CN108862472A - 一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法 - Google Patents

一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于水处理技术领域，涉及一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法。本发明耦合离子交换与电化学技术，利用吸附硝酸盐氮后的离子交换树脂经再生产生的脱附液具有高盐浓度的特点，进行电化学反应器处理，实现脱附液的资源化再利用，有效降低了处理成本，解决了离子交换水处理技术中脱附液难以处理这一显著缺陷。

Description

一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处 理方法
技术领域
本发明属于水处理技术领域，涉及一种硝酸盐氮处理方法，特别涉及一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法。
背景技术
随着我国经济与社会的高速发展，工业废水，农村和城市生活污水等含硝酸盐氮污染源的大量排放导致自然界水体中硝酸盐氮浓度急剧升高。地表水和地下水均遭受严重的硝酸盐氮污染，其在饮用水中的存在也会危害人体健康。
生物处理法作为一种常规的水处理方法，其原理在于反硝化微生物在有机碳源存在的条件下，能够将水体中的硝酸盐氮还原成氮气，从而对水体中的硝酸盐氮进行去除。但外界温度，废水中常见的无机盐和毒害有机物都会对反硝化微生物造成影响，致使该方法难以高效、稳定的运行；另外，反硝化微生物所需碳源的添加也提高了该方法的运行成本。离子交换法是一种常见的离子型污染物去除方法，使用阴离子交换法去除地下水中硝酸盐氮已列为美国环境保护署(Environmental Protection Agency,EPA)推荐技术之一。利用阴离子交换树脂去除水中硝酸盐氮具有去除效率高，出水运行稳定的特点，但在传统离子交换法中阴离子交换树脂的再生要使用大量高浓度盐溶液，产生的脱附液中含有大量的目标污染物和盐从而难以处理。因此，脱附液的处理和处置问题一直是离子交换法水处理实际应用的瓶颈。
专利CN107445249A所公开的一种去除废水中有机物和硝态氮的方法，是利用丙烯酸系和苯乙烯系两级阴离子交换树脂互相强化去除生化尾水中的硝态氮。该方法去除效果较好，但对处理过程中产生的含有大量盐和硝酸盐氮的脱附液，难以进行进一步地处理。
专利CN107651815A所公开的一种离子交换与反硝化集成去除水中硝态氮的方法，是利用离子交换树脂高效富集水中硝态氮，再对富集硝态氮后的离子交换树脂进行反硝化处理，从而对树脂进行再生利用并去除硝态氮[Environ.Sci.Technol.2014,48,1541-1548]。该技术能高效去除水中的硝态氮，并能避免高盐脱附液的产生。由于存在微生物反硝化步骤，该技术具有微生物培养过程繁琐，再生树脂可能会被微生物污染导致离子交换能力下降的缺陷。
专利CN104261596A所公开的一种树脂脱污水厂出水硝酸盐氮及树脂再生液处理的方法，是结合氯化钠溶液对离子交换树脂脱附和微生物反硝化技术，利用微生物对脱附液进行反硝化，达到合理处置脱附液的目的。但该处理树脂脱附液的技术关键在于采用自主研发的耐盐反硝化反应器，实际应用之前还需经过驯化和培养阶段，成本较高且操作较为繁琐，限制了该技术在废水中硝酸盐氮的去除和脱附液处理领域的大规模应用。
专利CN107098441A所公开的一种电化学去除废水中总氮的方法，是利用电解装置中阳极氧化反应和阴极还原反应对废水进行电化学处理去除总氮，该方法适用于对经二级生化处理后总氮仍超标的工业外排废水的深度处理，但对离子交换树脂脱附液这类具有高盐、高溶解有机质浓度特点的废水，该方法存在电极易被废水中盐类和有机物质污染从而使处理效率下降的缺陷。
发明内容
本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法。
本发明的技术方案如下：
一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，它包括以下步骤：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附,吸附塔出水为树脂出水；
(2)当树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的5～30％后，向吸附塔中加入质量浓度为3～30％NaCl溶液作为再生液进行浸泡，再向吸附塔中通入清水或所述树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将所述树脂脱附液通入电化学反应器中进行电化学反应处理。
在一种优选方案中，它还包括步骤(4)：向步骤(3)中得到的流出液中补充氯化钠使该流出液中氯化钠的质量浓度为3～30％后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的NaCl溶液。进一步的，补充氯化钠使该流出液中氯化钠的质量浓度为5～20％，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
在一种更优选方案中，它还包括步骤(5)：在步骤(3)中，当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％～100％且处理的树脂脱附液量达到100～1000吨后停止反应，更换通电正负极使阴、阳两极对调，以2～200mA/cm2的电流密度进行电化学反应处理后，恢复为更换前的阴、阳极，可继续步骤(3)。进一步的，电流密度优选为1～150mA/cm2。
在一种特别优选方案中，在步骤(5)中，电化学反应时间为0.3～3小时，尤其特别的是，电化学反应时间为0.5～1.5小时。
本发明耦合离子交换与电化学技术，利用吸附硝酸盐氮后的离子交换树脂经再生产生的脱附液具有高盐浓度的特点，进行电化学反应器处理，在其他条件配合的情况下，流入电化学反应器的脱附液经电还原氧化过程，具有高效去除废水中的硝酸盐氮的优势，同时在本发明的处理方法中，补充氯化钠后可再次充当树脂的再生液，实现脱附液的资源化再利用，有效降低了处理成本，解决了离子交换水处理技术中脱附液难以处理这一显著缺陷。
在一种优选方案中，本发明采用阴离子交换树脂为具有苯乙烯骨架的季铵盐树脂，所述季铵盐树脂中季铵盐结构中的烷基为甲基、乙基、丙基中的一种或几种。
在一种更优选方案中，本发明采用阴离子交换树脂为A850、A520E、D201、201、D202、202或IRA-900，例如A520E、D201或IRA-900。但本发明采用的阴离子交换树脂并不局限于上述提到的几种树脂，在任何不影响本发明效果的情况下，可以采用任何一种具体的阴离子交换树脂。
在另一种优选方案中，本发明在步骤(2)中，向吸附塔中加入NaCl溶液的质量浓度为5～20％。
进一步的，向吸附塔中加入NaCl溶液的流速为0.1～5BV/h；优选为0.2～3BV/h。
进一步的，向吸附塔中加入NaCl溶液的量为0.5～5BV；优选为1～2BV。
进一步的，NaCl溶液浸泡时间为0.1～3小时；优选为0.1～1小时。
更进一步的，浸泡后加入清水或树脂出水的量为0.5～8BV；优选为1～5BV。
本发明在步骤(3)中可以采用水力或机械搅拌电化学反应器中的树脂脱附液，同时以3～150mA/cm2的电流密度进行电化学反应，优选电流密度为5～100mA/cm2。
作为一种优选方案，电化学反应时间为0.1～5小时，电化学反应时间为可以再进一步优选为0.1～3小时。
在一种优选方案中，本发明在步骤(3)中采用的电化学反应器包括阳极、阴极和电解池，其中，阳极—阴极组合为钌铱钛—铜、钌铱钛—铂、钌铱钛—铜镍合金、钌铱钛—钛基铜/钴氧化物、钌铱钛—钛基钴氧化物、石墨—铁、掺硼金刚石—铜镍合金或掺硼金刚石—钛基铜/钴氧化物。
作为一种优选方案，阳极—阴极组合为钌铱钛—铜镍合金、钌铱钛—钛基铜/钴氧化物、钌铱钛—钛基钴氧化物、或掺硼金刚石—钛基铜/钴氧化物。
本发明基于阴离子交换树脂能够高效富集废水中硝酸盐氮同时产生高盐脱附液的特点，耦合离子交换与电化学技术，优选反应条件，提供一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，以高效去除废水中的硝酸盐氮，同时对树脂脱附液进行环保、便捷的处理。
采用本发明的技术方案，优势如下:
(1)阴离子交换树脂能快速高效地对废水中的硝酸盐氮进行富集，不引入其他物质和能源，控制条件简便，处理效果好。
(2)吸附硝酸盐氮后的离子交换树脂经再生产生的脱附液具有高盐浓度的特点，有利于电化学反应器的处理，流入电化学反应器的脱附液经电还原氧化过程，得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％～100％，是一种彻底去除废水中硝酸盐氮的方法。
(3)经电化学反应器处理后的脱附液中作为目标污染物的硝酸盐氮得到有效去除，但盐浓度依旧保持在较高浓度，适当补充氯化钠后可再次充当树脂的再生液，实现脱附液的资源化再利用，有效降低了处理成本，解决了离子交换水处理技术中脱附液难以处理这一显著缺陷。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制本发明。
实施例1：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为119mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(A520E)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的5％时，以0.2BV/h流速向吸附塔中通入1BV 5％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.1小时后，再通入1BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—铜镍合金电极对，在水力搅拌条件下，以5mA/cm2的工作电流密度运行0.1小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到5％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为119mg/L的某工业生化废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为14mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到88±3％。
实施例2：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为76mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(D201)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的10％时，以2BV/h流速向吸附塔中通入2BV 15％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.5小时后，再通入2BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以45mA/cm2的工作电流密度运行2小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到15％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为76mg/L的某工业生化废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为8mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到89±4％。
实施例3：
某化工废水硝酸盐氮浓度为172mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(D201)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的10％时，以1BV/h流速向吸附塔中通入1.5BV 10％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.3小时后，再通入2BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基铜/钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以20mA/cm2的工作电流密度运行1.5小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到10％(w/w)后，回用于步骤(2)作为向吸附塔中加入的再生液。
(5)当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％以上且处理脱附液量达到100吨后，停止进水，更换通电正负极使阴、阳两极对调，控制工作电流密度为1mA/cm2，运行1.5h后恢复更换前的阴、阳极，再进行步骤(3)。
硝酸盐氮含量为172mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为15mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到91±2％。
实施例4：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为84mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(IRA-900)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的15％时，以2BV/h流速向吸附塔中通入2BV 20％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡1小时后，再通入4BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为掺硼金刚石(BDD)—钛基铜/钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以50mA/cm2的工作电流密度运行2小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到20％(w/w)后，回用于步骤(2)作为向吸附塔中加入的再生液。
(5)当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％以上且处理脱附液量达到500吨后，停止进水，更换通电正负极使阴、阳两极对调，控制工作电流密度为100mA/cm2，运行1h后恢复更换前的阴、阳极，再进行步骤(3)。
硝酸盐氮含量为84mg/L的某工业生化废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为5mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到94±5％。
实施例5：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为138mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(A520E)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的10％时，以2BV/h流速向吸附塔中通入3BV 15％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.5小时后，再通入5BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以80mA/cm2的工作电流密度运行2.5小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到15％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为138mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为12mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到91±3％。
实施例6：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为57mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(IRA-900)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的25％时，以3BV/h流速向吸附塔中通入2BV 20％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡1小时后，再通入3BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以100mA/cm2的工作电流密度运行3小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到20％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
(5)当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％以上且处理脱附液量达到1000吨后，停止进水，更换通电正负极使阴、阳两极对调，控制工作电流密度为150mA/cm2，运行0.5h后恢复更换前的阴、阳极，再进行步骤(3)。
硝酸盐氮含量为57mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为2mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到96±3％。
实施例7：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为142mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(A520E)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的5％时，以1.5BV/h流速向吸附塔中通入2BV 10％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡1小时后，再通入3BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以40mA/cm2的工作电流密度运行2小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到10％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为147mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为14mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到90±2％。
实施例8：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为99mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(D201)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的10％时，以2BV/h流速向吸附塔中通入1.5BV 15％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.5小时后，再通入2BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为掺硼金刚石(BDD)—钛基铜/钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以60mA/cm2的工作电流密度运行3小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到15％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为99mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为16mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到84±5％。
实施例9：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为87mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(IRA-900)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的5％时，以0.2BV/h流速向吸附塔中通入2BV 12％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡0.5小时后，再通入1BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—铜镍合金电极对，在水力搅拌条件下，以80mA/cm2的工作电流密度运行1.5小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到12％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为87mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为9mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到90±3％。
实施例10：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为114mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(D201)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的10％时，以1BV/h流速向吸附塔中通入1.5BV 20％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡1小时后，再通入5BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为掺硼金刚石(BDD)—钛基铜/钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以20mA/cm2的工作电流密度运行3小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到20％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
(5)当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％以上且处理脱附液量达到400吨后，停止进水，更换通电正负极使阴、阳两极对调，控制工作电流密度为75mA/cm2，运行1h后恢复更换前的阴、阳极，再进行步骤(3)。
硝酸盐氮含量为114mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为6mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到95±1％。
实施例11：
某工业生化废水硝酸盐氮浓度为122mg/L,按以下步骤进行离子交换树脂树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂(A520E)的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附，吸附塔出水为树脂出水；
(2)当吸附塔树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的15％时，以3BV/h流速向吸附塔中通入2BV 15％(w/w)NaCl溶液作为再生液，浸泡1小时后，再通入3BV清水或树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将步骤(2)中流出的脱附液通入电化学反应器，该反应器中阳极—阴极为钌铱钛—钛基铜/钴氧化物电极对，在水力搅拌条件下，以45mA/cm2的工作电流密度运行2.5小时；
(4)向步骤(3)中的流出液补充氯化钠，使该流出液中氯化钠浓度达到15％(w/w)后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液。
硝酸盐氮含量为122mg/L的某化工废水经该过程处理，步骤(3)出水中硝酸盐氮浓度为10mg/L，硝酸盐氮的去除率可达到92±3％。

Claims (10)

1.一种离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，它包括以下步骤：
(1)将含有硝酸盐氮的废水通过装有阴离子交换树脂的吸附塔进行硝酸盐氮的吸附,吸附塔出水为树脂出水；
(2)当树脂出水中硝酸盐氮的浓度为初始废水中硝酸盐氮浓度的5～30％后，向吸附塔中加入质量浓度为3～30％NaCl溶液作为再生液进行浸泡，再向吸附塔中通入清水或所述树脂出水，得到树脂脱附液；
(3)将所述树脂脱附液通入电化学反应器中进行电化学反应处理。
2.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，它还包括步骤(4)：向步骤(3)中得到的流出液中补充氯化钠使该流出液中氯化钠的质量浓度为3～30％后，回用于步骤(2)中作为向吸附塔中加入的再生液；优选补充氯化钠使该流出液中氯化钠的质量浓度为为5～20％。
3.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，它还包括步骤(5)：在步骤(3)中，当电化学反应器处理后得到的流出液中硝酸盐氮的去除率达到80％～100％且处理的树脂脱附液量达到100～1000吨后停止反应，更换通电正负极使阴、阳两极对调，以2～200mA/cm2的电流密度进行电化学反应处理后，恢复为更换前的阴、阳极，可继续步骤(3)；优选电流密度为1～150mA/cm2。
4.根据权利要求3所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，在步骤(5)中，电化学反应时间为0.3～3小时，优选电化学反应时间为0.5～1.5小时。
5.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述阴离子交换树脂为具有苯乙烯骨架的季铵盐树脂，所述季铵盐树脂中季铵盐结构中的烷基为甲基、乙基、丙基中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述阴离子交换树脂为A850、A520E、D201、201、D202、202或IRA-900。
7.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，向吸附塔中加入NaCl溶液的质量浓度为5～20％；向吸附塔中加入NaCl溶液的流速为0.1～5BV/h；向吸附塔中加入NaCl溶液的量为0.5～5BV；所述NaCl溶液浸泡时间为0.1～3小时；浸泡后加入清水或树脂出水的量为0.5～8BV。
8.根据权利要求7所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，在步骤(2)中，向吸附塔中加入NaCl溶液的流速为0.2～3BV/h；向吸附塔中加入NaCl溶液的量为1～2BV；所述NaCl溶液浸泡时间为0.1～1小时；浸泡后加入清水或树脂出水的量为1～5BV。
9.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，在步骤(3)中，电化学反应时采用水力或机械搅拌；电化学反应的电流密度为3～150mA/cm2，优选电流密度为5～100mA/cm2；电化学反应时间为0.1～5小时，优选电化学反应时间为0.1～3小时。
10.根据权利要求1所述的离子交换树脂与电化学集成脱除硝酸盐氮的废水深度处理方法，其特征在于，在步骤(3)中所述电化学反应器包括阳极、阴极和电解池，其中，阳极—阴极组合为钌铱钛—铜、钌铱钛—铂、钌铱钛—铜镍合金、钌铱钛—钛基铜/钴氧化物、钌铱钛—钛基钴氧化物、石墨—铁、掺硼金刚石—铜镍合金或掺硼金刚石—钛基铜/钴氧化物。
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