硝态氮总氮去除离子交换树脂

项目背景:

1、水资源浪费长期以来，采煤对地下水造成了严重大部分矿井水，被以直排方式，流入河道、田野，这不造成水资源的白白浪费，也污染了环境。社会对此反响强烈的同时，煤矿企业也倍感压力。

2、解决矿区饮水问题，大大节省生产用水成本煤矿企业开始对矿井水进行更加深度的处理，有些轻度污染的矿井水，经过处理之后直接可以用于矿区，甚至为附近居民供给生活饮用水；而有的经过简单沉淀过滤处理后，直接用于煤矿生产、消防用水及矿区绿植浇灌等用途，这不解决了矿区生活饮用水的紧缺现状，同时在生产用水逐年涨价的情况下，大大节省了生产用水成本。

3、环保形势严峻，矿井水提标至地表三类近年来，随着环保形势日趋严峻，以及国内民众环保意识的大幅增强。在矿井水处理领域，根据矿井所处地理位置的不同，有些地方（如：山东、山西、内蒙等地的某些区域）的矿井水（煤矿、稀土矿、有色金属矿等）处理需执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）三类水质标准。项目概况：某煤矿井废水2000吨/天，在了解废水基本情况并对现场进行实地考察后，进行工艺构思并设计解决方案。

项目设计方案

进出水水质设计方案：

1、设计规模

设计处理水量：2000m³/d，24小时连续运行。

2、设计进出水水质

该项目设计进水为甲方提供的第三方检测数据。因为要供给矿区生活用水、生活饮用水及排放到地表三类水中。所以，出水既需要达到《生活饮用水水质卫生标准》（GB5749-2006），又要达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的三类水标准。

3、进出水水质设计方案具体参数：

工艺设计分析：矿井水主要是由于煤矿开采了煤系上覆含水层而形成的井下涌水，初始流入井筒和巷道的涌水未受到污染时为清洁水，在开拓及采煤过程中易受到污染。根据进出水水质可知该矿井水为中性，无物质，但SS、TN含量较数和菌落总数也比较（需要说明的是一般矿井水中均有一定量的COD，但其主要是由煤粉引起的，并因水中还原性碳元素所致，一般随悬浮物的去除，COD也随之去除）。本工程矿井水处理后，既要作为生活饮用水，又要将多余部分排放至地表三类水中。经以上分析，本工艺主要考虑去除COD、SS、菌落数、TN等。尤其是TN的去除需要达到地表三类标准。由于原水中含盐量并不，且TN处理精度要求严格，因此，本工艺采用了脱氮树脂对总氮进行深度处理。综上所述，项目采用了“生化、混凝沉淀及脱氮离子交换树脂”的组合式处理工艺。

项目工艺分析

1、根据水中氮的形态，可对该废水直接进行反硝化，由于废水中BOD5的含量很低，需另外投加碳源，但外加碳源无法控制，会引起有机物超标。因此需在反硝化池后接氧化池，去除多余碳源，同时对废水中可能存在的有机氮或氨氮进行硝化反应，将其转化为亚硝态氮和硝态氮。好氧池末端设有内循环，将好氧池末端水，部分回流至缺氧池前段，对残余或部分新产生的亚硝态氮和硝态氮进行反硝化脱氮，从而对生化脱氮起作用。2、因出水需达到《地表水环境质量标准》中的三类水标准，即总氮要≤1mg/l。该标准较严，普通的生化处理脱氮很难达到，所以对好氧池后端的出水进行离子树脂交换，用脱氮树脂对废水中硝态氮进行深度去除，稳定做到1mg/l以下。

3、对生化出水采用沉淀、砂碳过滤和精密过滤的方式去除悬浮物及一些水溶性的有机物，满足离子交换的进水要求，防止离子交换树脂的污堵。

流程及单元工艺设计

工艺流程：1、主要工艺流程图

2、主要工艺设计说明设计规模：2000m³/d，设计流量：83m³/h。

离子交换床：

主要作用：在进水氮8mg/l左右情况下，保证出水总氮含量<1mg/l。用常规的普通阴离子交换树脂处理含盐水中的是困难的。因为树脂几乎交换了水中的所有的盐后，才与交换。即盐的存在会降低树脂对的去除能力。

A-62MP硝态氮选择性树脂优先交换对的交换容量不受水中盐（<500mg/l）的影响。A-62MP树脂对水中（低盐环境）阴离子的选择性顺序依次为：NO3- > SO42- > Cl- > HCO3-
结构：Q235；
单组设计流量：45m3/h；
工作流速：8BV/h；
单组工艺尺寸：Φ2.35x3m；共2组，一用一备；
树脂有效度：1.5m；
 

经过脱氮树脂处理，总氮达到地表三类的水，一般经过消毒装置后用于矿区生活饮用水，余量部分会直接达标排放或用于浇灌绿植及矿区其他生产、生活用水。

3、运行中部分问题解决办法汇总（1）总氮出水不达标：①树脂进水总氮>10mg/l，则调节污泥回流比，控制生化产水总氮含量；②流速过快，导致接触时间短，则需降低流速，正常流速范围5-20BV/H；③树脂进水压力不够，建议2-3的进水压力为宜；④布水器布水不均，大罐体建议采用爪状布水器。（2）树脂污染：树脂被悬浮物杂质或活性污泥（可能有水溶性有机物）污堵，用10%氯化钠+2的碱性盐溶液逆流快速冲洗（4BV/H流速），直至出水干净清澈为止，辅以空气擦洗效果更佳。（3）再生不下来：树脂吸附效果没问题，再生总是不则需要排查罐体尺寸（反洗膨胀空间是否足够）、再生/反洗泵流量、扬程及管路是否能满足使用要求（过大或过小）、再生剂成分是否有问题（是否含有强氧化剂、成分含量够不够等）。（4）微生物滋生：间歇运行，超过7天以上不运行，则需用盐水浸泡，以免藻类和等微生物滋生，影响树脂功能，下次使用前冲洗干净继续使用。