本发明专利技术涉及一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法及其使用的装置。本发明专利技术方法首先用碱液进行反洗，再用酸液进行反洗，其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反，从而快速活化交换剂的交换性能。本发明专利技术装置包括碱液反洗系统和酸液反洗系统，其充分利用配置碱液和酸液过程中所释放出的热量来调节反洗液的温度，从而改善反洗的效果，降低了反洗时间、减少了运行成本。本发明专利技术的方法和装置特别适用于处理有机物含量较高的焦化废水的交换器的反洗处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于环境工程和废水处理
，具体地，本专利技术涉及一种分时利用碱和酸快速活化交换剂以快速恢复交换剂的交换性能的方法以及该方法所使用的装置。
技术介绍
在环境工程水处理
中，离子交换法是一种有效的氨氮去除方法。但是，被处理的废水中往往含有一些油类和烃羟类等有机物，在常规的水处理技术中，这类有机物容易吸附在交换剂的表面上阻碍氨氮的去除，且在反洗过程中，常规反洗液不能有效地将这类有机物从交换剂上反洗出，极大地限制了离子交换法在去除废水中氨氮方面的应用。 在常规水处理方法中，为了去除油类和烃羟类等有机物，通常单独设立前置预处理系统，如去除焦化废水中的该类有机物是通过增设专用除油装置、强氧化装置、PH值调节装置和/ 或加药装置等，这导致投入成本高、运行成本增加、操作复杂。本专利技术基于现有水处理方法的不足，提出一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法及其使用的装置，有效地解决了油类和烃羟类等有机物吸附在交换剂表面上难以去除的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，该方法解决了废水中油类和烃羟类等有机物对废水中氨氮吸附效果的干扰，并且利用配制碱反洗液和酸反洗液过程中所释放出的热量来控制反洗过程中反洗液的温度，保证反洗液有效地去除上述有机物，进而提高反洗的效果，从而快速活化交换剂的交换性能。进一步地，本专利技术所要解决的技术问题是，本专利技术提供一种上述方法所使用的装置，该装置可以快速、有效地去除废水中油类和烃羟类等有机物，从而快速活化交换剂的交换性能。进一步地，该装置可以通过自动装置来控制，从而实现反洗过程的自动化操作，简化反洗操作。本专利技术的专利技术人通过系统的分析和研究，采用以下技术方案来解决上述技术问题根据本专利技术的一个方面，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括先用碱液进行反洗，其中碱液用于使包裹在交换剂表面上的乳化的有机物破乳， 或者与部分有机物进行皂化反应，或者催化部分有机物发生水解反应，从而使交换剂表面上的至少部分有机物从交换剂表面上去除，同时碱液中的阳离子与交换剂中的含氮离子进行离子交换以快速活化交换剂；和再用酸液进行反洗，其中酸液用于与催化交换剂表面上的部分有机物进行酸酯化反应或水解反应，进一步去除交换剂表面上的有机物，同时酸液中的氢离子与交换剂中的阳离子进行交换以进一步活化交换剂，其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反。优选地，该方法在用碱液反洗过程中，一边反洗一边添加固体碱或高浓度碱溶液， 从而利用碱与水混合或浓碱稀释过程中所释放的热量，无需补充外来热量即可保持碱反洗液的温度在30 60°C范围内，优选在30 40°C范围内。进一步优选地，该方法在用酸液反洗过程中，一边反洗一边添加浓酸，从而利用浓酸与水混合过程中释放的热量以及酸液中的酸与交换器中残留的碱液发生中和反应时所释放出的热量，无需补充外来热量即可保持反洗液温度在30 60°C范围内，优选在30 40°C范围内。根据本专利技术的另一个方面，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的装置，其包括酸液反洗系统，其包括酸液槽(3)、洗液流出阀(V7)、酸液阀(V5)、补充水阀(V3、 V9)和净水阀(V2)，所述酸液槽C3)上设有温度检测变送器(Tl)和液位计(Li)，其中酸液槽C3)通过酸液阀(％)与交换器(1)的底端相连，通过洗液流出阀(V7)与交换器(1)的顶端相连；以及碱液反洗系统，其包括碱液槽G)、洗液流出阀(V8)、碱液阀(V6)、补充水阀门 (V4、V9)和净水阀门(V2)，所述碱液槽(4)上设有温度检测变送器(1 和液位计(L2)，其中，碱液槽(4)通过碱液阀(V6)与交换器(1)的底部相连，通过洗液流出阀(V8)与交换器 (1)的顶端相连。优选地，所述装置还包括中央控制系统PLC，其中所述温度检测变送器(Tl、T2)、 液位计(L1、L2)和pH检测器通过电缆线与中央控制系统PLC相连，通过该中央控制系统 PLC自动控制泵和阀的操作。根据本专利技术的分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法及其使用的装置，可以快速、有效地去除废水中油类和烃羟类等有机物且快速活化交换剂的交换性能。在利用碱液和酸液反洗的过程中，不仅利用反洗泵的驱动力使碱液和酸液分别在循环过程中充分混合均勻，而且反洗液的温度波动范围小，从而确保不会因温度过高、或酸和碱浓度过高而损坏交换器中的离子交换剂，同时保证了其它管道、罐体、仪器仪表的使用温度范围。更重要的是，在去除油类等物质时，正好利用了碱液稀释过程中所释放的热量来确保反洗液的温度在合适的范围内，从而确保反洗的效果。因此，无需另外增加加热设备，设备投入大量减少。 该方法或装置的技术优点在于1)本专利技术方法或装置适于处理含油类和烃羟类等有机物的废水的交换剂的反洗处理，通常常规的反洗处理方法不能有效地去除这些有机物。2)本专利技术方法或装置无需搅拌装置以及加热设备，即可使反洗液充分混合均勻且在合适的温度范围内，从而确保反洗的效果。3)本专利技术的方法或装置采用常规检测仪表、PLC、组态软件实现手动或自动控制， 使得其在60分钟内快速恢复交换剂的交换性能，与传统的反洗方式相比，极大地缩短了反洗工作时间。附图说明图1为实施本专利技术方法的分时利用碱和酸快速活化交换剂的装置示意图；图2为本专利技术方法的优选实施方式的温度控制示意图；图3为本专利技术方法的优选实施方式的PH值控制示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种有效、快速且以节能的方式恢复离子交换剂的性能的技术。与传统的反洗方法相比，不仅有效地去除交换剂表面上的油类和烃羟类等有机物，而且缩短了反洗工作时间。根据本专利技术的一种实施方式，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法， 所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括分时利用碱液和酸液进行反洗。根据本专利技术的优选实施方式，提供一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法， 所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括先用碱液进行反洗， 其中碱液用于使包裹在交换剂表面上的乳化的有机物破乳，或者与部分有机物进行皂化反应，或者催化部分有机物发生水解反应，从而使交换剂表面上的至少部分有机物从交换剂表面上去除，同时碱液中的阳离子与交换剂中的含氮离子进行离子交换以快速活化交换剂；以及再用酸液进行反洗，其中酸液用于与催化交换剂表面上的部分有机物进行酸酯化反应或水解反应，进一步去除交换剂表面上的有机物，同时酸液中的氢离子与交换剂中的阳离子进行交换以进一步活化交换剂，其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反。反洗液与废水的流动方向相反，可以确保反洗液在与含氮离子进行充分地离子交换，同时反洗液充分有效地反洗出交换剂表面上的有机物。优选地，此处所述的油类有机物是在合成氨生产过程中来自于煤燃烧时所产生的重油以及在压缩过程中的润滑油类，此处所述的烃羟类有机物是指煤在焦化过程中所产生的挥发酚、苯甲酸等有机物质。在本专利技术的分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法中，油类或烃羟类等有机物在碱或酸的作用下快速发生水解反应，或者与碱液进行皂化反应，或者与酸液进行酸酯化反应。例如CH本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括：先用碱液进行反洗，其中碱液用于使包裹在交换剂表面上的乳化的有机物破乳，或者与部分有机物进行皂化反应，或者催化部分有机物发生水解反应，从而使交换剂表面上的至少部分有机物从交换剂表面上去除，同时碱液中的阳离子与交换剂中的含氮离子进行离子交换以快速活化交换剂；和再用酸液进行反洗，其中酸液用于与催化交换剂表面上的部分有机物进行酸酯化反应或水解反应，进一步去除交换剂表面上的有机物，同时酸液中的氢离子与交换剂中的阳离子进行交换以进一步活化交换剂，其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反。
【技术特征摘要】
1.一种分时利用碱和酸快速活化交换剂的方法，所述交换剂是用于处理含有机物和氨氮的废水的交换剂，该方法包括先用碱液进行反洗，其中碱液用于使包裹在交换剂表面上的乳化的有机物破乳，或者与部分有机物进行皂化反应，或者催化部分有机物发生水解反应，从而使交换剂表面上的至少部分有机物从交换剂表面上去除，同时碱液中的阳离子与交换剂中的含氮离子进行离子交换以快速活化交换剂；和再用酸液进行反洗，其中酸液用于与催化交换剂表面上的部分有机物进行酸酯化反应或水解反应，进一步去除交换剂表面上的有机物，同时酸液中的氢离子与交换剂中的阳离子进行交换以进一步活化交换剂，其中反洗用碱液和酸液在交换器中的流动方向与废水处理过程中水流动的方向相反。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反洗用碱液和酸液是从交换器的底端流入且从交换器的顶端流出。3.根据权利要求1-2中任一项所述的方法，其中，在用碱液反洗过程中，一边反洗一边添加固体碱或高浓度碱溶液，利用碱与水混合或者稀释浓碱溶液过程中所释放的热量，无需补充外来热量即可保持反洗用碱液的温度在30 40°C范围内。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，反洗用碱液的重量浓度为6 10%。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中，所述反洗用碱液中的碱是氢氧化钠 (NaOH)、氢氧化钾(KOH)、碳酸钠(Na2C03)、碳酸钾(K2CO3)以及它们中任意两种或更多种的混合物。6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中，通过检测NH3-N的浓度为10mg/L以下，或者通过检测化学需氧量(COD)为100mg02/L以下时，停止用碱液反洗。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中，在用酸液反洗过程中，一边反洗一边添加浓酸，利用浓酸与水混合过程中释放的热量以及酸液中的酸与交换器中残留的碱液发生中和反应时所释放出的热量，无需补充外来热量即可保持反洗液温度在30 40°C范围内。8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，用酸液反洗后的交换剂的pH值在 5 5. 5范围内。9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，反洗用酸液的重量浓度范围为8 10%。10...
【专利技术属性】
技术研发人员：周怀东，李大荣，刘来胜，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，重庆融极环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：11
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