用于从有机废水中去除铵态氮的方法.pdf

《用于从有机废水中去除铵态氮的方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用于从有机废水中去除铵态氮的方法.pdf（16页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。

1、10申请公布号CN104136122A43申请公布日20141105CN104136122A21申请号201380004152222申请日2013011012150611720120110EPB01J39/04200601B09B3/00200601C02F1/42200601C02F11/0420060171申请人REN技术有限公司地址丹麦莱尔自治市72发明人博温纳格林真斯川兹伯格克里斯坦森74专利代理机构北京派特恩知识产权代理有限公司11270代理人武晨燕张颖玲54发明名称用于从有机废水中去除铵态氮的方法57摘要本发明涉及一种用于从有机废水中去除铵态氮的方法，该方法包括以下步骤将具有高铵含。

2、量的废水施加到一种有机的、合成离子交换剂上，使铵吸附到该离子交换剂上，并且用具有非常高的质量摩尔浓度的再生剂溶液再生该离子交换剂。30优先权数据85PCT国际申请进入国家阶段日2014060486PCT国际申请的申请数据PCT/DK2013/0500082013011087PCT国际申请的公布数据WO2013/104367EN2013071851INTCL权利要求书2页说明书12页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书12页附图1页10申请公布号CN104136122ACN104136122A1/2页21一种用于从有机废水中去除铵态氮的方法，该方法包括以下。

3、步骤I提供具有小于2G/L的铵态氮含量的有机废水；II将所述废水应用到一种在使用中吸附超过12EQ/L，优选超过20EQ/L的有机的、合成的离子交换剂；并且III使来自所述废水的铵态氮吸附到所述离子交换剂上，其中，步骤III之后，将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为从3MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的NANO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从1MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的NA2CO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从3MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的NACL溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从1MOL/KG至完全饱和并且温度为从30至40的NA2SO4溶液。

4、、和/或用一种质量摩尔浓度为从4MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的K2CO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从4MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的K2HPO4溶液再生，其中，当将所述废水施加到该离子交换剂时，该有机废水具有小于8W/W的有机物质含量，所述有机物质是溶解的或处于最大扩张为25M的粒子形式。2根据权利要求1所述的方法，进一步包括在将所述废水施加到该离子交换剂之前使该离子交换剂呈NA形式或K形式的步骤。3根据权利要求1或2所述的方法，其中将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为8MOL/KG并且温度为20的K2CO3溶液进行再生。4根据权利要求1或2所述的方法，其中将该。

5、离子交换剂用一种质量摩尔浓度为10MOL/KG并且温度为20的NANO3溶液进行再生。5根据权利要求1或2所述的方法，其中将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为45MOL/KG并且温度为40的NA2CO3溶液进行再生。6根据权利要求1或2所述的方法，其中将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为35MOL/KG并且温度为32的NA2SO4溶液进行再生。7根据权利要求1或2所述的方法，其中将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为6MOL/KG并且温度为20的NACL溶液进行再生。8根据权利要求1或2所述的方法，其中将该离子交换剂用一种质量摩尔浓度为8MOL/KG并且温度为20的K2HPO4溶液进行再生。9根据前述。

6、权利要求中任一项所述的方法，其中以一个系列的形式轮流进行步骤III和所述再生该离子交换剂的步骤，该系列包括超过10次、优选超过25次、优先超过50次、更优选超过500次、最优选超过3000次重复的所述步骤，并且其中在所述系列的持续期间不更换该离子交换剂。10根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在该有机废水中铵态氮的浓度超过1G/L、优先地15G/L。11根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当将所述废水施加到该离子交换剂上时，该有机废水具有超过1W/W的有机物质的含量。12根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该有机废水包括液体粪肥。13根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中当将所述。

7、废水施加到该离子交换剂上时，该有机废水显示出的PH在6580的范围内。权利要求书CN104136122A2/2页314根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中该离子交换剂的球珠具有0410MM、优选0607MM的平均粒径以及12或更小、优选11或更小的均匀性系数。权利要求书CN104136122A1/12页4用于从有机废水中去除铵态氮的方法0001本发明涉及一种用于从有机废水中去除铵态氮的方法。0002在世界的许多地方，工业革命之前占主导的营养物循环已经被广泛扰乱。显著地，在环境中已经积累了极多的过剩氮，因为哈伯博世HABERBOSCH氮固定法在上个世纪已经变成用于生产肥料和其他化学品的常见方。

8、法COMMONPLACE。实际上，据估计现在进入人类内的蛋白质的氮的一半源自所述人为过程，而余者源自经由细菌和古生菌的天然固氮作用。0003增加的可用氮供给已经使农业和工业生产有可能空前上涨，但是同时也已导致相当大的对环境的无意的氮排放，其主要形式为氨、铵和硝酸盐。0004在城市、工业和农业废水中，一大部分的氮经常作为铵存在，铵的大多数源自动物代谢。当离开哺乳类动物时，代谢废物中相当比例的氮是以尿素的形式存在。然而，此后不久，尿素在一种PH中性的混合物中转变成铵和二氧化碳。然后在接下来的期间内，二氧化碳离开，PH上升并且氨将开始挥发。0005氨是一种对眼、鼻、和肺的刺激物，并且在高浓度下可能导。

9、致疾病或甚至死亡。当大量释放到大气中并且通过空气和雨水沉积进贫养生态系统如沼泽、荒野MOORES和欧石南丛生的荒野HEATHLAND中时，构成原始植被的物种被亲氮类物种取代。存在的氮的一部分可能将以硝酸盐的形式沥滤到地下水中或流出到溪水WATERCOURSE、淡水和海水体中，从而导致进一步的污染和富养化的问题。0006因此，近几十年来相当多的关注已指向方法的开发，经由这些方法有机废水中的氮可以被选择性去除并且以一种形式保存，该形式适用于运输到具有较小的氮负载的地区用于用作一种肥料或用于其他实际用途。0007当氮有待从有机废水中回收时，由于显著比例的氮存在于废物的液体部分中，通常通过不同手段进行。

10、初始分离成一个干部分和一个液体部分。作为所述分离结果出现的干废物部分可以被用作，例如一种富含磷的土壤改良剂、生物质燃料、或沼气厂的原料。0008根据已知的方法，传统上已经通过氨汽提和/或铵盐沉淀将氮从液体废物部分中移出用于直接用作一种通过添加一系列额外化学品而产生的肥料。0009为了从有机废水中以较小的能量消耗并且不依赖于复杂工业设备而去除铵态氮，已经提出使用天然离子交换剂用于通过吸附作用清除铵离子。因此，国际专利申请WO92/12944披露了使用一种天然阳离子交换剂、特别是矿物海绿石用于从液体粪肥的水相去除铵态氮。在过滤、絮凝、和沉淀步骤之后，将一个呈现适度含氮量的水相施加到该离子交换剂。该。

11、离子交换剂可以优选用一种CACL2的水溶液再生，并且将洗出液或作为单独的产品储存或与一种源自使粪肥成为不同相的初始分离的稠浆结合。0010对利用天然离子交换剂来将铵态氮从有机废水中去除的现有技术方法抱有极大希望。遗憾的是，这些方法未达到这些极大的期望并且已经很少以商业规模来使用。几个主要问题阻碍了在将铵从有机废水中清除时获得天然离子交换剂的功能性及持续性大规模操作的尝试。0011当用于谈论中的目的时，天然离子交换剂床被产生自其自身分解的细小物质以及说明书CN104136122A2/12页5来自有机废水的部分具有有机性质的干燥物质颗粒堵塞。待清洁的液体的渗滤被严重阻碍，这样使得通过离子交换剂本体。

12、的流速以及因此其效率缩减到一个不令人满意的水平，通常缩减到小于3MM/MIN。对于使用再生剂溶液对天然离子交换剂床进行的每次反冲洗和处理，离子交换剂材料的风化进展到如此以致加重设备PLANT堵塞问题，从而产生一种受抑制的且不均匀的流过离子交换剂床不同部分的模式。0012用于从有机废水中去除铵态氮的天然离子交换剂的另一个缺点在于其固有的低阳离子交换能力，经常低于1摩尔当量每升。在离子交换过程期间不可能获得令人满意的铵浓度系数。在将吸附的铵从该离子交换剂释放到一种再生剂溶液中后，这种液体的最终体积典型地是基本上不小于在该方法开始时有待处理的该液体的体积。0013由于涉及相当大的环境和商业利益，为了。

13、补救使用天然离子交换剂来将铵态氮从有机废水中去除的方法的缺点已经进行了许多试验。因此，已经如例如国际申请WO2004/089833A2和美国申请US2008/053909A1中所描述地进行了合成离子交换剂的使用。然而，以上列举的天然离子交换剂的缺点的一个决定性部分仍存在，因为没有提出令人信服地有利的浓度系数CONCENTRATIONFACTORS。0014总体上，似乎已经普遍放弃了用于从有机废水中选择性去除铵的离子交换原理，而以通过向有待处理的液体添加合适的化合物直接沉淀铵盐来替代。0015鉴于以上情况，本发明的目的是提供一种环境友好的方法用于从有机废水中去除铵态氮，该方法是有效、简单、和持久。

14、的，并且仅需要适度的能量消耗和额外工业化学品。0016为了满足这个目的，提供了一种用于从有机废水中去除铵态氮的方法，该方法包括以下步骤提供具有小于2G/L的铵态氮含量的有机废水；将所述废水施加到一种有机的、合成的离子交换剂上，该离子交换剂在使用中吸附超过12EQ/L摩尔当量每升、优选超过20EQ/L；并且使来自所述废水的铵态氮吸附到所述离子交换剂上，其中，将该离子交换剂随后用一种质量摩尔浓度为从3MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的NANO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从1MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的NA2CO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从3MOL/KG至完全。

15、饱和并且温度为从5至40的NACL溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从1MOL/KG至完全饱和并且温度为从30至40的NA2SO4溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从4MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的K2CO3溶液、和/或用一种质量摩尔浓度为从4MOL/KG至完全饱和并且温度为从5至40的K2HPO4溶液再生，其中，当将所述废水施加到该离子交换剂时，该有机废水具有小于8W/W的有机物质含量，所述有机物质是溶解的或处于最大扩张MAXIMUMEXTENSION为25M的粒子形式。0017已经出人意料地发现将一种有机的、合成离子交换剂与所述高度浓缩的再生剂溶液组合使用使得有可能以高流速和高浓。

16、度系数直接从有机废水中去除铵态氮，并且以这样的方式使得离子交换剂的这些有利特性仍存在，甚至当将其反复再生并且暴露给有待处理的液体持续延长的一段时间时。鉴于迄今为了讨论的目的用天然离子交换剂进行处理时所遇到的问题，用有机的、合成离子交换剂的球珠发现的惊人的耐久性和有效性比所能希望的多得多。出人意料地，诸位发明人已经意识到本申请中的有机的、合成离子交换剂实际上忍受如此极强的再生剂溶液而不顾由合成离子交换剂的生产者给出的使用说明书中明确的劝告，后者仅用弱得多的溶液进行再生以便不会由于过量的渗透冲击OSMOTICSHOCK说明书CN104136122A3/12页6而破坏该离子交换剂。使用强再生剂溶液的。

17、可能性是实现高浓度系数的一个强促成因素。此外，强盐溶液有效抑制大部分种类的微生物菌种在离子交换剂床上的建立，这样使得通常可以免除对有待处理的废水进行巴氏杀菌的一个在前步骤。0018因此，提供了一种稳健、简单并有效的方法用于从液体粪肥中去除铵态氮，这样使得可以控制与在有机废水中的多种氮化合物的排放有关的不利影响。0019该有机的、合成离子交换剂是一种由树脂如通过在聚合反应过程中加成二乙烯基苯而交联的并且带有强酸性官能团的苯乙烯制成的阳离子交换剂。该树脂可以是凝胶型或大孔型。可替代地，该离子交换剂可以呈一种弱酸型阳离子交换剂的形式，其中将苯甲酸基团官能化在丙烯酸树脂上，该弱酸型阳离子交换剂又可以成。

18、型为或者凝胶型或者大孔型。0020此外，在容纳该阳离子交换剂的设备中也可以存在一种或多种阴离子交换剂。0021应用于再生的溶液的优选溶剂是水，尽管还可以考虑其他合适的溶剂。可以单独或组合使用相应盐的再生剂溶液。在再生剂溶液中，各个铵离子NH4将分别与同样单价的钠离子NA或钾离子K中的一个交换。关于这点，将理解的是所列出的其中对每个分子有两个钠原子或钾原子进入的盐中的任一种将提供如溶液举出的分子质量摩尔浓度的两倍之多的摩尔当量/KG的铵交换。0022根据本发明的一个优选的实施例，在将废水施加到离子交换剂之前，使该离子交换剂处于NA形式或K形式。例如，如果该离子交换剂已经预负载了H离子或是完全处于。

19、原状态的，则可以用一种氯化钠、硝酸钠或硫酸钠溶液对其进行处理。与所应用的离子交换剂树脂组合的其他容易溶解的阳离子适用于来自有待处理液体的铵离子的选择性交换，也可以考虑为用于离子交换剂的预负载。此外，可以将富含氨的较久的有机废水施加到呈H形式的有机的、合成离子交换剂的一个单独的床上。0023在一个实施例中，用一种具有5的温度并且质量摩尔浓度为超过5MOL/KG、超过6MOL/KG、优先7MOL/KG的K2CO3溶液使该离子交换剂再生。最优选的，用一种质量摩尔浓度为8MOL/KG并且温度为20的K2CO3溶液使该离子交换剂再生。0024还可以用一种具有5的温度并且质量摩尔浓度为超过6MOL/KG、。

20、超过7MOL/KG、有利地是8MOL/KG的NANO3溶液使该离子交换剂再生。此外，可以使用一种具有10的温度并且质量摩尔浓度为9MOL/KG的NANO3溶液，或最优选用一种具有20的温度并且质量摩尔浓度为10MOL/KG的NANO3溶液使该离子交换剂再生。使用NANO3作为一种再生剂的有利之处在于硝酸铵作为一种产物产出。这是作为一种高氮肥料以及作为一种用于煤和钢铁采矿、采石、以及建设工程的炸药非常需求的。0025同样，可以用一种表现出20的温度和2MOL/KG的质量摩尔浓度、30的温度和3MOL/KG的质量摩尔浓度、或优选地40的温度和45MOL/KG的质量摩尔浓度的NA2CO3溶液使该离子。

21、交换剂再生。在中国非常需求的一种肥料碳酸氢铵可以有利地通过使用NA2CO3作为一种再生剂在随后使二氧化碳的细小泡沫通过该洗出液并将其冷却而制备。0026离子交换剂的再生还可以用一种呈现出30的温度与25MOL/KG的质量摩尔浓度、或有利地呈现出32的温度与35MOL/KG的质量摩尔浓度的NA2SO4溶液进行。产生的产物，硫酸铵，是作为一种用于碱性土壤的肥料所需求的并且此外用于疫苗中、用作一种食品添加剂以及用于通过选择性沉淀来纯化蛋白质。说明书CN104136122A4/12页70027离子交换剂还可以用一种质量摩尔浓度为6MOL/KG并且温度为5、10、或优选地20的NACL溶液再生。通过这种。

22、方式提供一种方法，通过该方法可以将来自有机废水的铵态氮以一种具有明显且用途广泛的应用的形式回收。氯化铵适用于用作牲畜的一种饲料添加剂并且可通过已建立的方法转化成多种肥料产品，此外它还找到了自身的很多非农业用途。例如，氯化铵用于织物印染、胶合板胶、洗发香波、清洁产品、用于酵母的营养介质、用作止咳药、用于减缓在0以上时滑雪斜坡上的雪融化、以及用作对甘草和伏特加的调味添加剂。0028进一步地，该离子交换剂可以使用一种质量摩尔浓度为5、6、7、或优选8MOL/KG并且温度为20的K2HPO4溶液再生。0029总体上，可以通过在一个指定温度下添加再生剂盐将在再生离子交换剂时产生的铵盐和钾盐从来自该离子交。

23、换剂的洗出液流中分离出来，在该指定温度下再生剂的溶解度不同于铵盐和钾盐的溶解度。如果产物盐呈现出较低的溶解度，可以将其作为晶体回收。如果产物盐具有较高的溶解度，可以将其从溶液回收，并且可以将再生剂作为晶体回收。0030根据一个优选的实施例，将废水施加到离子交换剂的步骤和将该离子交换剂再生的步骤以一个系列的形式轮流进行，该系列包括超过10次、优选超过25次、优先超过50次、更优选超过500次、最优选超过3000次重复的所述步骤，并且其中，在这样的系列的持续期间不更换该离子交换剂。诸位发明人已经出乎意料地发现，该离子交换剂经得起这样的处理而对其性能没有任何显著损害。0031优先地，有机废水中铵态氮。

24、的浓度超过1G/L、优先15G/L。所述浓度高于污水工程中通常处理的有机废水的浓度。使用一种具有高交换量即12摩尔当量每升、优选20摩尔当量每升的耐用的离子交换剂，使得有可能有利地通过离子交换处理具有高浓度铵的液体而不需要任何预处理来降低有待处理的液体的铵含量，否则这也不会已经是实用的且有益的。0032在本发明的一个实施例中，在有待处理的有机废水中铵态氮的浓度是19G/L或更小。0033根据一个实施例，在将所述废水应用到离子交换剂时，该有机废水具有的有机物质的含量是超过1、超过2、超过3、或超过5W/W，所述有机物质是溶解的或是处于最大扩张为25M的粒子形式。出人意料地，如此大的有机物质含量是。

25、与有机的、合成离子交换剂床在高流速和高离子交换能力下的持续运行可调和的，尽管事实是有机的、合成离子交换剂被制造且通常用于处理工业上和研究液体，这些液体基本不含颗粒和有机物质。0034在一个具体的实施例中，有待处理的有机废水包括液体粪肥。根据本发明的所述实施例，在有待处理的有机废水中存在的液体粪肥可能源自任何动物，但是最经常源自牲畜，例如猪、牛或家禽。在将其应用到离子交换剂前，可将所述粪肥与其他种类的有机废物如城市污水混合。0035可以将该有机的、合成离子交换剂安装在接收来自几个外源的含粪肥废水的中央设备中，或可将其设置在一个农场内，该农场设置为与畜舍不论是一种传统的或敞圈牛舍或猪圈不论是在室内。

26、或室外联合在一起。通过后面的联合，确保了可预测的且稳说明书CN104136122A5/12页8定的新鲜粪肥供应的可能性。0036优选地，液体粪肥产生自粪肥的分离，如此以限制粗、固体物质出现。任选地，在分离前将该粪肥暂时存储在一个储蓄池中。可通过任何种类的分离器、任选振动筛分离器实现分离。还可以将粪肥在一个倾析器或螺旋压榨机中分离。在一个优选的实施例中，在分离后并且在施加到离子交换剂之前对液体粪肥进行巴士消毒。进行此以便抑制微生物生长以及由此在离子交换剂床上形成生物膜和微粒群落。0037有利地，在基础的诱发排便和排尿发生后从2天到5周的一段时间内，将该液体粪肥分离并且在一个或多个缓冲罐中短暂驻留。

27、后，将其巴氏消毒并施加到离子交换剂上，以便限制氨的排放并且确保该粪肥仍然相对新鲜且适合于分离。在如此的早期阶段对粪肥进行加工呈现出额外的优点，即，大大限制了甲烷和笑气排放，甲烷和笑气分别是与21倍和289倍的二氧化碳一样强的温室气体。如果有待处理的液体不是源自粪肥，则所举出的新鲜标准将是不同的或将不适用。0038有待施加到该离子交换剂的液体粪肥中的固体颗粒的最大尺寸是等于或小于25M、最优选小于10M，以便不限制液体流过离子交换剂床及其离子交换能力。0039在一个优选的实施例中，在将所述废水施加到该离子交换剂时，该有机废水显示出的PH在6580的范围内。为了确保在一个阶段在该阶段在该有机废水中。

28、包含的氮的主要部分是以铵的形式存在处理该有机废水，不应将其搁置变为碱性。在已经使存在的大部分铵转化成氨的情况下，将有机废水施加到呈NA形式或K形式的离子交换剂上将是无效的。相反，作为延长存储的结果富含氨的有机废水可以如先前所提及的施加到呈H形式的有机的、合成交换剂的一个单独的床上。在另一方面，不得将新鲜有机废水其中氮主要以铵的形式存在施加到一种呈H形式的离子交换剂上，即使这是许多商业离子交换剂的默认装载。这类应用将导致二氧化碳的爆炸性发泡。0040根据本发明的一个优选实施例，该离子交换剂的球珠具有0410MM、优选0607MM的平均粒径以及12或更小、优选11或更小的均匀性系数。均匀性系数定义。

29、为在对应于60的颗粒通过筛子的网眼的粒径与对应于10的颗粒通过筛子的网眼的粒径之间的关系。如果球珠过大，则球珠的可及表面面积以及由此的离子交换剂床总的交换能力将是不足的，然而过小的球珠将浮在有待处理的液体的顶部而不是遍及其中。进一步地，低的均匀性系数保证该有机的、合成离子交换剂的颗粒不是过紧填充的并且较不易堵塞，特别是当与天然离子交换剂对比时。当采用一种有机的、合成离子交换剂时，使一个高得多的流速是可能的。然而在天然离子交换剂床中容易出现低流速下的沟流、以及高流速下的湍流并且少量成分颗粒冲出，诸位发明人已经发现这些现象在有机的、合成离子交换剂的情况下根本不是问题。进一步地，在一个有利的实施例中。

30、，离子交换剂树脂球珠可以是通过从离子交换剂床的下方吹过压缩空气而定期解填充UNPACKED。0041在下文中，将通过参照非限制性图说明本发明的一个优选实施例。该图示出了用于实施根据本发明的方法的设备的一个实施例的示意图。0042现在参考附图，所说明的设备的主要特性通过数字引用如下00431是一个用于接收液体粪肥和进入该有待处理的有机废水的其他材料的位置；2是一个缓冲罐；3是一个用于将固相从有待进一步处理的液相分离出来的倾析器；4是一个缓冲罐；5是一个巴氏杀菌装置；6和7是器皿，每个器皿具有一个有机的、合成离子交换剂说明书CN104136122A6/12页9床，其中6可代表串联或并联安排的多个离。

31、子交换剂器皿的一个阵列；8是一个缓冲罐；9是一个超滤装置；10是一个反渗透装置；11是一个缓冲罐；12是一个含有用于再生该离子交换剂的溶液的容器；13是一个缓冲罐；14是一个混合罐；15是一个含有氮配制品的溶液的容器；16是一个含有磷配制品的溶液的容器；17是一个含有钾配制品的溶液的容器。除了所说明的指向流动之外，为了清晰起见没有显示的其他的流动存在于从12至6和从6至13。0044现在将给出对如图的设备中进行的、根据本发明方法的优选实施例的描述。0045在位置1将液体粪肥与其他有机废料一起收集，将其从位置1如所要求的泵送或装载到缓冲罐2。通过卡车将其从外部源递送到该设备。当到达时，该粪肥的年。

32、龄是1至30天并且其本身呈现为相对新鲜、稀薄的浆料，其中显著大多数的氮是作为铵存在，PH是中性的并且碳酸的含量是高的。在该缓冲罐2中驻留持续不超过几天后，定期将部分有机废料的混合物运到倾析器3以分离成两部分。一部分是固体部分而另一部分是具有基本上不大于25M的颗粒的液体部分。将该液体部分储存在缓冲罐4中持续仅够确保基本上将来自肥料的全部尿素都转换成铵和二氧化碳。将该固体部分运输到一个外部存储器中并且在本发明接下来的过程中不起作用。0046将液体部分从缓冲罐4泵送到巴氏杀菌装置5以加热到至少72持续不少于2小时，这样使得存在于液体中的微生物被杀死或显著减少。以这种方式避免或至少阻止细菌和真菌菌落。

33、在离子交换剂床上建立。0047巴氏杀菌后，将在这个阶段含有浓度为1G/L的铵态氮和2W/W的有机物质的液体部分泵送到器皿6和7中，这些器皿在该本实施例中是并列安排的并且其中具有一个有机的、合成离子交换剂床。在要处理大量有机废水的情况下，可能已经存在其他的并列连接的器皿。该离子交换剂是由一种呈NA形式的凝胶树脂制成，该离子交换剂具有通过加成二乙烯基苯交联的苯乙烯作为其基质，并且具有磺酸作为官能团。离子交换剂的总交换容量总计约2摩尔当量每升，并且平均球粒尺寸是约065MM，显示出的均匀性系数是约11。在每个器皿中存在近似16M3体积的离子交换剂，并且每个器皿在离子交换剂床的顶部水平面处的内横截面面。

34、积是约18M2。0048将有待处理的液体泵送到每个器皿的顶部，如此使得借助重力以310CM/MIN的流速渗透通过该合成的、有机离子交换剂床，该流速比用天然离子交换剂获得的速度高出6至10倍。该操作在大气压下进行，然而，定期将该离子交换剂床通过处于最大20巴的压缩空气从该器皿的底部吹送通过，以便保持该床的一种多孔、均匀的整体结构。0049将渗透物导入缓冲罐8；否则，可能希望的是其作为一种稀释的肥料的用途。可替代地，该渗透物还可以流过一个阴离子交换剂床以便去除磷酸根离子。随后，在超滤装置9和反渗透装置10中将渗透物调节到所规定的水质，以最终到达缓冲罐11，从缓冲罐11将其弃除或根据当地需求应用到适。

35、当的用途。0050如果用于将铵态氮从有机废水中去除的设备已经与一个农场相连，则该渗透物可以有利地用于连续或间歇式畜舍或猪圈的地板的下方粪肥冲洗，着眼于限制粪肥中的氮从铵到氨的转化。优选地，包括用于冲洗的渗透物的经冲洗的粪肥将形成有待应用到该离子交换剂可能是在储蓄池中短暂停留与随后的分离后的有机废水的主要部分。合适地，由所述使用来自离子交换剂的渗透物的冲洗提供的该液体粪肥流将已经是定时的，如此使说明书CN104136122A7/12页10得确定包含在该粪肥中的尿素转化成铵和二氧化碳，同时仍限制铵转化成氨。0051通过这种方式，可能已经以一种最合适的方式将渗透物加以利用，因为粪肥流将自此内在地并入。

36、用于去除铵态氮的过程中。因此，该粪肥将进入一个常规流中并且在应用到离子交换剂时将仍是新鲜的。由此，将可能减少差不多60或更多的氨释放到畜舍或猪圈的空气中，并且在待处理的液体粪肥中铵与氨的比率将是足够高以便确保存在的氮的主要部分可能作为铵离子在离子交换剂中清除。相反地，如果要通过使用一种离子交换剂将以传统方式在一个粪肥罐或粪肥塘LAGOON中储存了更长一段时间的粪肥净化掉氮，氨将更占优势，并且将有必要包括一个包含用酸进行预处理的步骤，或一个包含在载H型离子交换剂床中进行分离处理的步骤，该载H型离子交换剂有待用一种磷酸或硫酸溶液再生，如果要获得类似的效果。0052此外，通过用重复利用渗透物代替用水。

37、冲洗，可获得实质上的节约并且此外由于在冲洗中所使用的液体其自身源自粪肥，用渗透物进行冲洗将不会增加粪肥的整体体积。0053在本实施例中，当在如通过在线测量确定的处于预定浓度的铵开始从其底部漏出时，中止将废水供应到离子交换剂床。在对废水进行离子交换处理时，当新鲜器皿接入以替代铵饱和器皿时起动铵饱和器皿的再生。以这种方式实现设备的连续操作。0054然而，在再生前，用一个床体积的水冲洗相应的离子交换剂床，如此使得冲洗掉来自该离子交换剂的颗粒物质和有机材料。0055使用约10MOL/KG水的浓度相当于几乎完全盐饱和的NANO3进行再生，将其在约20的温度下从容器12引入该离子交换剂器皿的底部。在这样的。

38、浓度下，将可能已经存在于该离子交换剂床中的细菌和真菌被杀除到一定程度使得在这种情况下可以免除前述的废水巴氏杀菌步骤。所施加的钠离子如此作用以便取代被吸附的钾离子和随后铵离子以及一些来自离子交换剂的氨基酸。维持盐溶液的供给直到离开离子交换剂床的洗出液中的铵达到了预定的低水平，此时再次用水清洗该离子交换剂床以将硝酸钠从中清除。然后该离子交换剂再次准备好用于有机废水的处理。0056将所述清洗水和洗出液作为NH4NO3和KNO3的溶液导向缓冲罐13中。随后，将其带入混合罐14，其中通过调节最占优势的大量营养元素在所述溶液中的比例产生高档肥料。合适的氮、磷和钾的配制品分别从容器15、16、和17供应，并。

39、且也可能已经添加了其他营养素。0057当根据以上概述的程序进行操作时，包含在近似20床体积有机废水中的非常高比例的铵离子可能被吸附到一个单一的有机的、合成离子交换剂床上并且被释放到一个床体积或更少的再生剂溶液中。以这种方式可以获得一个浓度系数，该浓度系数比用天然离子交换剂和用常规应用的较低强度的再生剂溶液可获得的那种高许多倍。0058总体上，浓度系数取决于一系列因素，值得注意地是1有待处理的液体中的铵离子浓度；2离子交换树脂的离子交换容量；3再生剂溶液的浓度正电荷的摩尔当量；以及4再生剂溶液在离子交换树脂床中的流动型态。0059由于分别应用于1和3的液体之间的大的浓度区别，根据本发明的方法，有。

40、可能将来自再生过程的洗出液的最后一部分“尾部TAIL”再利用用于制备新一批的再生剂溶液，由此进一步提高浓度系数。铵在再生剂溶液中成比例适度的浓度没有显著降低再生过程的产率并且因此可以被接受。说明书CN104136122A108/12页110060至于再生剂溶液的流动型态，已经发现一种包括高流动阶段接着停止的重复周期的脉冲再生允许显著更高的浓度系数，这归因于在洗出液中铵的更高的峰值浓度以及更短的尾部。脉冲再生剂流的周期的一个实例可以是15床体积/小时持续6秒接着零流量持续54秒，从而导致平均流速为15床体积/小时。在高流动阶段中，在离子交换床中径向混合是最优化的，而在停止期间扩散到离子交换剂球珠。

41、中是最优化的。生成的间断式流在再生剂流的前部和短的尾部呈现出高浓度。0061现在将通过以下非限制性实例说明本发明。0062实例0063实例1不同类型有机的、合成离子交换剂的测试0064使分别是凝胶树脂型和大孔型的两种有机的、合成强酸性阳离子型交换剂呈NA型，并且就它们在3床体积每小时的流速下保留铵的能力进行比较。00650066说明书CN104136122A119/12页120067即使凝胶树脂型离子交换剂表现出最佳的纯化特性，大孔离子交换剂也被发现是完全适用于根据本发明的目的。0068以同样的方式，测试两种弱酸性离子交换剂。00690070说明书CN104136122A1210/12页130。

42、071在此，大孔阳离子交换剂显示出最佳的结果并且被发现是可应用于本发明的目的。0072实例2所选择营养素的分离效率0073在荷兰斯特克斯的瓦赫宁恩大学的猪研究中心WAGENINGENUNIVERSITY,SWINERESEARCHCENTRESTERKSEL,NETHERLANDS建立了用于实施根据本发明的方法的原尺寸设备。借助于一个倾析器将输入的一星期时间的猪粪肥分离成一个固体部分和一个液体部分。将该液体部分短暂存储在一个缓冲罐中，将其从该缓冲罐泵送到一种有机的、合成离子交换剂上。0074该离子交换剂由呈NA形式的凝胶树脂球珠构成，具有通过加成二乙烯基苯而交联的苯乙烯作为其基质并且具有作为官。

43、能团的磺酸。该离子交换剂的总交换容量总计为近似2摩尔当量每升，而平均球珠尺寸是约065MM。这些大量的离子交换剂球珠的均匀性系数是约11。近似16M3体积的离子交换剂存在于一排器皿中的每个器皿之中，并且每个器皿的在离子交换剂床的最高水平处的内截面面积是近似18M2。0075将有待处理的液体泵送到每个器皿的顶部如此使得通过重力以近似7CM/MIN的流速渗透过合成的、有机离子交换剂床。一旦各个离子交换剂床饱和时，如由预定铵泄漏阈值所定义的，将它们用一种处于20的温度和约10MOL/KG的浓度的NANO3溶液再生，产出一种已经被离子交换剂吸附的带有营养素的洗出液。持续该再生直到在洗出液中的铵达到预定。

44、的低水平。0076分离效率是每种营养素输入质量的最后终止于洗出液根据以上程序对其进行处理后中的比例的度量。通过营养素在洗出液中的质量除以该营养素的输入质量计算出分离效率。0077处理了呈现为有机物质含量为10W/W并且铵态氮含量为19G/L的总共6476KG的液体部分。0078营养素总共的N总共的KNH4N分离效率6093890079如所呈现的，发现了对于钾以及铵态氮的非常高的分离效率。然而，由于该离子交换剂的饱和以及再生操作是参考如以上提及的预定铵阈值进行的，若希望的话，可以通过调节所述阈值将分离效率使得地进一步增加到接近100的值。说明书CN104136122A1311/12页140080。

45、实例3在多个吸附和再生周期中对于不同类型离子交换剂的持续铵分离效率0081使分别是凝胶树脂型和大孔型的两种有机的、合成阳离子交换剂呈NA型，并且就它们在3床体积每小时的流速下的持续保留铵的能力进行比较。将铵吸附到离子交换剂上后，将离子交换剂每次用一种处于10MOL/KG水的质量摩尔浓度和20的温度的NANO3溶液进行再生。对这两种测试离子交换剂进行总计10次运行。008200830084虽然发现了对于凝胶树脂型离子交换剂的最佳的持续铵净化特性，但也发现了大孔离子交换剂保持了有用的保留水平。0085在实例1中测试的弱酸性离子交换剂还经受用强盐再生剂进行再生。将DOWEXMAC3用10MOL/KG。

46、的NANO3溶液再生，而将AMBERLITEIRC86用5MOL/KG的NANO3溶液再生。特别是对于后者，在铵吸附步骤期间观察到该离子交换剂的实质性溶胀，这将影响其铵分离效率的长期持久性。然而，对于大孔DOWEXMAC3，根据手头的发现和观察结果预计的是在10次连续吸附和再生步骤后将仍保持有用的保留水平。0086实例4离子交换剂对渗透冲击的耐受性0087进行一项测试以便找出反复的渗透冲击将如何影响该有机的、合成离子交换剂。每10分钟将4MOL/KG的NANO3溶液和1W/W的NH4CL溶液轮流应用到一个有机的、合成离子交换剂床。运行50个周期，意味着该离子交换剂经受100次溶液改变，每次溶液。

47、改说明书CN104136122A1412/12页15变可以被认为是一次渗透冲击。随后，将离子交换剂球珠的一个随机样本送往制造商进行分析。发现了约5的球珠破裂。然而，在原始状态的离子交换剂中的未破裂球珠的初始含量仅被保证为95的最小比例。因此，没有发现渗透冲击处理的显著的恶化效果。0088实例5容量和流量的长期持久性0089即使在一个根据本发明的方法运行的设备中并且没有对来自该设备的离子交换剂材料进行任何替换下连续完整处理液体粪肥12个月后，未出现有关降低的离子交换容量、减小的流速、或细菌生长的问题。0090实例6浓度系数0091当在一个G26离子交换剂床上吸附500PPM的铵溶液时获得了高浓度系数的最极端的实例之一。再生剂是K2CO3，K为16重量摩尔浓度，并且该洗出液是05床体积中50,000PPM铵。该浓度系数是200倍并且基本上没有任何铵氨尾料。尾料的缺少可以由在强碱性再生剂溶液中铵离子到氨的化学转化进行解释。这防止了铵离子与再生剂的钾离子在离子交换剂的阳离子位点进行竞争。在这种情况下该再生剂用其自身的离子不可逆地取代活性位点。这个理论通过以下事实证实，即，用饱和K2HPO4进行再生将在峰值处给出等于或甚至更大的浓度，但是导致显著的尾料。在后一种情况下，铵离子大概与钾离子为吸附进行竞争。说明书CN104136122A151/1页16图1说明书附图CN104136122A16。