申请日 20200629
公开（公告）日 20201110
IPC分类号 C02F9/06; C02F101/12
摘要
本发明含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法及系统，先将含氯废水的pH调节至酸性后加入吸附剂，吸附剂与氯离子结合，得到固液混合料并固液分离；步骤2，将吸附剂加入到碱液中，其在碱液中脱附和活化再生处理，得到固液混合料并固液分离；步骤3，将碱性脱附液进行电化学处理，得到碱液以及HCl溶液和次氯酸钠溶液。所述系统中吸附反应罐与酸储罐和吸附剂存储罐相连，吸附反应罐与第一固液分离装置连接；第一固液分离装置连接有排水管道和脱附再生罐，碱液储罐与脱附再生罐连接，脱附再生罐连接有第二固液分离装置；第二固液分离装置连接吸附剂存储罐和电化学曝气除氯装置；电化学曝气除氯装置连接碱液储罐和排水管道。
权利要求书
1.含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将含氯废水的pH调节至酸性后加入羟基化处理的聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂，聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂与氯离子结合，得到固液混合料A，将固液混合料A进行固液分离后得到吸附有氯离子的吸附剂；
步骤2，将吸附有氯离子的吸附剂加入到碱液中，吸附有氯离子的吸附剂在碱液中脱附和活化再生处理，得到固液混合料B，将固液混合料B进行固液分离后得到步骤1所述的吸附剂和碱性脱附液，碱性脱附液中含有氯离子；
步骤3，将碱性脱附液进行电化学处理，得到碱液以及HCl溶液和次氯酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤1中所述的含氯废水为依次通过絮凝法、沉淀法和过滤法去除悬浮颗粒物的废水。
3.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤1将含氯废水调节后，含氯废水的pH≥2且<7。
4.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤1使用盐酸、硝酸或磷酸调节含氯废水的pH。
5.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤2得到的吸附剂送至步骤1中使用。
6.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤2中，所述的碱液中包括NaOH、KOH、BaOH、Ca(OH)2和NH4OH中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤3得到的碱液送至步骤2中使用。
8.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤3在进行电化学处理时，使用离子选择性透过膜分隔碱性脱附液中的阳离子和氯离子，所述的阳离子和氯离子以相反的方向流动。
9.根据权利要求1所述的含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，其特征在于，步骤3使用电化学曝气除氯装置进行电化学处理。
10.含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的系统，其特征在于，包括吸附反应罐、酸储罐、吸附剂存储罐、第一固液分离装置、第二固液分离装置、吸附再生罐、碱液储罐和电化学曝气除氯装置；
所述吸附反应罐的入口分别与酸储罐的出口和吸附剂存储罐的出口相连，吸附反应罐的出口与第一固液分离装置的进口端连接；
所述第一固液分离装置的出口端分别连接有排水管道和脱附再生罐的入口，碱液储罐的出口与脱附再生罐的入口连接，脱附再生罐的出口连接有第二固液分离装置的进口端；
所述第二固液分离装置的出口端分别连接吸附剂存储罐的入口和电化学曝气除氯装置的入口端；电化学曝气除氯装置的出口端分别连接碱液储罐的入口和排水管道。
说明书
含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法及系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体为含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法及系统。
背景技术
脱硫废水是燃煤热电厂产生的一种含有大量氯离子的废水，其它行业如化工或制药等也会在生产过程中产生含有大量氯离子的废水。含有高浓度氯离子的废水对金属设备、金属容器和金属管路都具有非常强的腐蚀作用，容易引发安全事故。
目前，国内外对水中氯离子去除的方法主要有：化学沉淀法、离子交换法、电化学技术、吸附和萃取反萃取等方法。吸附法是一种简单有效的废水处理方法，其应用的关键在于性能优异的吸附材料。公开号为CN107892375A和CN107630147A的中国发明专利分别公开了两种新型的用于废水中氯离子的吸附剂及其使用方法。然而，吸附过程只是物质的转移过程，并不能对物质进行有效的转化。
吸附处理过程之后还需要相应的处理系统与脱附过程配合，以实现物质的最终转化或资源化利用。因此，也有针对废水中氯离子的去除转化提出相应装置或系统的报道。例如，公开号为CN109824195A的中国发明专利公开了一种萃取法去除水中氯离子的装置和工艺；公开号为CN10138089A的中国发明专利公开了一种膜法处理高浓度氯离子废水的装置；还有公开号为CN107082516A的中国发明专利公开了一种电吸附去除水中氯离子的装置。另外公开号为CN106745551A、CN107082516A、CN108439553A和CN110240237A的中国发明专利分别提供了去除废水中氯离子的电化学装置。
然而截止到目前，对吸附除氯过程及其与其他转化过程相连接达到去除废水中氯离子和对氯离子资源化利用的技术还未见报道。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法及系统，操作简单、低成本、无二次污染、对常见浓度的含氯废水都能够达到良好的吸附效果、并且能够实现废水中氯离子的资源化利用。
本发明是通过以下技术方案来实现：
含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，包括如下步骤：
步骤1，将含氯废水的pH调节至酸性后加入羟基化处理的聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂，聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂与氯离子结合，得到固液混合料A，将固液混合料A进行固液分离后得到吸附有氯离子的吸附剂；
步骤2，将吸附有氯离子的吸附剂加入到碱液中，吸附有氯离子的吸附剂在碱液中脱附和活化再生处理，得到固液混合料B，将固液混合料B进行固液分离后得到步骤1所述的吸附剂和碱性脱附液，碱性脱附液中含有氯离子；
步骤3，将碱性脱附液进行电化学处理，得到碱液以及HCl溶液和次氯酸钠溶液。
优选的，步骤1中所述的含氯废水为依次通过絮凝法、沉淀法和过滤法去除悬浮颗粒物的废水。
优选的，步骤1将含氯废水调节后，含氯废水的pH≥2且<7。
优选的，步骤1使用盐酸、硝酸或磷酸调节含氯废水的pH。
优选的，步骤2得到的吸附剂送至步骤1中使用。
优选的，步骤2中，所述的碱液中包括NaOH、KOH、BaOH、Ca(OH)2和NH4OH中的一种或几种。
优选的，步骤3得到的碱液送至步骤2中使用。
优选的，步骤3在进行电化学处理时，使用离子选择性透过膜分隔碱性脱附液中的阳离子和氯离子，所述的阳离子和氯离子以相反的方向流动。
优选的，步骤3使用电化学曝气除氯装置进行电化学处理。
含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的系统，包括吸附反应罐、酸储罐、吸附剂存储罐、第一固液分离装置、第二固液分离装置、吸附再生罐、碱液储罐和电化学曝气除氯装置；
所述吸附反应罐的入口分别与酸储罐的出口和吸附剂存储罐的出口相连，吸附反应罐的出口与第一固液分离装置的进口端连接；
所述第一固液分离装置的出口端分别连接有排水管道和脱附再生罐的入口，碱液储罐的出口与脱附再生罐的入口连接，脱附再生罐的出口连接有第二固液分离装置的进口端；
所述第二固液分离装置的出口端分别连接吸附剂存储罐的入口和电化学曝气除氯装置的入口端；电化学曝气除氯装置的出口端分别连接碱液储罐的入口和排水管道。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的方法，将氯离子的吸附、吸附剂的脱附再生和脱附液的电化学处理有机结合，实现废水中氯离子的资源化利用，首先将含氯废水的pH调节至酸性后加入羟基化处理的聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂，这样吸附剂主体与氯离子结合，可得到固液混合料，将固液混合料固液分离后得到吸附有氯离子的吸附剂和无氯废水，无氯废水即为吸附处理后的除氯水，可外排或者回用；吸附后的吸附剂采用碱液进行脱附和活化再生处理，可得到固液混合料，固液混合料固液分离后可得到吸附剂和碱性脱附液，再生后的吸附剂可以重新进入吸附段重复利用，碱性脱附液为含有一定碱和可溶性氯化物的溶液；碱性脱附液进入电化学处理段进行电化学处理，可分别制成可用于吸附剂再生的碱液和作为酸进行其他方面利用的HCl溶液和NaClO溶液。该方法操作简单、无二次污染，并可实现废水中氯离子的资源化利用。该方法不仅可用于电力行业脱硫废水的除氯过程，也可应用于其它行业所产生的含氯离子废水的除氯过程。
本发明含氯废水中氯离子吸附、去除和资源化利用的系统，吸附反应罐的入口分别相连酸储罐的出口和吸附剂存储罐的出口，这样可将含氯废水的pH调节至酸性并加入羟基化处理的聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂，聚吡咯/二氧化钛复合吸附剂或聚苯胺复合纳米二氧化钛吸附剂与氯离子结合，可得到固液混合料，由于吸附反应罐的出口与第一固液分离装置的进口端连接，可将固液混合料固液分离后得到吸附有氯离子的吸附剂和无氯废水；第一固液分离装置的出口端分别连接有排水管道和脱附再生罐的入口，可将吸附有氯离子的吸附剂送入脱附再生罐中，同时由于无氯废水为吸附处理后的除氯水，可通过排水管道外排或者回用，脱附再生罐的入口还连接碱液储罐的出口，可采用碱液对吸附有氯离子的吸附剂进行脱附和活化再生处理，之后可得到固液混合料，因此脱附再生罐的出口连接有第二固液分离装置的进口端，可将固液混合料固液分离后可得到吸附剂和碱性脱附液，第二固液分离装置的出口端连接吸附剂存储罐的入口，可使再生后的吸附剂可以重新进入吸附段重复利用，第二固液分离装置的出口端连接电化学处理系统的入口，这样碱性脱附液可进入电化学处理段进行电化学曝气除氯装置，分别制成可用于吸附剂再生的碱液和作为酸进行其他方面利用的HCl溶液和NaClO溶液，随后电化学曝气除氯装置出口端分别连接碱液储罐的入口和排水管，再生的碱液可用于吸附剂的脱附和活化再生处理，HCl溶液和NaClO溶液通过排水管可加以利用。本发明的系统将吸附、再生和电化学过程有机结合，使氯离子的吸附和吸附剂的再生能够高效进行，并且通过电化学处理系统实现氯离子的资源化，能使吸附剂和碱溶液高效重复利用，极大的降低了除氯的运行成本，并实现氯离子的高效资源化利用。
发明人 （延卫;林长征;冯江涛;李珊珊;）