本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域，特別是涉及一種去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，由于過(guò)量的氮等一些植物性營(yíng)養(yǎng)元素污染物質(zhì)大量排入水體，水體的富營(yíng)養(yǎng)化速度大大加快。目前常見(jiàn)的總氮去除工藝分為生物法和物理化學(xué)法，生物脫氮方法包括生化硝化反硝化技術(shù)、膜生物反應(yīng)器(MBR)技術(shù)、移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器(MBBR)技術(shù)等；物理化學(xué)脫氮方法包括折點(diǎn)加氯法、空氣吹脫法等。

生化硝化反硝化技術(shù)是指硝化細(xì)菌將氨氮氧化成硝態(tài)氮，反硝化菌將硝態(tài)氮還原成氮?dú)獾倪^(guò)程。生化硝化反硝化技術(shù)是一種常見(jiàn)的總氮去除技術(shù)，WW Gao等人的研究及技術(shù)應(yīng)用表明，該技術(shù)受溫度的影響較大，季節(jié)性溫度變化容易影響硝化反硝化工藝處理效果，當(dāng)溫度較低時(shí)，細(xì)菌活性下降很快，總氮去除效率大幅降低。MBR技術(shù)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法Q Cui等人研究了MBR技術(shù)對(duì)廢水中氮的去除，與許多傳統(tǒng)的生物水處理工藝相比，MBR出水水質(zhì)優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定，但其造價(jià)昂貴的膜產(chǎn)品與高能耗并不能被廣泛接受，且運(yùn)行過(guò)程中容易出現(xiàn)膜污染，給操作管理帶來(lái)不便。MBBR則是通過(guò)向反應(yīng)器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應(yīng)器中的生物量及生物種類(lèi)，從而提高反應(yīng)器的處理效率。Hu You-Biao等人指出，MBBR技術(shù)容積負(fù)荷高，耐沖擊性強(qiáng)，但同樣無(wú)法在低溫條件下實(shí)現(xiàn)總氮的高效去除。

折點(diǎn)加氯法脫氮是將氯氣或次氯酸鈉投入污水，將污水中NH₄⁺-N氧化成N₂的化學(xué)脫氮工藝。TA Pressley等人指出，折點(diǎn)加氯法操作簡(jiǎn)便，但只針對(duì)去除水體中的氨氮，且易對(duì)水體造成二次污染?？諝獯得摲ú捎锰岣呶鬯畃H值、反復(fù)形成水滴和通入大量循環(huán)空氣以增加氣水接觸的辦法來(lái)促使氨從水中向大氣轉(zhuǎn)移。S Yetao等人的研究中指出，當(dāng)水的pH值升高到11左右時(shí)，水中的氨氮幾乎全部以NH₃的形式存在，加以攪拌、曝氣等物理作用可促使氨氣從水中向大氣轉(zhuǎn)移。空氣吹脫法只適用于高濃度氨氮廢水的處理。

樹(shù)脂與沸石吸附技術(shù)，是一種高選擇性的吸附去除技術(shù)。樹(shù)脂與沸石對(duì)廢水中總氮的吸附與解吸，均為物化過(guò)程，受溫度變化影響弱，可耐低溫。同時(shí)該技術(shù)對(duì)進(jìn)水水質(zhì)要求低，不受其他物質(zhì)干擾，且兩種吸附劑再生過(guò)程中可以套用脫附液，實(shí)現(xiàn)脫附液資源化處理。

本發(fā)明基于樹(shù)脂與沸石對(duì)廢水中總氮的選擇性吸附去除，套用脫附液再生，實(shí)現(xiàn)常規(guī)及低溫條件下總氮污染物的綠色去除。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有廢水總氮去除存在的技術(shù)欠缺、不抗低溫、穩(wěn)定性差等問(wèn)題，而提供了一種去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法。本發(fā)明通過(guò)樹(shù)脂對(duì)廢水中硝態(tài)氮的選擇性吸附，去除以硝態(tài)氮形式存在的總氮污染物；再通過(guò)沸石對(duì)廢水中氨氮的選擇性吸附，去除以氨氮形式存在的總氮污染物。飽和樹(shù)脂再生所得的脫附液，套用作飽和沸石的再生劑，再生后的樹(shù)脂和沸石循環(huán)利用；本發(fā)明中通過(guò)吸附劑的循環(huán)利用、再生劑的套用與綠色資源化處理，實(shí)現(xiàn)廢水總氮的去除，有效解決了現(xiàn)有廢水總氮去除存在的技術(shù)欠缺、不抗低溫、穩(wěn)定性差等問(wèn)題。

本發(fā)明涉及一種去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法，所述方法包括以下步驟：

A、樹(shù)脂吸附過(guò)程：將待處理廢水通入樹(shù)脂反應(yīng)器，去除廢水中以硝態(tài)氮形式存在的總氮，調(diào)節(jié)水力負(fù)荷和吸附時(shí)間，使出水總氮濃度為20～40mg/L；

B、沸石吸附過(guò)程：將樹(shù)脂反應(yīng)器出水通入沸石反應(yīng)器，去除廢水中以氨氮形式存在的總氮，進(jìn)水總氮濃度為20～40mg/L，調(diào)節(jié)水力負(fù)荷和吸附時(shí)間，使出水總氮濃度為10～15mg/L；

C、飽和樹(shù)脂再生過(guò)程：將樹(shù)脂反應(yīng)器中吸附飽和的樹(shù)脂排入樹(shù)脂再生器，使用氯化鈉溶液作為樹(shù)脂再生劑，進(jìn)行樹(shù)脂再生，得到樹(shù)脂脫附液；

D、飽和沸石再生過(guò)程：將沸石反應(yīng)器中吸附飽和的沸石排入沸石再生器，使用沸石再生劑對(duì)進(jìn)行沸石再生，得到沸石脫附液；

E、脫附液資源化處理過(guò)程：將步驟D所得沸石脫附液輸入低溫蒸發(fā)器，進(jìn)行資源化分離回收，得到氯化鈉；

F、循環(huán)過(guò)程：將再生后的樹(shù)脂與沸石輸入反應(yīng)器，重復(fù)步驟A和步驟B，實(shí)現(xiàn)廢水總氮污染物去除工藝的循環(huán)。

優(yōu)選地，在步驟A中，所述樹(shù)脂反應(yīng)器中的樹(shù)脂為中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布號(hào)CN 105461846 A、CN 102430433 A、CN 103497281 A、CN 103435733 A公開(kāi)的樹(shù)脂中的一種或幾種。

優(yōu)選地，在步驟A中，所述的水力負(fù)荷為3～6m³/(m²·h)，吸附時(shí)間為15～45min。

優(yōu)選地，在步驟B中，所述沸石反應(yīng)器中的沸石為中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公布號(hào)CN 102423684 A、CN 105885329 A、CN 106076252 A、CN 105948071 A公開(kāi)的沸石中的一種或幾種。

優(yōu)選地，在步驟B中，所述的水力負(fù)荷為2～5m³/(m²·h)，吸附時(shí)間15～45min。

優(yōu)選地，在步驟C中，所述的樹(shù)脂再生劑氯化鈉溶液的濃度為10wt％～26.7wt％，樹(shù)脂再生劑與樹(shù)脂的體積比為0.5～2.0：1。

優(yōu)選地，在步驟D中，所述的沸石再生劑為步驟C中的樹(shù)脂脫附液。

優(yōu)選地，所述步驟E得到的氯化鈉加水制得氯化鈉溶液，用作步驟C的樹(shù)脂再生劑。

優(yōu)選地，所述待處理廢水的總氮濃度為50～100mg/L。

本發(fā)明的難點(diǎn)在于：常規(guī)技術(shù)均無(wú)法在低溫條件下有效去除廢水中的總氮，單一的樹(shù)脂或沸石吸附技術(shù)，也只能選擇性地去除特定形式的氮污染物，且會(huì)產(chǎn)生較多待處理的脫附液。即使分別將其脫附液進(jìn)行資源化處理，也不能實(shí)現(xiàn)高效利用，且經(jīng)濟(jì)性欠佳。這在很大程度上限制了吸附技術(shù)的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案采用樹(shù)脂與沸石吸附技術(shù)組合，利用樹(shù)脂對(duì)廢水中硝態(tài)氮的選擇性吸附，去除以硝態(tài)氮形式存在的總氮污染物；利用沸石對(duì)廢水中氨氮的選擇性吸附，去除以氨氮形式存在的總氮污染物。本發(fā)明的方法可有效實(shí)現(xiàn)低溫條件下廢水中總氮污染物高效去除的同時(shí)，通過(guò)吸附劑再生脫附液的套用與資源化處理，集成廢水中總氮污染物的脫附液套用吸附去除方法。

本發(fā)明去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于：

(1)本發(fā)明的技術(shù)方案中樹(shù)脂與沸石對(duì)廢水中總氮的高選擇性吸附，可實(shí)現(xiàn)低溫條件下總氮的高效去除；

(2)本發(fā)明的技術(shù)方案中樹(shù)脂與沸石再生過(guò)程中脫附液的套用，可最大程度上降低脫附液產(chǎn)量，同時(shí)通過(guò)資源化處理可實(shí)現(xiàn)整體綠色工藝；

(3)本發(fā)明的技術(shù)方案中再生后樹(shù)脂與沸石的重新使用，可實(shí)現(xiàn)廢水中總氮污染物去除的工藝循環(huán)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法的工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

通過(guò)以下實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法按以下步驟進(jìn)行：

A、樹(shù)脂吸附過(guò)程，即將總氮濃度為100mg/L的待處理廢水通入樹(shù)脂反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在6m³/(m²·h)，吸附時(shí)間15min，樹(shù)脂反應(yīng)器出水總氮濃度40mg/L；

B、沸石吸附過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器出水通入沸石反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在5m³/(m²·h)，吸附時(shí)間15min，沸石反應(yīng)器出水總氮濃度15mg/L，；

C、飽和樹(shù)脂再生過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器中吸附飽和的樹(shù)脂排入樹(shù)脂再生器，使用10％的氯化鈉溶液作為再生劑，再生劑與樹(shù)脂的體積比在0.5：1，進(jìn)行樹(shù)脂再生；

D、飽和沸石再生過(guò)程，即將沸石反應(yīng)器中吸附飽和的沸石排入樹(shù)脂再生器，使用步驟C中樹(shù)脂再生后的脫附液作為沸石再生劑，進(jìn)行沸石再生；

E、脫附液資源化處理過(guò)程，即將最終所得沸石脫附液輸入低溫蒸發(fā)器，進(jìn)行資源化分離回收，回收的鹽再次作為再生劑使用；

F、循環(huán)過(guò)程，即將再生后的樹(shù)脂與沸石輸入反應(yīng)器，重復(fù)步驟A、B，實(shí)現(xiàn)污廢水總氮去除工藝的循環(huán)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法按以下步驟進(jìn)行：

A、樹(shù)脂吸附過(guò)程，即將總氮濃度為80mg/L的待處理廢水通入樹(shù)脂反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在4m³/(m²·h)，吸附時(shí)間30min，樹(shù)脂反應(yīng)器出水總氮濃度30mg/L；

B、沸石吸附過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器出水通入沸石反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在3m³/(m²·h)，吸附時(shí)間30min，沸石反應(yīng)器出水總氮濃度12mg/L，；

C、飽和樹(shù)脂再生過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器中吸附飽和的樹(shù)脂排入樹(shù)脂再生器，使用26.7％的氯化鈉溶液作為再生劑，再生劑與樹(shù)脂的體積比在1：1，進(jìn)行樹(shù)脂再生；

D、飽和沸石再生過(guò)程，即將沸石反應(yīng)器中吸附飽和的沸石排入樹(shù)脂再生器，使用步驟C中樹(shù)脂再生后的脫附液作為沸石再生劑，進(jìn)行沸石再生；

E、脫附液資源化處理過(guò)程，即將最終所得沸石脫附液輸入低溫蒸發(fā)器，進(jìn)行資源化分離回收，回收的鹽再次作為再生劑使用；

F、循環(huán)過(guò)程，即將再生后的樹(shù)脂與沸石輸入反應(yīng)器，重復(fù)步驟A、B，實(shí)現(xiàn)污廢水總氮去除工藝的循環(huán)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的去除廢水中總氮污染物的集成吸附與脫附液套用的方法按以下步驟進(jìn)行：

A、樹(shù)脂吸附過(guò)程，即將總氮濃度為50mg/L的待處理廢水通入樹(shù)脂反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在3m³/(m²·h)，吸附時(shí)間45min，樹(shù)脂反應(yīng)器出水總氮濃度20mg/L；

B、沸石吸附過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器出水通入沸石反應(yīng)器，調(diào)節(jié)進(jìn)水流速使水力負(fù)荷在2m³/(m²·h)，吸附時(shí)間45min，沸石反應(yīng)器出水總氮濃度10mg/L，；

C、飽和樹(shù)脂再生過(guò)程，即將樹(shù)脂反應(yīng)器中吸附飽和的樹(shù)脂排入樹(shù)脂再生器，使用10％的氯化鈉溶液作為再生劑，再生劑與樹(shù)脂的體積比在2：1，進(jìn)行樹(shù)脂再生；

D、飽和沸石再生過(guò)程，即將沸石反應(yīng)器中吸附飽和的沸石排入樹(shù)脂再生器，使用步驟C中樹(shù)脂再生后的脫附液作為沸石再生劑，進(jìn)行沸石再生；

E、脫附液資源化處理過(guò)程，即將最終所得沸石脫附液輸入低溫蒸發(fā)器，進(jìn)行資源化分離回收，回收的鹽再次作為再生劑使用；

F、循環(huán)過(guò)程，即將再生后的樹(shù)脂與沸石輸入反應(yīng)器，重復(fù)步驟A、B，實(shí)現(xiàn)污廢水總氮去除工藝的循環(huán)。

通過(guò)以上實(shí)施例可知，采用本發(fā)明的技術(shù)方案可實(shí)現(xiàn)低溫條件下總氮的高效去除；并利用樹(shù)脂與沸石再生過(guò)程中脫附液的套用，可最大程度上降低脫附液產(chǎn)量，同時(shí)通過(guò)資源化處理可實(shí)現(xiàn)整體綠色工藝；另外，再生后樹(shù)脂與沸石的重新使用，可實(shí)現(xiàn)廢水中總氮污染物去除的工藝循環(huán)。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式作出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。