一种离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法及装置

本发明属于环境保护及水处理领域，具体的说是一种离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法及装置。采用氯离子型和碳酸氢根型混合离子交换树脂转移原水中的硝酸盐，当树脂吸附硝酸盐能力饱和后，采用再生盐水再生处理树脂，并回收树脂再生废盐水中的硝态氮作为肥料。本发明降低了树脂的再生成本，还以液态肥料的形式富集转移了原水中的硝态氮，避免了二次污染，实现了资源化利用。

1.一种离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法，其特征在于：采用氯离子型和碳酸氢根型混合离子交换树脂转移原水中的硝酸盐，当树脂吸附硝酸盐能力饱和后，采用再生盐水再生处理树脂，并回收树脂再生废盐水中的硝态氮作为肥料；以氯化铵和/或氯化钾配制中性再生盐水，进行树脂第一阶段的再生处理，当树脂再生出水中硫酸根的浓度<10mmol/L时，结束第一阶段的树脂再生，得到第一阶段再生废盐水；其次以碳酸氢铵与氯化铵、碳酸氢铵与氯化钾或碳酸氢铵与氯化铵和氯化钾配制碱性再生盐水，进行树脂第二阶段的再生处理，当树脂再生出水中硝酸根的浓度在15-30mmol/L之间,结束第二阶段的树脂再生，得到第二阶段再生废盐水；最后以碳酸氢铵与氯化铵、碳酸氢铵与氯化钾或碳酸氢铵与氯化铵和氯化钾配制碱性再生盐水，进行树脂第三阶段的再生处理，当树脂再生出水中硝酸根的浓度<10mmol/L时,结束第三阶段的树脂再生，得到第三阶段再生废盐水；所述树脂再生的第一阶段，再生盐水含有浓度为0.5-5.0mol/L的氯化铵和/或氯化钾，经再生得到硫酸根和硝酸根浓度均较高的第一阶段再生废盐水；所述树脂再生第二阶段，碱性再生盐水总盐浓度为0.5-2.0mol/L，其中，碳酸氢铵浓度为0.1-2.0mol/L，氯化铵浓度为0-2.0mol/L，氯化钾浓度为0-2.0mol/L，经再生得到硫酸根浓度较低但硝酸根浓度较高的第二阶段再生废盐水；所述树脂再生第三阶段，碱性再生盐水的总盐浓度为0.5-2.0mol/L，其中，碳酸氢铵浓度为0.1-2.0mol/L，氯化铵浓度为0-2.0mol/L，氯化钾浓度为0-2.0mol/L，经再生得到硝酸根和硫酸根浓度均较低的第三阶段再生废盐水。
2.按权利要求1所述的离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法，其特征在于：所述第一阶段再生废盐水中添加过量的氯化钙，使再生废盐水中钙离子残余浓度超过10mmol/L，沉淀去除树脂再生第一阶段出水中的硫酸根，而后与第二阶段碱性再生废盐水混合，形成碳酸钙沉淀，去除沉淀后的废盐水作为液体肥料进行再利用。
3.按权利要求1所述的离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法，其特征在于：所述第三阶段再生废盐水，作为下一次树脂再生第二阶段的再生盐水。
4.一种权利要求1所述的离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法的专用装置，其特征在于：包括原水池(1)、离子交换树脂柱(2)、离子交换出水池(3)、树脂再生第一阶段进水池(4)、树脂再生池(5)、树脂再生第三阶段进水池(6)、树脂再生第一阶段出水池(7)、树脂再生第二阶段出水池(8)、液体肥料池(9)、树脂清洗进水池(10)和树脂清洗出水池(11)；其中，原水池(1)出水口、树脂再生第一阶段出水池(7)进水口、树脂再生第二阶段出水池(8)进水口、树脂再生池(5)进水口和树脂清洗出水池(11)进水口分别通过带有阀门的管路与离子交换树脂柱(2)的一端并联式连通；离子交换出水池(3)进水口、树脂再生第一阶段进水池(4)出水口、树脂再生池(5)出水口、树脂再生第三阶段进水池(6)出水口和树脂清洗进水池(10)出水口分别通过带有阀门的管路与离子交换树脂柱(2)的另一端并联式连通；树脂再生第一阶段出水池(7)出水口端、树脂再生第二阶段出水池(8)出水口端分别通过管路与液体肥料池(9)相连。
5.按权利要求4所述的离子交换法转移并资源化回收并利用水中硝态氮的方法的专用装置，其特征在于：所述树脂再生池(5)用于树脂再生第二阶段进水池，且兼作为树脂再生第三阶段出水池。