CN101955242B - 一种用于处理废水的移动式吸附设备及其方法 - Google Patents

Abstract

一种用于处理废水的移动式吸附设备，包括内部设有吸附材料的吸附床，所述吸附床的下部设有废水进水管，上部设有净化水出水管，所述吸附床主体为柱形结构，所述柱形结构的顶部设有吸附材料进料口，所述吸附材料进料口通过上料机与储存吸附材料的料仓连接；所述柱形结构的下部连通设置一个倒锥形结构；所述倒锥形结构的下部连通一个腔体，所述腔体与排料机相连接。解决了现有技术中的固定床式水处理吸附设备需要停机进行吸附材料的更换，使得设备增加，设备使用率降低的技术问题，是一种可以连续运行、无需停机更换吸附材料的、高效的用于处理废水的移动式吸附设备及方法。

Description

一种用于处理废水的移动式吸附设备及其方法

技术领域

本发明涉及一种水处理设备及使用该设备的水处理方法，具体地说是一种用于处理废水的移动式吸附设备及其方法。

背景技术

水是人类赖以生存的重要自然资源。对于工业废水和生活污水，需要进行处理才能排放到自然界中或是再次利用。常用的水处理方法有：沉淀物净化法、硬水软化法、去离子法、逆渗透法、超净化法、蒸馏法、紫外线消毒法、生物化学法等。活性材料吸附法是一种水处理的常用方法，由于活性材料如活性炭、活性焦，具有发达的空隙结构、巨大的比表面积和特殊的表面官能团的独特结构，使其具有很好的吸附性，可以有效地吸附去除水中的多种污染物尤其是难以生化去除的污染物，在污废水处理中具有举足轻重的地位。据统计，水处理行业每年消耗的活性炭量占到总产量的一半以上。

现有技术中，通过活性材料吸附来进行水处理时，一般采用固定床操作方式。中国专利文献CN2885377Y中公开了一种活性焦吸附床，顶部为敞口结构，底部为锥形结构，底部有一个以上排料口，活性焦吸附床内装有粒径≤20目的活性焦；活性焦吸附床顶部内侧四周和中间安装有集水槽，集水槽在活性焦吸附床壁一侧装有一个以上出水支管，出水支管下沿与集水槽底部在同一水平线；活性焦吸附床内下部安装有多根进水管，进水管上分布有水孔；进水管一端穿过活性焦吸附床壁与进水支管相连，进水管另一端穿过活性焦吸附床壁与排污阀连接。该技术方案中，当活性焦经过一定时间的使用达到饱和状态后，需要进行更换。更换时，首先关闭进水阀，先将饱和的活性焦排出，然后再加入新的活性焦，再打开进水阀使吸附床重新开始运行。在此更换活性焦时必须停机才能进行，因此工程中采用多个设备并联，轮流操作的方式进行水处理。这样，既增加了设备又增加了设备的维护和使用成本，而且间歇性的停机操作降低了设备的使用率，影响水处理的效率，不适用于大量连续的废水处理。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的固定床式水处理吸附设备需要停机进行吸附材料的更换，使得设备增加，设备使用率降低的技术问题，从而提出一种可以联系运行、无需停机更换吸附材料的、高效的垂直移动床式水处理吸附设备及方法。

为解决上述技术问题，本发明的一种用于处理废水的移动式吸附设备，包括内部设有吸附材料的吸附床，所述吸附床的下部设有废水进水管，上部设有净化水出水管，所述吸附床主体为柱形结构，所述柱形结构的顶部设有吸附材料进料口，所述吸附材料进料口通过上料机与用于存储吸附材料的料仓连接；所述柱形结构的下部连通设置一个倒锥形结构；所述倒锥形结构的下部连通一个腔体，所述腔体与排料机相连接。

所述倒锥形结构的锥角为55-65度。

在所述吸附床内的位于所述净化水出水管的位置设有出水堰。

所述排料机和上料机为泵。

所述废水进水管为两个，分别设置在所述吸附床下部的两侧。

一种所述的用于处理废水的移动式吸附设备处理废水的方法，其特征在于，包含如下过程：

①将吸附材料紧密地填充在吸附床内；

②待处理废水经吸附床下部的废水进水管流入吸附床，所述待处理废水从吸附床的下部向上流动，流经吸附材料时，所述待处理废水中的污染物被所述吸附材料吸附，使所述待处理废水得到净化，净化后的水从所述吸附床上部的净化水出水管流出；

③在废水从下至上运动的过程中，所述吸附床内下部的吸附材料首先吸附为饱和状态，通过排料机将位于吸附床下部腔体内的饱和吸附材料排出，所述吸附床内的吸附材料由上至下运动，通过上料机从料仓中将新的吸附材料通过所述吸附床顶部的吸附材料进料口加入所述吸附床内，使炭层的高度保持不变。

在所述步骤①中，填充的吸附材料的高度为2-4米。所述步骤②中待处理废水的上升流速为0.1m/h-10m/h。

在所述步骤②中，净化后的水经出水堰汇集后从所述净化水出水管流出。

在所述步骤③中，所述排料机将所述饱和吸附材料连续排出，同时所述上料机将新的吸附材料连续地加入所述吸附床，形成一个连续的过程。

在所述步骤③中，所述排料机将所述饱和吸附材料间歇排出，所述上料机同时将新的吸附材料加入所述吸附床。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，

(1)本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备及其方法，废水进水管设置在吸附床的下部，净化水出水管设置在吸附床的上部，并且所述吸附床顶部的吸附材料进料口通过上料机与料仓连接，位于吸附床底部的腔体与排料机相连；在进行水处理时，吸附材料填充在所述吸附床内，废水从吸附床的下部流入，经吸附床内部的吸附材料净化后从所述吸附床的上部流出，废水中的污染物被吸附材料吸附，使废水得到净化，在此过程中位于吸附床下部的吸附材料首先吸附为饱和状态，位于所述腔体内的饱和吸附材料经排料机排出所述吸附床，所述吸附床内部的吸附材料由上向下运动进行填充，同时由上料机从料仓中将新的吸附材料通过吸附材料进料口加入到所述吸附床内，使得吸附材料层的高度不变，这样，在废水吸附处理的过程中，废水的流向和吸附材料的运动方向相反，吸附床下部饱和的吸附材料经排料机排出，同时新的吸附材料从吸附床的顶部加入，此过程不需要停机对饱和吸附材料进行更换，提高了设备的利用率，同时废水和吸附材料对流运行，吸附床下部黏附了悬浮物的饱和吸附材料被及时排出，充分利用了材料的吸附容量，有效减少了水头损失，提高了水处理的效率，节约了成本。

(2)本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备及其方法，所述吸附床下部与主体的柱形结构连通的倒锥形结构的锥角为55-65度，优选60度，这一设置保证了倒锥形结构中的饱和吸附材料顺利向下运动进入腔体内由排料机排出，使得排料更顺畅，同时可以有效保持吸附床内吸附层顶面的水平状态。这一设置还可减少由于饱和吸附材料排出带出的水量，提高水处理效率。

(3)本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备及其方法，所述废水进水管设置在所述吸附床下部的两侧，这样可以使进水分布比较均匀，有助于提高水处理的效率和吸附材料的利用率。

(4)本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备及其方法，根据不同的工程规模和吸附材料来选择废水处理速度，待处理废水的上升流速为0.1m/h-10m/h，既可以保证水处理的速度，同时也可以保证水处理的质量。

(5)本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备及其方法，排料和进料的过程可以设置为连续的或者间歇的，根据被处理的废水的污染度来选择，使其具有更广泛的适用范围。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1是本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备的结构示意图。

图中附图标记表示为：1-吸附床，2、22-废水进水管，3-净化水出水管，4-柱形结构，5-吸附材料进料口，6-上料机，7-料仓，8-倒锥形结构，9-腔体，10-排料机，11-出水堰，12-新吸附材料层，13-吸附层，14-饱和吸附材料层。

具体实施方式

图1给出了本发明所述的用于处理废水的移动式吸附设备，包括内部设有吸附材料的吸附床1，所述吸附床1主体为柱形结构4，所述柱形结构4的上部设有净化水出水管3，所述柱形结构4的下部设有废水进水管2，所述柱形结构4的顶部设有吸附材料进料口5，所述吸附材料进料口5通过上料机6与料仓7连接，此处上料机为泵；所述柱形结构4的下部连通设置一个倒锥形结构8，所述倒锥形结构的锥角为60度；所述倒锥形结构8的下部连通一个腔体9，所述腔体9与排料机10相连接。

在本实施例中，所述排料机10设置为与所述腔体9连接的泵，通过气提方式使所述饱和吸附材料排出，为了向所述吸附床1内提供做够空气，可以选择与所述腔体连接一个空压机，所述空压机用于向所述吸附床1内通入空气，通过气提方式，使饱和吸附材料随着气体排出。

作为本实施例可以变换的实施方式，为了保证饱和的吸附材料顺利进入腔体9内，同时保证尽可能少的废水向下流动随饱和吸附材料排出，所述倒锥形结构8的锥角设置为55-65度的范围内。此外，在所述吸附床1下部的两侧可以分别设置所述废水进水管2、22，使废水均匀流入吸附床，进而提高吸附材料的利用率。同时，在所述净化水出水口处设有出水堰11，出水堰11为圆形，整个圆周都出水，经净化水出水管3汇集而流出。另外，出水堰11处可以设置挡渣板，用来减少漂浮的吸附材料的流失，提高吸附材料利用率。

在本实施例中，所述吸附材料为活性炭，所述活性炭的粒径范围为4-100目，废水为可吸附处理的有机水。本实施例所述的用于处理废水的移动式吸附设备，其处理废水的工作过程如下：

①将活性炭紧密的填充在吸附床1内；

②待处理废水经吸附床1下部的废水进水管2流入吸附床1，所述待处理废水从吸附床1的下部向上流动，流经活性炭时，所述待处理废水中的污染物被所述活性炭吸附，使所述待处理废水得到净化，净化后的水从所述吸附床1上部的净化水出水管3流出；

③在废水从下至上运动的过程中，所述吸附床1内下部的活性炭首先吸附为饱和状态，如图1所示，吸附床下部为饱和吸附材料层14，吸附床中间部分为对废水进行吸附处理的吸附层13，吸附床1上部为新加入的新吸附材料层12；通过排料机将位于移动床1下部腔体9内的饱和活性炭排出，所述吸附床1内的活性炭自上至下运动，通过上料机6从料仓7中将新的活性炭通过所述吸附床1顶部的吸附材料进料口5加入所述吸附床1内，使炭层的高度保持不变。

在本实施例中，在所述步骤①中，所述吸附床1的柱形结构4中填充的活性炭的高度为2-4米。在所述步骤②中，待处理废水的上升流速为0.1m/h-10m/h，此处选择0.2m/h，净化后的水经出水堰11汇集后从所述净化水出水管3流出。在所述步骤③中，所述新的活性炭以8-12kg/h的速度加入所述吸附床1内，同时通过所述排料机10以气提方式从吸附床下部的腔体9中以约16-24kg/h的速度同步排出饱和炭，以保持炭层高度不变，排出饱和炭的含水率约50％。此外也可以根据废水的处理量来控制排出的活性炭的量，所述新的活性炭的加入量与所述废水进水管流入的待处理废水的水量之比设置为1∶50。所述排料机10将所述活性炭连续排出，同时所述上料机6将新的活性炭连续的加入所述吸附床1，使柱形结构4中活性炭层高度保持不变。废水经过此吸附净化过程后，COD的去除率在90％以上，具有较好的处理效果。(COD是指化学需氧量，作为衡量水中有机物质含量多少的指标，化学需氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。)。

作为本实施例可以变换的另一实施方式，活性材料也可以选择活性焦，在所述步骤③中，所述排料机10将腔体9内的所述饱和活性焦间歇排出，例如每隔一小时进行15分钟的活性焦的排出和加入的更换过程，或者根据废水的污染程度和水量来设定排碳的间隔和排碳的时间长短，在排碳的同时所述上料机10将新的活性焦同步的加入所述吸附床1，使得活性焦层的高度保持不变。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (11)

1.一种用于处理废水的移动式吸附设备，包括内部设有吸附材料的吸附床，所述吸附床的下部设有废水进水管，上部设有净化水出水管，其特征在于：所述吸附床主体为柱形结构，所述柱形结构的顶部设有吸附材料进料口，所述吸附材料进料口通过上料机与用于存储吸附材料的料仓连接；所述柱形结构的下部连通设置一个倒锥形结构；所述倒锥形结构的下部连通一个腔体，所述腔体与排料机相连接。

2.根据权利要求1所述的用于处理废水的移动式吸附设备，其特征在于：所述倒锥形结构的锥角为55-65度。

3.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的移动式吸附设备，其特征在于：在所述吸附床内的位于所述净化水出水管的位置设有出水堰。

4.根据权利要求1或2所述的用于处理废水的移动式吸附设备，其特征在于：所述排料机和上料机为泵。

5.根据权利要求1所述的用于处理废水的移动式吸附设备，其特征在于：所述废水进水管为两个，分别设置在所述吸附床下部的两侧。

6.使用权利要求1-5所述的用于处理废水的移动式吸附设备处理废水的方法，其特征在于，包含如下过程：

①将吸附材料紧密地填充在吸附床内；

②待处理废水经所述吸附床下部的所述废水进水管流入所述吸附床，所述待处理废水从所述吸附床的下部向上流动，流经吸附材料时，所述待处理废水中的污染物被所述吸附材料吸附，使所述待处理废水得到净化，净化后的水从所述吸附床上部的所述净化水出水管流出；

③在废水从下至上运动的过程中，所述吸附床内下部的吸附材料首先吸附为饱和状态，通过排料机将位于吸附床下部腔体内的饱和吸附材料排出，所述吸附床内的吸附材料由上至下运动，通过上料机从料仓中将新的吸附材料通过所述吸附床顶部的吸附材料进料口加入所述吸附床内，使炭层的高度保持不变。

7.根据权利要求6所述的处理废水的方法，其特征在于：在所述步骤①中，填充的吸附材料的高度为2-4米。

8.根据权利要求6所述的处理废水的方法，其特征在于：所述步骤②中待处理废水的上升流速为0.1m/h-10m/h。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的处理废水的方法，其特征在于：所述步骤②中，净化后的水经出水堰汇集后从所述净化水出水管流出。

10.根据权利要求6所述的处理废水的方法，其特征在于，在所述步骤③中，所述排料机将所述饱和吸附材料连续排出，同时所述上料机将新的吸附材料连续地加入所述吸附床，形成一个连续的过程。

11.根据权利要求6所述的处理废水的方法，其特征在于，在所述步骤③中，所述排料机将所述饱和吸附材料间歇排出，所述上料机同时将新的吸附材料加入所述吸附床。

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