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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(43)申请公布日(21)申请号201611113475.7(22)申请日2016.12.06(71)申请人中冶东方工程技术有限公司地址266555山东省青岛市经济技术开发区阿里山路27号27座一单元(72)发明人于学锋 陈云龙 赵广宏 刘欢 陈治国 罗渝敦 张兆斌 孙丽红 陈艳 李忠元 (74)专利代理机构北京市浩天知识产权代理事务所(普通合伙)11276代理人刘云贵 周华宁(51)Int.Cl.C02F9/04(2006.01)C02F101/16(2006.01)(54)发明名称一种污水处理除硬同步除氨氮的方法(57)摘要本发明提供了一种污水处理除硬同步除氨氮的方法，包括向待处理污水中加入石灰和纯碱，进行混合反应得到混合反应后的污水；向混合反应后的污水中加入混凝剂，进行沉淀反应，沉淀池出水进入滤池，过滤出水分为两部分；第一部分出水进入阳离子交换器进行处理；阳离子交换器的出水与第二部分出水混合获得最终出水。本发明的方法在除去污水硬度的同时能够通过阳离子交换器去除氨氮，同时利用阳离子交换器的酸性出水调整处理水的pH值，使最终出水达标。权利要求书1页说明书4页附图1页CN106477780A2017.03.08CN106477780A1.一种污水处理除硬同步除氨氮的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：在反应池(1)内向待处理污水中加入石灰、纯碱、混凝剂，进行反应；反应池(1)的出水进入沉淀池(2)，进行沉淀反应，沉淀出水进入滤池(3)，滤池出水分为两部分；第一部分出水进入阳离子交换器(4)进行处理；阳离子交换器的出水与第二部分出水进入回用水池(5)混合获得最终出水。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述石灰的加入量以CaO计是100～120mg/L。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纯碱的加入量是200～250mg/L。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混凝剂是聚合氯化铝和/或聚丙烯酰胺。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合氯化铝的加入量是15～20mg/L。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的加入量是0.4～0.8mg/L。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述阳离子交换器是氢型阳离子交换器。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一部分出水占总出水总体积的30％。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最终出水的pH值是7-8。权 利 要 求 书1/1页2CN106477780A2一种污水处理除硬同步除氨氮的方法技术领域[0001]本发明属于污水处理技术领域，具体地，本发明涉及一种污水处理除硬同步除氨氮的方法。背景技术[0002]我国属于缺水国家，在节约用水的同时需要开辟新的水源，污水处理后回用是比较重要的一种开辟新水源的途径。尤其对于电厂、钢铁厂等耗水较大的工业企业，将污水处理后回用已是必然选择。[0003]传统处理工艺流程如图1所示：[0004](1)污水进入高效澄清池，通过混凝、沉淀去除水中的悬浮物和硬度。[0005](2)高效澄清池出水由于投加了石灰、纯碱而呈碱性，需要在后混合区投加酸，进行中和。[0006](3)中和后的澄清水进入滤池，过滤后作为回用水使用。[0007]由于硬度和氨氮都是制约中水回用的重要指标，通常的做法是通过生化法去除污水中的氨氮，但对于以循环水排污水为主要水源的工业污水来讲通常有机物含量较低，不宜采用生化法，因此传统工艺仅能去除硬度，不能去除污水的的氨氮，氨氮的去除成为电厂、钢铁厂污水处理的一个难题。[0008]因此，开发一种具有较好的同时除硬、除氨氮的工艺方法，是提高污水回用率的一个重要问题。发明内容[0009]本发明的发明目的是针对现有技术的缺陷，提供一种污水处理除硬同步除氨氮的方法。[0010]更具体来说，本发明通过如下技术方案解决上述技术问题的。[0011]一种污水处理除硬同步除氨氮的方法，该方法包括如下步骤：[0012]在反应池(1)内向待处理污水中加入石灰、纯碱、混凝剂，进行反应；[0013]反应池(1)的出水进入沉淀池(2)，进行沉淀反应，沉淀出水进入滤池(3)，滤池出水分为两部分；[0014]第一部分出水进入阳离子交换器(4)进行处理；[0015]阳离子交换器的出水与第二部分出水进入回用水池(5)混合获得最终出水。[0016]前述的方法，所述石灰的加入量以CaO计是100～120mg/L。[0017]前述的方法，所述纯碱的加入量是200～250mg/L。[0018]前述的方法，所述混凝剂是聚合氯化铝和/或聚丙烯酰胺。[0019]前述的方法，所述聚合氯化铝的加入量是15～20mg/L。[0020]前述的方法，所述聚丙烯酰胺的加入量是0.4～0.8mg/L。[0021]前述的方法，所述阳离子交换器是氢型阳离子交换器。说 明 书1/4页3CN106477780A3[0022]前述的方法，所述第一部分沉淀出水占沉淀出水总体积的30％。[0023]前述的方法，所述最终出水的pH值是7-8。[0024]相对于现有技术，本发明的污水处理除硬同步除氨氮的方法具有如下优点：将石灰纯碱软化与阳离子交换处理相结合，在去除污水硬度的同时有效去除氨氮，实现污水达标回用。附图说明[0025]图1是传统的污水处理工艺示意图。[0026]图2是本发明工艺流程的简图。[0027]图3是本发明的污水处理工艺示意图。[0028]具体实施实例[0029]为了充分了解本发明的目的、特征及功效，通过下述具体实施例对本发明作详细说明。本发明的工艺方法除下述内容外，其余均采用本领域的常规方法或装置。[0030]本发明的方法采用石灰纯碱软化+阳离子交换器，通过石灰去除污水中的暂时硬度，通过纯碱去除污水中永久硬度，再通过阳离子交换器脱除污水中的部分氨氮。当氨在阳离子交换器的酸性条件下以NH4+离子形态存在，可以由H+离子置换，同时阳离子交换器可进一步去除污水中的硬度，利用阳离子交换器的酸性出水调整处理水的pH值，实现污水的达标回用。[0031]本发明的方法主要针对的是电厂、钢铁厂等工业企业产生的工业污水，这类污水通常总溶解固体591～863mg/L、硬度539～726mg/L、pH 8～8.5、氨氮5.27～13.38mg/L。这类以循环水排污水为主要来源的工业污水通常有机质含量较低，不适合采用常用的生化法来去除氨氮，从而使氨氮的去除成为目前工业污水处理的一个难题。针对该难题，本发明提供了一种污水处理除硬同步除氨氮的方法，[0032]下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。[0033]下面结合图2或图3对本发明的方法实施例进行说明，主要的水处理构筑物包括高效澄清池[由一级混合反应区(1)、二级混凝反应区(2)、絮凝区(3)、沉淀区(4)、后混凝区(5)]组成、滤池(6)、提升泵站(7)、阳离子交换器(8)、回用水池(9)，本发明的方法包括：[0034]混合反应[0035]待处理污水首先进入高效澄清池的一级混合反应区(1)，向一级混合反应区中投加石灰、纯碱、PAC，通过机械搅拌使污水与石灰乳、纯碱(即碳酸钠)、PAC(聚合氯化铝)充分混合反应。石灰的加入量是100～120mg/L，纯碱的加入量是200～250mg/L。一级混合反应区出水进入二级混凝反应区(2)，向二级混凝反应区内投加PAM(聚丙烯酰胺)，通过机械搅拌使污水与PAM充分混合反应。[0036]污水中含有的钙、镁离子通常以可溶盐的形式存在，通过在水中投加石灰和纯碱可以形成Ca2CO3、Mg(OH)2难溶物从而去除水中的钙、镁离子，对工业污水进行软化，具体反应如下：[0037]CaSO4+Na2CO3→CaCO3↓+Na2SO4说 明 书2/4页4CN106477780A4[0038]CaCl2+Na2CO3→CaCO3↓+2NaCl[0039]MgSO4+Na2CO3→MgCO3+Na2CO3[0040]CaO+H2O→Ca(OH)2[0041]Mg(HCO3)2+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓[0042]MgCO3+Ca(OH)2→CaCO3↓+Mg(OH)2↓[0043]Ca(HCO3)2+Ca(OH)2→2CaCO3↓+2H2O[0044]沉淀[0045]污水中投加石灰、纯碱反应后生成的不溶物与污水中的悬浮物在混凝剂的作用下絮凝成大颗粒的悬浮物，沉淀到水底，以泥浆的形式去除。具体地，向一级、二级混合反应区内投加PAC、PAM，并进行机械搅拌以使反应充分进行。混凝剂的加入量是聚合氯化铝15～20mg/L，聚丙烯酰胺0.4～0.8mg/L。混凝区出水进入絮凝区(3)，通过絮凝使反应后的沉淀颗粒充分碰撞，形成较大繁花。絮凝区出水进入沉淀区(4)，污水中的悬浮固体沉淀致池底，澄清水经出水堰溢流，实现固液分离，除去固体沉淀。[0046]阳离子交换[0047]固液分离除去固体沉淀之后的沉淀出水从高效澄清池的沉淀区(4)经后混凝区(5)进入均质滤池(6)进行过滤，为保证过滤效果在高效澄清池后混凝区(5)投加混凝剂(如PAC)，使未能沉淀的悬浮物絮凝成大颗粒，以便于在过滤池(6)内被滤料截留，进一步去除其中的悬浮物。滤池(6)出水分为两部分，第一部分沉淀出水由提升泵站(7)加压送至阳离子交换器(8)处理，通过阳离子交换去除水中的氨氮、硬度及部分盐分，出水进入回用水池(9)；第二部分出水直接进入回用水池(9)。其中，所述第一部分沉淀出水占沉淀出水总体积的30％。[0048]本发明中使用的阳离子交换器是氢型阳离子交换器。[0049]污水中的氨氮在不同pH值条件下以不同形式存在，当pH值小于7以后在酸性条件下NH3/NH4+平衡向游离态NH4-方向倾斜，可以通过阳离子交换去除氨氮。[0050]中和[0051]经过阳离子交换器处理之后的阳离子交换器出水进入回用水池(9)与第二部分沉淀出水混合，得到最终出水，其pH值为7-8。利用阳离子交换器(8)出水呈酸性的特点与另一部分未通过阳离子交换器的水进行中和，省去加酸中和的工艺。[0052]本发明中采用阳离子交换器代替加酸中和，污水通过阳离子交换器时污水中的阳离子由树脂中的H+所取代，H+进入处理后的水中，与未经阳离子交换器处理的过滤出水中的碱度反应达到中和的目的。阳离子交换器取代传统加酸中和的工艺可以有效的解决沉淀出水调pH值的问题，同时因离子交换作用去除了水中的其它阳离子，阳离子交换器出水中的H+与未经阳离子交换器处理水中的OH-、CO32-反应生成水和CO2、HCO3-，有效的降低了水中的含盐量，同时去除了水中的氨氮。[0053]在本发明的方法中，石灰是指以氧化钙为主要成分的气硬性无机胶凝材料，氧化钙的含量通常是48wt％-55wt％，常规市售的石灰均可用于本发明。混凝剂是指能够使水中胶体颗粒及微小悬浮物凝聚、起絮凝和凝聚作用的物质，包括无机盐类混凝剂(例如硫酸铝)、高分子混凝剂(例如聚合氯化铝)、PFS聚合硫酸铁、复合混凝剂和助凝剂，本发明对混凝剂没有特殊要求，本领域技术人员根据需要能够选择合适的混凝剂。说 明 书3/4页5CN106477780A5[0054]本发明方法在进水总溶解固体591～863mg/L、硬度539～726mg/L、pH8～8.5、氨氮5.27～13.38mg/L的条件下处理后出水的总溶解固体494～733mg/L、pH 7.46～7.91、氨氮3.69～6.61mg/L。说 明 书4/4页6CN106477780A6图1图2图3说 明 书 附 图1/1页7CN106477780A7