一种复合式粉末树脂高效水质净化系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及树脂吸附净化水处理领域，具体涉及一种复合式粉末树脂高效水质净化系统及其方法。
【背景技术】
[0002]磁性粉末树脂水质净化技术利用离子交换作用、氢键作用、π-π作用、阳离子-π作用等多种机理对废水中的有机物、无机物进行净化处理，具有反应速度快、沉淀性能好和投资运行成本低等优点，广泛应用于市政污水、工业废水(如印染、造纸等)和饮用水等水质深度净化与回用领域。
[0003]在磁性粉末树脂水质净化工艺中，树脂吸附饱和程度与水质净化效果、再生剂利用率间有着密切的关系。当树脂吸附饱和度较高时，再生剂利用率有着较好的利用率，然而磁性树脂吸附活性较差，进而对水质的净化效果却较差；当树脂吸附饱和度较低时，虽然磁性树脂对水质净化效果较好，但再生剂利用率较低，进而再生运行成本较高。在现有磁性粉末树脂水质净化体系中，水质净化效果与再生剂利用率(与运行成本成正比)有着不可调和的矛盾，致使难以同时达到理想的水质净化效果和再生剂利用率，仅能取两方面性能的折中值。
[0004]针对现有树脂反应工程中水质净化效果和再生运行成本不理想的缺陷，如何同步提升水质净化效果和降低再生运行成本已成为该行业一个重要的课题。水处理工程中常用的多个树脂反应器串联方法可以提升出水净化效果，然而各反应器中树脂吸附饱和度较单个反应器方式更低，且需配备与反应器对应的多个再生器，致使脱附液产量高、再生剂利用率低和操作复杂的工程技术难题。
[0005]因此，实现高效的水质净化效果同时显著降低系统再生运行成本，对推动磁性粉末树脂技术在水处理领域广泛应用具有重要意义。
【发明内容】
[0006]1、发明要解决的技术问题
[0007]针对常规磁性粉末树脂在水质净化时难以同时达到理想水质净化效果和较低的运行成本缺陷，本发明提出一种复合式粉末树脂高效水质净化系统及其方法，不仅有助于提升树脂净化效果，同时可以显著提高再生剂利用率，大幅降低再生运行成本。采用复合式粉末磁性树脂水质净化系统，实现反应系统磁性粉末树脂饱和度(活性)筛分，高饱和度(低活性)磁性粉末树脂进行再生操作，低饱和度(高活性)磁性粉末树脂用于水质净化，不仅达到了较高的树脂水质净化效果，同时实现再生剂利用率的有效提高和再生运行成本的显著降低。与常规磁性粉末树脂反应体系或系统相比，该反应系统具有明显的技术经济优势，实现磁性粉末树脂技术在水处理领域广泛应用。
[0008]2、技术方案
[0009]一种复合式粉末树脂高效水质净化系统，包括再生器，其特征在于，还包括:高负荷粉末树脂反应器和低负荷粉末树脂反应器，所述的高负荷粉末树脂反应器的出水口与低负荷粉末树脂反应器进水口相连，高负荷粉末树脂反应器的树脂出口通过再生器与低负荷粉末树脂反应器树脂进口相连，低负荷粉末树脂反应器树脂出口与高负荷粉末树脂反应器的树脂进口相连。
[0010]一种复合式粉末树脂高效水质净化方法，步骤包括:
[0011]将原水先通入高负荷粉末树脂反应器进行充分反应，再进入低负荷粉末树脂反应器；然而，不同于常规两个反应器简单叠加，本系统中新鲜树脂先通入低负荷粉末树脂反应器，反应一段时间后再打入高负荷粉末树脂反应器，高负荷粉末树脂反应器中吸附饱和树脂最后进入再生器，再生制备的新鲜粉末树脂再进入低负荷粉末树脂反应器，重新进入上述树脂循环。
[0012]通过上述步骤，一方面，新鲜树脂先进入低负荷粉末树脂反应器中与高负荷粉末树脂反应器的较低浓度出水预反应，即形成低负荷粉末树脂反应器反应体系，低负荷粉末树脂反应器吸附后树脂再进入高负荷粉末树脂反应器与较高浓度原水进行净化反应，即形成高负荷粉末树脂反应器反应体系，最后进入粉末树脂再生器，不仅大大提高了树脂饱和度，还避免了单个反应器中新鲜树脂未经充分反应直接进入再生器的缺陷，进而显著增加再生剂利用率，有效降低再生运行成本；另一方面，污水/废水先通过高负荷粉末树脂反应器中较高饱和度粉末树脂进行预净化，再进入低负荷粉末树脂反应器中与高活性树脂(新鲜树脂)深度净化，进而显著提高污水/废水树脂净化效果。
[0013]上述步骤可通过调节高负荷粉末树脂反应器A和低负荷粉末树脂反应器间树脂回流量，回流量通常控制在总树脂体积分数5%至体积分数20%之间，可调控高负荷粉末树脂反应器和低负荷粉末树脂反应器中树脂含量和树脂饱和度。当回流量越低时，高负荷粉末树脂反应器中粉末树脂含量越低，树脂饱和度越高；然而，高负荷粉末树脂反应器中需要足量树脂浓度满足树脂再生需求。
[0014]3、有益效果
[0015]本发明提出一种复合式粉末树脂水质净化系统和方法，有效地解决了常规体系水质净化时难以同时达到理想水质净化效果和较低运行成本的缺陷。具体有以下效果:印染废水生化出水(COD约90mg/L，色度约40倍)，采用复合式粉末磁性树脂水质净化系统进行水质净化处理。与常规粉末树脂净化体系相比，复合式粉末树脂水质净化技术使得COD和色度去除率从38%和70%分别增至52%和90% ;脱附液浓度COD和色度从3800mg/L和3900倍分别提升至7200mg/L和7600倍，再生剂利用率提升将近I倍，再生成本仅约为原体系50%左右。本发明对于实现粉末磁性树脂技术在污水/废水处理中的高效率、低成本、规模化和行业可持续发展具有重要的学术价值和实践意义。
【附图说明】
[0016]图1一种复合式粉末树脂水质净化系统结构示意图，图中A为高负荷粉末树脂反应器，B为低负荷粉末树脂反应器，C为再生器；
[0017]图2为复合式粉末树脂高效水质净化方法流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下通过具体实例进一步说明本发明
[0019]实施例1
[0020]如图1所示，一种复合式粉末树脂水质净化系统，包括再生器、高负荷粉末树脂反应器A和低负荷粉末树脂反应器B，其中高负荷粉末树脂反应器A的出水口与低负荷粉末树脂反应
[0021]器B进水口相连，高负荷粉末树脂反应器A的树脂出口通过再生器C与低负荷粉末树脂反应器B树脂进口相连，低负荷粉末树脂反应器B树脂