[发明专利]分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法及其使用的装置

说明书

技术领域

本发明属于环境工程和废水处理技术领域，具体地，本发明涉及一种分时利用碱和酸快速活化交换剂以快速恢复交换剂的交换性能的方法以及该方法所使用的装置。

背景技术

在环境工程水处理技术领域中，离子交换法是一种有效的氨氮去除方法。但是，被处理的废水中往往含有一些油类和烃羟类等有机物，在常规的水处理技术中，这类有机物容易吸附在交换剂的表面上阻碍氨氮的去除，且在反洗过程中，常规反洗液不能有效地将这类有机物从交换剂上反洗出，极大地限制了离子交换法在去除废水中氨氮方面的应用。在常规水处理方法中，为了去除油类和烃羟类等有机物，通常单独设立前置预处理系统，如去除焦化废水中的该类有机物是通过增设专用除油装置、强氧化装置、pH值调节装置和/或加药装置等，这导致投入成本高、运行成本增加、操作复杂。

本发明基于现有水处理方法的不足，提出一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法及其使用的装置，有效地解决了油类和烃羟类等有机物吸附在交换剂表面上难以去除的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，该方法解决了废水中油类和烃羟类等有机物对废水中氨氮吸附效果的干扰，并且利用配制碱反洗液和酸反洗液过程中所释放出的热量来控制反洗过程中反洗液的温度，保证反洗液有效地去除上述有机物，进而提高反洗的效果，从而快速活化交换剂的交换性能。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是，本发明提供一种上述方法所使用的装置，该装置可以快速、有效地去除废水中油类和烃羟类等有机物，从而快速活化交换剂的交换性能。进一步地，该装置可以通过自动装置来控制，从而实现反洗过程的自动化操作，简化反洗操作。

本发明的发明人通过系统的分析和研究，采用以下技术方案来解决上述技术问题：

根据本发明的一个方面，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括：

先用碱液进行反洗，其中碱液用于使包裹在交换剂表面上的乳化的有机物破乳，或者与部分有机物进行皂化反应，或者催化部分有机物发生水解反应，从而使交换剂表面上的至少部分有机物从交换剂表面上去除，同时碱液中的阳离子与交换剂中的含氮离子进行离子交换以快速活化交换剂；和

再用酸液进行反洗，其中酸液用于与催化交换剂表面上的部分有机物进行酸酯化反应或水解反应，进一步去除交换剂表面上的有机物，同时酸液中的氢离子与交换剂中的阳离子进行交换以进一步活化交换剂，

其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反。

优选地，该方法在用碱液反洗过程中，一边反洗一边添加固体碱或高浓度碱溶液，从而利用碱与水混合或浓碱稀释过程中所释放的热量，无需补充外来热量即可保持碱反洗液的温度在30～60℃范围内，优选在30～40℃范围内。

进一步优选地，该方法在用酸液反洗过程中，一边反洗一边添加浓酸，从而利用浓酸与水混合过程中释放的热量以及酸液中的酸与交换器中残留的碱液发生中和反应时所释放出的热量，无需补充外来热量即可保持反洗液温度在30～60℃范围内，优选在30～40℃范围内。

根据本发明的另一个方面，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的装置，其包括：

酸液反洗系统，其包括酸液槽(3)、洗液流出阀(V7)、酸液阀(V5)、补充水阀(V3、V9)和净水阀(V2)，所述酸液槽(3)上设有温度检测变送器(T1)和液位计(L1)，其中酸液槽(3)通过酸液阀(V5)与交换器(1)的底端相连，通过洗液流出阀(V7)与交换器(1)的顶端相连；以及

碱液反洗系统，其包括碱液槽(4)、洗液流出阀(V8)、碱液阀(V6)、补充水阀门(V4、V9)和净水阀门(V2)，所述碱液槽(4)上设有温度检测变送器(T2)和液位计(L2)，其中，碱液槽(4)通过碱液阀(V6)与交换器(1)的底部相连，通过洗液流出阀(V8)与交换器(1)的顶端相连。

优选地，所述装置还包括中央控制系统PLC，其中所述温度检测变送器(T1、T2)、液位计(L1、L2)和pH检测器通过电缆线与中央控制系统PLC相连，通过该中央控制系统PLC自动控制泵和阀的操作。