[发明专利]氨氮回收设备和方法

权利要求书

1.一种用于水溶液中氨氮回收的工艺，所述工艺包括以下步骤：

提供电容去离子器，其具有阴极电极、阳极电极和溶液流经的溶液通道，所述溶液通道位于阴极电极和阳极电极之间，所述阴极电极包括阴极材料，所述阳极电极包括阳极材料，所述去离子器包括介于所述溶液通道和所述阴极电极之间的阳离子交换膜以及介于所述溶液通道和所述阳极电极之间的阴离子交换膜；水溶液流过所述溶液通道，同时在所述阳极电极和所述阴极电极之间提供电势差，从而通过所述阳离子交换膜从溶液中除去溶解态氨氮，并将所述溶解态氨氮吸附在所述阴极电极材料中；和从所述阴极电极材料中除去所述氨氮。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中通过使阴极材料中溶解态氨氮转化为气态氨并通过透气膜扩散，从所述阴极电极材料中除去溶解态氨氮。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的工艺，其中所述电容去离子器是流式电极电容去离子器，并且所述阳极电极和所述阴极电极包括所述阴极材料和所述阳极材料流经的相应流动通道。

4.根据权利要求3所述工艺，其包括用膜接触器除去溶解态氨氮的进一步步骤。

5.根据权利要求4所述的工艺，其中所述膜接触器包括由接触器膜分隔的第一导管和第二导管，所述工艺包括所述阴极材料在所述第一导管中流动，酸液在所述第二导管中流动，氨氮通过膜接触器从所述阴极材料中被除去并与酸相互作用形成铵盐。

6.根据权利要求5所述的工艺，其中所述酸液是硫酸。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的工艺，其中限定通过所述电容去离子器的所述溶液通道的流速，使得所述溶液通道的水力停留时间长于1分钟，优选时间长于1.4分钟。

8.根据权利要求7所述工艺，其中所述溶液通道的所述水力停留时间少于5分钟。

9.根据权利要求3至8中任一项所述工艺，其中当在所述阴极电极中时，所述阴极材料的pH为至少9.25。

10.根据权利要求9所述的工艺，其中当在所述阴极电极中时，所述阴极材料的所述pH小于12。

11.根据任一前述权利要求所述的工艺，其中所述阳极电极和所述阴极电极之间施加的电流密度在2.8 Am^-2和17.2 Am^-2之间。

12.根据权利要求11所述的工艺，其中所述电流密度在11 A m^-2和12 A m^-2之间。

13.根据权利要求11所述的工艺，其中所述电流密度在6 A m^-2和7 A m^-2之间。

14.根据权利要求3至13中任一项所述的工艺，其中所述阴极材料和所述阳极材料包括共用材料，并且其中所述阴极材料和所述阳极材料被补充在相应的腔室中。

15.根据权利要求3至13中任一项所述的工艺，其中所述阴极材料和所述阳极材料包括共同的材料，并且其中所述阴极材料和所述阳极材料在公共储存器中混合。

16.根据权利要求14或权利要求15所述的工艺，其中所述共同的材料包括重量百分比为约5％的碳。