底的人造沸石和磁性陰離子交換樹脂輸送至再生罐5中(再生罐直徑0. 15米，高 0. 15米)，運行20min,間歇IOmin ；溢流口出水CODcr降至38mg/L,氨氮為3. 6mg/L ； (4)用 重量百分比為20%的NaCl溶液對再生罐5中的人造沸石和磁性陰離子交換樹脂進(jìn)行再生， 以120r/min攪拌20min，靜置IOmin后，沉降的人造沸石、磁性陰離交換樹脂經(jīng)蠕動泵輸送 至清洗罐6中；再生液進(jìn)入納濾系統(tǒng)7 (納濾膜壓力40Ba)，納濾出水回流入再生液配制槽 9，納濾濃縮液經(jīng)減壓蒸餾器8減壓蒸餾制取天然有機(jī)酸氨類；(5)用清水對清洗罐中的人 造沸石、磁性陰離子交換樹脂進(jìn)行清洗，以120r/min攪拌20min，靜置IOmin后，清洗后的樹 脂恢復(fù)吸附能力，經(jīng)蠕動泵輸送至混合反應(yīng)罐中；清洗液經(jīng)可回用于再生液配制槽；(6)脫 附液經(jīng)過納濾處理，納濾濃縮液經(jīng)減壓蒸餾后回收天然有機(jī)酸氨；膜濾液用于NaCl溶液的 配制；(7)清洗液處置清洗液回流到再生液配制槽，用于配制NaCl溶液。實施例2 其它操作條件不變，但將步驟(1)中尾水進(jìn)水/出水流量降至7500mL/ h，除吸附出水C0D&升至45mg/L、氨氮升至5. lmg/L外，其它結(jié)果與實施例1相同。實施例3 步驟同實施例1，但將步驟⑷中的脫附劑改為重量百分比濃度為15% NaCl溶液，其它操作條件不變，其實施結(jié)果與實施例1基本相同。實施例4 步驟同實施例1，但將步驟(2)中的MD-201樹脂改為MIEX (澳大利亞奧 利卡公司產(chǎn))樹脂，其它操作條件不變，除吸附出水C0D&降至32mg/L、氨氮濃度為4. Img/ L外，其實施結(jié)果與實施例1基本相同。實施例5 步驟同實施例1，但將步驟⑷中的脫附劑改為重量百分比濃度為30% NaCl溶液，其它操作條件不變，其實施結(jié)果與實施例1基本相同。
權(quán)利要求
一種連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)，包括混合反應(yīng)罐、再生罐，其特征在于混合反應(yīng)罐連接斜板沉淀池，斜板沉淀池連接再生罐，再生罐與清洗罐和納濾系統(tǒng)分別連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)式含高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)，其特征在于混合反應(yīng) 罐中裝填有磁性陰離子交換樹脂和人造沸石。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式含高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)，其特征在于有再 生液配制槽，分別連接清洗罐、再生罐和納濾系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的連續(xù)式含高氨氮尾水的深度處理系，其特征在于磁性陰 離子交換樹脂為澳大利亞奧利卡公司產(chǎn)的MIEX樹脂或者南京大學(xué)的MD-201樹脂。
5.一種連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理方法，其步驟為步驟1.預(yù)處理用濾膜對高氨氮尾水進(jìn)行初濾；步驟2.吸附室溫下，將經(jīng)過初濾的高氨氮尾水通過裝有磁性陰離子交換樹脂和人造 沸石的混合反應(yīng)罐，反應(yīng)罐內(nèi)置攪拌器，采用連續(xù)進(jìn)水/連續(xù)出水的運行模式；步驟3.出水與吸附劑的分離步驟2中出水?dāng)y帶著部分磁性陰離子交換樹脂和人造沸 石進(jìn)入斜板沉降池，經(jīng)過處理的水由沉降池上端溢流口溢出，而磁性陰離子交換樹脂和人 造沸石則通過重力沉降在池底，由蠕動泵輸送至再生罐；步驟4.再生室溫下，將步驟3中的磁性陰離子交換樹脂和人造沸石在再生罐中用重 量百分比為15-30%的NaCl溶液再生，再生罐內(nèi)置攪拌器，間歇式攪拌，沉降在罐底的磁性 陰離子交換樹脂和人造沸石經(jīng)蠕動泵輸送至清洗罐；步驟5.清洗用清水對清洗罐中的磁性陰離子交換樹脂和人造沸石進(jìn)行清洗，清洗罐 內(nèi)置攪拌器，間歇式攪拌，沉降在罐底的磁性陰離子交換樹脂和人造沸石經(jīng)蠕動泵輸送至 混合反應(yīng)罐中；步驟6.脫附液處置脫附液經(jīng)納濾系統(tǒng)處理，納濾濃縮液經(jīng)減壓蒸餾后回收天然有機(jī) 酸氨，納濾出水回流到再生液配制槽，用于NaCl溶液的配制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高氨氮尾水的深度處理方法，其特征在于步驟2中混合反應(yīng) 罐內(nèi)每小時進(jìn)水量/出水量控制在1. 5-2. 0個ν&__。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的高氨氮尾水的深度處理方法，其特征在于步驟5中產(chǎn)生 的清洗液回流到再生液配制槽，用于配制NaCl溶液。
全文摘要
本發(fā)明公開了連續(xù)式高氨氮尾水的深度處理系統(tǒng)及處理方法，屬于尾水深度處理領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括混合反應(yīng)罐、再生罐，混合反應(yīng)罐連接斜板沉淀池，斜板沉淀池連接再生罐，再生罐與清洗罐和納濾系統(tǒng)分別連通。處理方法的步驟為預(yù)處理、用磁性陰離子交換樹脂和人造沸石的混合反應(yīng)罐吸附、出水與吸附劑的分離、固液分離、樹脂輸送至再生罐、樹脂再生、清洗和樹脂脫附液處置。本發(fā)明第一次將尾水與人造沸石和磁性陰離子交換樹脂在同一個混合反應(yīng)罐內(nèi)攪拌，可以在較短的時間同時去除尾水中氨氮和天然有機(jī)酸；還可實現(xiàn)尾水高效治理與資源回收利用的統(tǒng)一。
文檔編號C02F1/48GK101880071SQ20101022641
公開日2010年11月10日 申請日期2010年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月14日
發(fā)明者雙陳冬, 周揚, 李愛民, 王津南, 王瓊杰, 許麗 申請人:南京大學(xué)