[发明专利]一种同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统及工艺

权利要求书

1.一种同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于：包括二氧化碳溶解罐、阳离子交换剂罐和阴离子交换剂罐；所述二氧化碳溶解罐上设置有二氧化碳进气口；所述二氧化碳溶解罐底部的出水口通过连接管道依次与阳离子交换剂罐、阴离子交换剂罐串联，所述连接管道上设置有内循环泵；所述阴离子交换剂罐的出水口通过内循环管道与所述二氧化碳溶解罐顶部的进水口连通。

2.根据权利要求1所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于，所述二氧化碳溶解罐的二氧化碳进气口通过进气管道与二氧化碳气瓶连接，所述进气管道上设置有压力表和阀门，所述二氧化碳溶解罐内设置有二氧化碳布气板。

3.根据权利要求1所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于，所述系统为上流系统，所述二氧化碳溶解罐底部的出水口通过连接管道与阳离子交换剂罐底部的进水口连接，所述阳离子交换剂罐顶部的出水口通过连接管道与阴离子交换剂罐底部的进水口连接，所述阴离子交换剂罐顶部的出水口通过内循环管道与所述二氧化碳溶解罐顶部的进水口连通。

4.根据权利要求3所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于，所述阴离子交换剂罐顶部的出水口还通过分支管道与待处理水体进水口连接，且所述内循环管道和分支管道上均设置有阀门；所述阳离子交换剂罐底部的进水口还通过分支管道与处理后水体出水口连接，且所述连接管道和分支管道上均设置有阀门。

5.根据权利要求1所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于，所述系统为下流系统，所述二氧化碳溶解罐底部的出水口通过连接管道与阳离子交换剂罐顶部的进水口连接，所述阳离子交换剂罐底部的出水口通过连接管道与阴离子交换剂罐顶部的进水口连接，所述阴离子交换剂罐底部的出水口通过内循环管道与所述二氧化碳溶解罐顶部的进水口连通。

6.根据权利要求5所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换系统，其特征在于，所述阴离子交换剂罐顶部的进水口还通过分支管道与待处理水体进水口连接，且所述内循环管道和分支管道上均设置有阀门；所述阳离子交换剂罐底部的出水口还通过分支管道与处理后水体出水口连接，且所述连接管道和分支管道上均设置有阀门。

7.一种同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换工艺，其特征在于，所述工艺利用权利要求1-6任一所述的系统进行，包括内循环再生步骤和水体净化步骤；

所述内循环再生步骤具体包括如下步骤：

(1)针对阳离子交换树脂的pKa值和实际测量的ζ电位，根据亨利定律计算所需的二氧化碳气体压力，并与实验结果对比以确定最佳运行压力；

(2)根据阳离子交换剂的再生性能测试计算连续搅拌系统中所需的总补充水体积；

(3)将系统切换至内循环再生模式；

(4)通过内循环泵将循环液体流速调整至2-15阴离子交换剂床体/小时；

(5)通过与二氧化碳溶解罐连接的二氧化碳气瓶对封闭系统加压至2-15公斤；

(6)系统循环15-120分钟达到阴阳离子交换剂同时再生的效果；

(7)缓慢释放并收集多余的二氧化碳气体并将封闭系统泄压至常压；

(8)将阴离子交换剂罐与阳离子交换剂罐依次连接以进行下一循环的脱盐处理。

8.根据权利要求7所述的同时实现水体净化与碳减排的循环二氧化碳再生离子交换工艺，其特征在于，所述系统为上流系统时，所述水体净化步骤具体包括如下步骤：

(1)关闭与阴离子交换剂罐顶部的出水口连接的内循环管道上的阀门，关闭与阳离子交换剂罐底部的进水口连接的连接管道上的阀门，将分支管道上的阀门打开，将系统切换至水体脱盐净化模式；

(2)从与阴离子交换剂罐顶部的出水口连接的分支管道上通入待处理水体；

(3)从与阳离子交换剂罐底部的进水口连接的分支管道上收集处理后水体；

(4)待收集的处理后水体达到/超过用水标准时停止产水，系统进入内循环再生模式。