一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统及方法与流程

专利2025-06-06  85


本发明涉及水处理,具体为一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统及方法。


背景技术:

1、硝酸根污染是常见的水污染情况,尤其是随着环保政策的不断收紧,很多地区要求排水水质达到地表三类标准,很多水体存在硝酸根微污染情况。离子交换法作为一种简易快捷的处理方案,目前得到微污染水体治理的关注。但是硝酸根选择性离子交换树脂对于进水有机物含量要求较为严格,一旦水体中有机物含量过大,会影响树脂吸附位点的占据、失效,即便再生后也无法恢复,对树脂的吸附性能和可持续利用性能造成很大影响,尤其是腐殖酸类有机物、富里酸类的亲水性有机物。因此,如何避免水体中有机物对后续离子交换水质的污染十分关键。同时,离子交换树脂再生一般都需要高浓度的再生液,多为氯化钠溶液,因有机物污染会造成树脂再生更加频繁,再生剂消耗量也骤然增大,因此如何节约再生剂的使用量也十分重要。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术存在的缺陷,本发明的目的在于提供一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统及方法,以解决现有技术中如何降低再生剂的浪费,实现高浓度再生剂的循环套用的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案来实现:

3、第一方面,本发明提供了一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,包括有机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元;

4、所述有机物预处理单元的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元的输入端,再生液废液臭氧集成单元的输出端连接硝酸根去除单元的再生液入口端,硝酸根去除单元的再生液出口端连接再生液废液反硝化集成单元的输入端,再生液废液反硝化集成单元的输出端连接有机物预处理单元的再生液入口端,有机物预处理单元的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元,形成循环回路。

5、优选的,有机物预处理单元和硝酸根去除单元上均设有进水端和出水端,所述有机物预处理单元的进水端连接待处理原水输出装置,所述有机物预处理单元的出水端连接硝酸根去除单元的进水端;所述硝酸根去除单元的出水端连接用水装置。

6、优选的,有机物预处理单元包括有机物离子交换装置;

7、所述机物离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元的输入端,机物离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元;

8、所述有机物离子交换装置内设有磁性丙烯酸离子交换树脂;所述磁性丙烯酸离子交换树脂的粒径为150~300μm。

9、优选的,硝酸根去除单元包括硝酸根离子交换装置;

10、所述硝酸根离子交换装置的再生液入口端连接再生液废液臭氧集成单元的输出端;所述硝酸根离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液反硝化集成单元的输入端;

11、所述硝酸根离子交换装置内设有硝酸根离子交换树脂;所述硝酸根离子交换树脂的粒径为100~200μm。

12、优选的,再生液废液臭氧集成单元包括再生废液臭氧氧化装置;所述再生废液臭氧氧化装置的输入端连接有机物预处理单元的再生液出口端,所述再生废液臭氧氧化装置的输出端连接硝酸根去除单元的再生液入口端。

13、进一步的,再生废液臭氧氧化装置上设有臭氧输入端,所述臭氧输入端连接臭氧装置。

14、优选的,再生液废液反硝化集成单元包括再生液原液罐和再生废液反硝化装置;

15、所述硝酸根去除单元的再生液出口端连接再生废液反硝化装置的输入端,再生废液反硝化装置的输出端连接再生液原液罐的输入端,再生液原液罐的输出端连接有机物预处理单元的再生液入口端。

16、优选的,再生液原液罐上设有再生液输入端,用于连接再生液输出装置。

17、第二方面,本发明提供了一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理方法,基于上述所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,包括如下过程:

18、待处理原水输出装置进入有机物预处理单元内进行去除水中有机物,同时通过再生液废液臭氧集成单元对去除有机物的再生废液进行再生,再生废液通过臭氧氧化去除高浓度有机物;然后再生废液中进入硝酸根去除单元内进行硝酸根去除;同时通过再生液废液反硝化集成单元通过反硝化作用去除高浓度硝酸根,并将处理后的废液作为再生液进行补充使用,完成再生液的循环套用。

19、优选的,待处理原水输出的原水经过有机物预处理单元和硝酸根去除单元的流向与再生液经过有机物预处理单元和硝酸根去除单元的流向相反。

20、与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:

21、本发明提供了一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,该系统结构包括有机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元,通过机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元相连形成循环回路,基于有机物预处理单元对再生废液中有机物进行去除,然后通过硝酸根去除单元对再生废液中硝酸根进行去除组成两步离子交换流程,解决了树脂有机物污染风险,同时该两步离子交换流程中对再生液进行收集处理到阶梯使用最后到回用调制,实现了将处理后废液再作为再生液循环套用,提高了浓度再生剂的高效回用率和系统经济性。

22、进一步的,有机物预处理单元包括有机物离子交换装置,机物离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元的输入端,机物离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液臭氧集成单元;有机物离子交换装置内设有磁性丙烯酸离子交换树脂;所述磁性丙烯酸离子交换树脂的粒径为150~300μm,磁性丙烯酸离子交换树脂再生产生的高浓度再生液进行臭氧氧化,有效的去除再生废液中的高浓度有机物。

23、进一步的,硝酸根去除单元包括硝酸根离子交换装置;硝酸根离子交换装置的再生液入口端连接再生液废液臭氧集成单元的输出端;硝酸根离子交换装置的再生液出口端连接再生液废液反硝化集成单元的输入端;硝酸根离子交换装置内设有硝酸根离子交换树脂;所述硝酸根离子交换树脂的粒径为100~200μm,有效的去除了硝酸根离子。

24、进一步的,再生废液臭氧氧化装置与臭氧装置相连,与有机物预处理单元的有机物发生氧化反应,实现有机物降解,便于对有机物进行去除。

25、进一步的,再生废液反硝化装置处理后的硝酸根离子交换装置再生废液作为再生液原液罐的补水使用,并增添部分再生剂以维持再生剂浓度,在通过对再生液原液罐投加适量新鲜再生剂以维持再生剂浓度,提高了浓度再生剂的高效回用率。

26、本发明提供了一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理方法,通过有机物离子交换装置和硝酸根离子交换装置均采用顺流产水、逆流再生运行模式并设置“磁性丙烯酸离子交换树脂预脱除有机物+硝酸根选择性离子交换树脂去除硝酸根”两步离子交换处理流程,有效解决了腐殖酸、溶解性有机碳等有机物对硝酸根选择性离子交换树脂的污染,提高了系统运行可靠性和可持续性,保障了树脂的再重复利用能力,提高了系统经济性。



技术特征:

1.一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,包括有机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元;

2.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述有机物预处理单元和硝酸根去除单元上均设有进水端和出水端,所述有机物预处理单元的进水端连接待处理原水输出装置,所述有机物预处理单元的出水端连接硝酸根去除单元的进水端;所述硝酸根去除单元的出水端连接用水装置。

3.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述有机物预处理单元包括有机物离子交换装置(1);

4.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述硝酸根去除单元包括硝酸根离子交换装置(2);

5.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述再生液废液臭氧集成单元包括再生废液臭氧氧化装置(4);所述再生废液臭氧氧化装置(4)的输入端连接有机物预处理单元的再生液出口端,所述再生废液臭氧氧化装置(4)的输出端连接硝酸根去除单元的再生液入口端。

6.根据权利要求5所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述再生废液臭氧氧化装置(4)上设有臭氧输入端,所述臭氧输入端连接臭氧装置(4-1)。

7.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述再生液废液反硝化集成单元包括再生液原液罐(3)和再生废液反硝化装置(5);

8.根据权利要求1所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,其特征在于,所述再生液原液罐(3)上设有再生液输入端,用于连接再生液输出装置。

9.一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理方法,其特征在于,基于权利要求1-8任一项所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统,包括如下过程:

10.根据权利要求9所述的一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理方法,其特征在于,待处理原水输出的原水经过有机物预处理单元和硝酸根去除单元的流向与再生液经过有机物预处理单元和硝酸根去除单元的流向相反。


技术总结
本发明涉及水处理技术领域,公开了一种循环套用再生液的两步离子交换式水处理系统及方法,该系统结构包括有机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元,通过机物预处理单元、硝酸根去除单元、再生液废液臭氧集成单元和再生液废液反硝化集成单元相连形成循环回路,基于有机物预处理单元对再生废液中有机物进行去除,然后通过硝酸根去除单元对再生废液中硝酸根进行去除组成两步离子交换流程,解决了树脂有机物污染风险,同时该两步离子交换流程中对再生液进行收集处理到阶梯使用最后到回用调制,实现了将处理后废液再作为再生液循环套用,提高了浓度再生剂的高效回用率和系统经济性。

技术研发人员:陈玉强,陈阳,李小军,张凯,侯智昊,刘周立,杨凯,刘贵栋,贺峰
受保护的技术使用者:西安西热水务环保有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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