[发明专利]高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理工艺装置和方法

权利要求书

1.一种高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理工艺装置，其特征在于，所述的装置包括处理工艺设备和再生工艺设备，其中，处理工艺设备包括氨氮废水储池、离子交换供料泵、离子交换保安过滤器、离子交换进水阀、离子交换罐、离子交换出水阀、氨氮在线监测器、废水回流阀和进气阀；再生工艺设备包括再生液储罐、再生供料泵、电解反应器、直流电源、再生系统保安过滤器、再生液进口阀和再生液回流阀；

所述的高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理工艺装置以离子交换罐为中心，形成处理过程和再生闭路循环过程；

其中，设置有废水进入口的氨氮废水储池通过离子交换供料泵与离子交换保安过滤器相连接，离子交换保安过滤器通过离子交换进水阀与离子交换罐相连接，离子交换罐通过废水回流阀与氨氮废水储池相连接，形成循环；

离子交换罐下方设置有离子交换出水阀，离子交换出水阀和排水口相连通，在离子交换出水阀与排水口之间的管路上设置有氨氮在线检测器，氨氮在线检测器用于在线检测氨氮浓度；

离子交换罐上方设置有进气阀，用于平衡离子交换罐内气压；

其中，所述的离子交换罐中填充有离子交换剂；对于氨氮浓度≤50mg/L的废水，采用改性沸石作为离子交换剂，交换容量为3~8mg/g；对于氨氮浓度＞50mg/L的废水，采用除铵树脂作为离子交换剂，交换容量为15~30mg/g；

所述的离子交换罐中，最少离子交换剂填装量等于废水流量乘以氨氮浓度乘以处理周期再除以离子交换剂交换容量；

离子交换罐通过再生液回流阀与再生液储罐相连接，再生液储罐通过再生供料泵与再生系统保安过滤器相连接，再生系统保安过滤器与电解反应器相连接，电解反应器通过再生液进口阀与离子交换罐相连接，形成再生闭路循环；

电解反应器上设置有直流电源。

2.如权利要求1所述的高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理工艺装置，其特征在于，所述的除铵树脂为能吸附氨氮的树脂；

所述的能吸附氨氮的树脂为金属离子Cu或Zn的强酸性苯乙烯型、弱酸性丙烯酸型、氨基羧酸螯合型或氨基磷酸型螯合型阳离子交换树脂中的一种。

3.采用权利要求1所述的装置，进行高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理的工艺方法，其特征在于，按以下步骤进行：

步骤1：处理程序

(1)开启处理工艺设备中的离子交换进水阀、离子交换出水阀和离子交换供料泵，将储存于氨氮废水储池中的高浓度氨氮废水经过离子交换保安过滤器后，进入离子交换罐进行离子交换，去除高浓度氨氮废水中的氨氮，经氨氮在线检测器检测达标的处理后废水排出；

(2)当氨氮在线检测器检测废水中的氨氮≥预先设定的达标值，关闭处理工艺设备中的离子交换进水阀、离子交换出水阀和离子交换供料泵，开启废水回流阀和进气阀，未达标的废水进入氨氮废水储池，进行二次处理，对离子交换罐进行排空，待未达标的废水排空后，关闭废水回流阀和进气阀，进入再生程序；

步骤2：再生程序

(1)开启再生工艺设备中的再生液进口阀、再生液回流阀、再生供料泵和直流电源，再生液储罐的再生液流经电解反应器电解后，进入离子交换罐，与离子交换剂吸附的氨氮反应，进行直流电解再生；所述的直流电解再生过程，直流电源电压为1~1.5V；直流电源电流等于6乘以离子交换剂交换容量再乘以离子交换剂质量再除以再生电解时间；

(2)当直流电解再生过程达到预先设定的时间后，关闭再生液进口阀、再生供料泵和直流电源，开启进气阀，将离子交换罐中的再生液回流至再生液储罐，待离子交换罐中的再生液排空后，关闭再生液回流阀和进气阀，再生完毕，进入下一个处理周期，重复步骤1。

4.如权利要求3所述的高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理的工艺方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，高浓度氨氮废水的氨氮浓度为20~500 mg/L。

5.如权利要求3所述的高浓度氨氮废水离子交换-电解再生处理的工艺方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，所述的离子交换罐为固定床离子交换器，离子交换采用上进水下出水的方式；当离子交换罐中的离子交换剂为改性沸石时，交换滤速采用2~3m/h，改性沸石滤床高度2~4m；当离子交换罐中的离子交换剂为除铵树脂，交换滤速采用6~20m/h，滤床高度0.5~1.5m。