一种脱氮除磷资源化水处理方法及水处理系统与流程

本发明属于水处理，具体涉及一种脱氮除磷资源化水处理方法及水处理系统。

背景技术：

1、当天然水域汇入的污水过多超过其自净能力时，水质会发生变化，出现富营养化、有机污染等环境问题，严重地影响水资源的有效利用。水质的富营养化一般体现在水体中氮、磷等营养盐含量过多而引起的水生态系统物种分布失衡，单一物种疯长，破坏了水生态系统的物质与能量的流动，从而使整个水生态系统逐渐走向灭亡。

2、现有的水处理技术包括物理处理、化学处理及生物处理，物理处理主要依靠向湖水投加聚合氧化铝(pac)除磷，产生大量的化学沉淀；化学处理主要依靠投加次氯酸钠等通过降低氨氮的方式减少总氮含量，对水体生态造成影响；生物处理依靠微生物菌种降低湖水总氮、总磷含量，需要长期投加，成本高。

技术实现思路

1、针对现有的水处理技术存在的问题，本发明提供一种脱氮除磷资源化水处理方法及水处理系统。

2、本发明提供的技术方案具体如下：

3、第一方面，本发明提供一种脱氮除磷资源化水处理方法，包括：

4、通过硝酸-磷酸根离子交换树脂处理初始废液，获得高氮磷浓度的再生废液和低氮磷浓度的可排放水，可排放水直接排放；

5、将再生废液中的硝酸根还原成氮氧化物气体，采用碱液吸收氮氧化物气体，获得液态氮肥；

6、对再生废液还原获得的液相进行浓缩，提纯浓缩液中的磷酸盐，并获得余液和酸冷凝液；

7、将余液、酸冷凝液与新鲜酸液混合，获得树脂再生液；

8、利用树脂再生液对硝酸-磷酸根离子交换树脂进行再生。

9、在上述技术方案的基础上，将再生废液中的硝酸根还原成氮氧化物气体包括：通过铁铜原电池将再生废液中的硝酸根转变为一氧化氮，铁单质转变成铁离子进入液相。

10、在上述技术方案的基础上，所述对再生废液还原获得的液相进行浓缩包括：使再生废液还原获得的液相通过两级mvp结晶器加热浓缩结晶，分别获得磷酸亚铁和氯化亚铁固体产品。

11、在上述技术方案的基础上，再生废液还原获得的液相中硝酸根浓度≤100mg/l。

12、在上述技术方案的基础上，采用碱液吸收氮氧化物气体包括：提供顶部喷淋碱液的气体吸收塔；将氮氧化物气体从气体吸收塔底部通入，获得硝酸盐溶液。

13、在上述技术方案的基础上，通过硝酸-磷酸根离子交换树脂处理初始废液之前还包括：过滤去除掉初始废液中粒径大于0.1mm的颗粒物。

14、第二方面，本发明提供一种脱氮除磷资源化水处理系统，包括：

15、阴离子树脂罐，所述阴离子树脂罐内设有硝酸-磷酸根离子交换树脂，用于将初始废液分离成高氮磷浓度的再生废液和低氮磷浓度的可排放水；

16、废液还原反应装置，所述废液还原反应装置内设有铁铜原电池，所述铁铜原电池用于将再生废液中的硝酸根还原成氮氧化物气体；

17、气相资源化设备，所述气相资源化设备内设有碱液，所述碱液用于吸收氮氧化物气体，获得含氮产品；

18、浓缩提纯装置，用于对废液还原反应装置处理过的水体进行浓缩结晶，获得磷酸亚铁固体产品、余液以及酸冷凝液；

19、树脂再生液储罐，用于将余液、酸冷凝液以及新鲜酸液混合成树脂再生液，待硝酸-磷酸根离子交换树脂工作饱和后，树脂再生液储罐放出树脂再生液对硝酸-磷酸根离子交换树脂进行再生。

20、在上述技术方案的基础上，所述浓缩提纯装置包括两级mvp结晶器，依次用于获得磷酸亚铁固体和氯化亚铁固体。

21、在上述技术方案的基础上，所述脱氮除磷资源化水处理系统还包括过滤单元，所述过滤单元用于过滤初始废液中粒径大于0.1mm的颗粒物。

22、在上述技术方案的基础上，所述气相资源化设备为气体吸收塔。

23、本发明的技术方案具有以下优点和有益效果：

24、1、本发明提供的脱氮除磷资源化水处理方法将水体中磷酸盐、硝酸盐污染物资源化，使原本需要花钱处理的污染物转变为可获取利润的资源，硝酸盐被还原成氮氧化物气体后，精制或制备为液态氮肥等其他含氮高附加值产品，磷酸盐被浓缩后变为磷酸亚铁产品。

25、2、本发明提供的脱氮除磷资源化水处理方法将余液、酸冷凝液与新鲜酸液混合后，用于硝酸-磷酸根离子交换树脂再生，可实现废水零排放。

技术特征：

1.一种脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在于：所述将再生废液中的硝酸根还原成氮氧化物气体包括：

3.根据权利要求2所述的脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在5于：所述对再生废液还原获得的液相进行浓缩包括：

4.根据权利要求1所述的脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在于：所述再生废液还原获得的液相中硝酸根浓度≤100mg/l。

5.根据权利要求1所述的脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在于：所述采用碱液吸收氮氧化物气体包括：

6.根据权利要求1所述的脱氮除磷资源化水处理方法，其特征在于：所述通过硝酸-磷酸根离子交换树脂处理初始废液之前还包括：过滤去除掉初始废液中粒径大于0.1mm的颗粒物。

7.一种脱氮除磷资源化水处理系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的脱氮除磷资源化水处理系统，其特征在于：所述浓缩提纯装置包括两级mvp结晶器，用于获得不同的亚铁盐固体磷酸亚铁固体和氯化亚铁固体。

9.根据权利要求7所述的脱氮除磷资源化水处理系统，其特征在于：所述脱氮除磷资源化水处理系统还包括过滤单元，所述过滤单元用于过滤初始废液中粒径大于0.1mm的颗粒物。

10.根据权利要求7所述的脱氮除磷资源化水处理系统，其特征在于：所述气相资源化设备为气体吸收塔。

技术总结
本发明涉及一种脱氮除磷资源化水处理方法及水处理系统，该水处理方法包括：通过硝酸‑磷酸根离子交换树脂处理初始废液，获得高氮磷浓度的再生废液和低氮磷浓度的可排放水，可排放水直接排放；将再生废液中的硝酸根还原成氮氧化物气体，采用碱液吸收氮氧化物气体，获得液态氮肥；对再生废液还原获得的液相进行浓缩，提纯浓缩液中的磷酸盐，并获得余液和酸冷凝液；将余液、酸冷凝液与新鲜酸液混合，获得树脂再生液；利用树脂再生液对硝酸‑磷酸根离子交换树脂进行再生。该水处理方法可将废水中的磷酸根和硝酸根转化为有价值产品，还能实现污染零排放。

技术研发人员：王黎伟,王利林,苏琦,张琴,颜佳,唐家齐,陈昱华,刘农,朱家麒,苏婉
受保护的技术使用者：武汉致远建设集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12