[发明专利]一种提高氨氮吸附材料长期吸附性能的处理系统及其方法

说明书

本发明涉及一种提高氨氮吸附材料长期吸附性能的处理系统及其方法，包括氨氮吸附单元和再生单元，氨氮吸附单元包括进水泵、进水阀门、滤床和放空阀门组，再生单元包括再生液储备箱和再生液进水泵，再生液储备箱内装有再生液，再生液储备箱连接滤床并回收从滤床流出的再生处理吸附材料后的再生液，在再生液储备箱与滤床之间还设有再生液回流阀，再生液进水泵的出口管路上连接氧化剂进药器，氧化剂进药器内装有氧化剂。与现有技术相比，本发明通过氧化剂与氯化钠的组合进行再生，并通过沉淀有效去除影响吸附性能的干扰离子，可快速高效恢复氨氮吸附材料的再生能力，循环再生的方式使得再生液与氨氮吸附材料充分接触，再生更彻底。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种提高氨氮吸附材料长期吸附性能的处理系统及其方法。

背景技术

氨氮是一种营养物质，如果水体中氨氮的浓度过高，就会导致水体富营养化。氨氮污染严重时会导致水域环境恶化，形成水华，对生态平衡和生物多样性产生不良影响。同时，氨氮也增加了水处理的成本难度。水体中的氨氮能够同氯反应生成氯胺，因此，在对水体进行消毒处理时，水体中的氨氮会增加消毒剂的用量。在水体中存在有机物的条件下，还可能产生消毒副产物氯化氰以及剧毒的氰化物，严重威胁人类的身体健康。

近10年来，国内外许多专家学者对含氨氮废水的处理方法进行了大量研究。主要方法包括生物法(硝化)、吹脱法、化学沉淀法、膜法、吸附法等。生物法通过亚硝化菌和硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐与硝酸盐，是目前应用最为广泛的处理方法。但生物法较适合于中浓度(10-100mg/L)氨氮废水的处理，且对反应条件要求苛刻，需要较长的反应时间。吹脱法较适用于高氨氮废水，需要较高的pH和温度，运行成本高，且存在二次污染问题；化学沉淀法同样适用于高氨氮废水，是将氨氮转化为磷酸铵镁沉淀去除。该方法同样需要较高的pH值，且需要污水中氮磷共存，对中低浓度氨氮去除效果并不明显；膜法比较适合处理含盐量较高、油性污染物含量较低的高浓度氨氮废水，但由于电耗及膜污染的问题，运行和维护成本较高，因此在一定程度上限制了其应用范围。与传统方法相比，吸附法具有工艺简单、处理效果好、电耗低，运行维护成本低的优势，对不同浓度的氨氮均具有很好的去除效果，受到广泛关注。

吸附法是利用多孔性固体吸附剂，通过物理吸附或化学吸附，将水体中的氨氮从水体中吸附到固体吸附剂表面，从而使氨氮与水体分离达到净化水体的作用。相较于其它氨氮去除技术，吸附法应用的关键是解决吸附剂的再生问题。固体吸附剂达到吸附饱和后，可通过再生使其恢复吸附容量，再循环使用。因此，吸附剂的再生是影响吸附法综合处理效果的关键因素。目前常用的再生方法有生物法、升温再生、湿法等。生物法再生主要是利用亚硝化菌和硝化菌将氨氮氧化而实现吸附剂再生，但再生时该方法既需要解决氨氮由吸附剂扩散至微生物表面的传质问题，又需要足够的反应时间实现硝化，其再生效率往往偏低。升温再生的原理是基于吸附反应为放热反应，因此升高温度可以使吸附平衡向逆反应方向移动，促进解吸，从而使吸附剂的吸附能力得到恢复。湿法是目前应用最为广泛的再生方法，较常用的再生液为氢氧化钠与氯化钠的混合溶液。但该法涉及到再生液的处理问题，一般还需要更换再生液或者额外添加设备去除再生液中的氨氮，大大增加了工艺复杂程度成本。在实际处理中，废水里往往还存在着许多竞争性阳离子，比如钙、镁、钠、钾等，这些阳离子也会被氨氮吸附材料所吸附，抑制氨氮吸附材料对氨氮的吸附能力。同时，这些阳离子不易再生，如果不对干扰离子进行处理，那么长期运行后，氨氮吸附材料中可以吸附氨氮的位点将越来越少，极大的限制氨氮吸附材料的循环利用效率。

中国专利CN105836837A公开了一种废水和污染水体中氨氮的去除装置及去除方法，所述的去除装置包括氨氮吸附单元和再生单元，所述的氨氮吸附单元包括依次连接的进水泵、进水阀、装填有吸附材料的滤床和放空阀门组，所述的再生单元包括依次连接的再生液储备箱和再生液泵，所述的再生液储备箱内装有再生液，所述的再生液泵还连接进水泵与进水阀之间管路，所述的再生液储备箱还连接滤床，并回收从滤床流出的再生处理吸附材料后的再生液，在再生液储备箱与滤床之间还设有再生液回流阀，该发明装置在长期运行后，氨氮吸附材料中可以吸附氨氮的位点将越来越少，限制氨氮吸附材料的循环利用效率，滤床长期运行能力差。