[发明专利]一种两级树脂互相强化去除废水中有机物和硝态氮的方法

说明书

本发明公开了一种两级树脂互相强化去除废水中有机物和硝态氮的方法，属于水处理技术领域，该方法步骤为：(1)首先使经生物化学反应后的废水流过丙烯酸系碱性阴离子交换树脂进行处理；(2)经过步骤(1)处理后的废水流过苯乙烯系强碱阴离子交换树脂进行处理；(3)经步骤(2)处理后废水回流进入步骤(1)、步骤(2)重新处理；(4)树脂再生步骤，使再生液先流过苯乙烯系强碱阴离子交换树脂进行洗脱，脱附液再流过丙烯酸系碱性阴离子交换树脂进行洗脱。该方法对水体中有机污染物、硝态氮均具有较好去除效果，同时可实现较好的抗有机污染性能，成本低廉，操作简单，利于推广。

技术领域

本发明属于废水处理领域，涉及一种废水处理方法，具体的说，涉及一种两级树脂互相强化去除生化处理后废水中的有机物和硝态氮的方法。

背景技术

随着经济水平的提高，现代化进程的加快，环境污染问题接踵而至。其中，水环境中的硝态氮污染日益严重，超出了自然界的自净能力，进而引发了全球范围内水环境硝态氮污染问题。硝态氮是地下水中最常见的污染因子，是饮水安全的巨大威胁。研究表明，硝酸盐被摄入人体后，具有引发人体高铁血红蛋白症、肝损害以及癌症等一系列疾病的危险，长期饮用硝酸盐含量超标的水将会对人类健康产生极为不利影响。因此，在废水处理过程中，水体中硝态氮的去除具有重要的价值。

目前废水中硝态氮的去除技术已有了较多技术方案，其中主要包括生物修复技术、化学修复技术等。生物修复技术是利用反硝化作用去除硝酸盐氮，然而该技术应用的同时将不可避免的产生较大的污泥量，为增加后续处理的难度。化学修复技术方法包括活泼金属还原法和非金属化学催化还原法，然而这两种方法均存在一定的缺陷：活泼金属还原法最终产物中有氨氮，会造成二次污染。非金属化学催化还原法中，通常难以控制催化剂的活性从而影响处理效果。

树脂吸附法是一种简单、高效的物理去除技术，具有出水水质好、投资小和易于运行管理等优点，在硝态氮脱除技术领域受到越来越多的关注。其中，强碱性阴离子树脂如D201、D301对水体中的阴离子具有选择性吸附性能，且具有吸附容量大、再生性能高的优点，是水体中的硝态氮脱除研究较为广泛的一类树脂。然而，此类树脂对水体中阴离子吸附选择性依据以下顺序：在进行硝酸盐水体净化时，会优先吸附水体中常见的硫酸根离子和氯离子，从而导致树脂对硝态氮的去除率降低，影响处理效率。

在《大孔丙烯酸系离子交换树脂对硝酸根离子吸附性能研究》文献中，其采用溴己烷及溴代正丙烷将丙烯酸系弱碱性阴离子交换树脂D311进行烷基化反应，制备两种强碱性阴离子交换树脂D31J-C2及D311-C3，研究了两种树脂对硝酸根的吸附性能。其研究表明，D31J-C2及D311-C3两种树脂对硝态氮去除能力相比D311均有不同程度的增强；然而，该方案将树脂烷基化仅提高了其阴离子交换容量，并没有从本质上实现树脂对水体中硝酸根离子的选择性吸附，水体中干扰离子浓度较大时，仍然会使树脂对硝酸根的去除率降低。

随着研究的深入，目前，采用苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂去除水体中的硝态氮是目前研究比较热门的方向，经检索，现有技术也已有公开的技术方案，如中国专利号CN103524657A，该申请案公开了一种除水中硝酸盐的阴离子交换树脂的制备方法，该申请案的方法以苯乙烯、二乙烯苯基、过氧化苯甲酰、液体石蜡、聚乙烯醇、明胶、次甲基蓝、二氯甲烷、1，4-二氯甲烷基丁烷、无水四氯化锡和三乙胺为原料，进行悬浮聚合反应，氯甲基反应和胺化反应制成，制成的树脂是一种苯乙烯系大孔强碱性阴离子交换树脂，该树脂在一定程度上提高了对于硝酸盐的去除效果。然而，苯乙烯树脂再生过程很容易遭受水体中有机物不可逆性的严重污染，树脂常常无法彻底再生，导致树脂交换容量快速下降，对水中的硝态氮吸附能力降低，因此该树脂吸附处理技术在硝态氮废水处理技术领域存在一定的局限性。