CN104603063B - 具有碳再生回路的水处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种水处理系统(50)，其利用活性炭颗粒(GAC)来移除工艺用水回路(52)中的有机污染物，并且包括与该工艺用水回路流体连通的碳再生回路(54)。碳再生回路可以包括专用再生器(16)，或者再生过程可在工艺用水回路的GAC/水接触器(58)中进行。本发明描述了一个工艺过程，其中通过能最小化碳颗粒损伤的氧化过程在系统内再生来自水处理系统的失效的GAC。

Description

具有碳再生回路的水处理装置和方法
相关申请的交叉引用
本申请要求申请日为2012年8月29日的美国临时专利申请No.61/694,387的权益，其以引用的方式并入本申请。
技术领域
本发明主要涉及水处理系统，更具体涉及利用活性炭颗粒(granular activatedcarbon)(GAC)的水处理系统。
背景技术
吸附是通过使用吸附剂从溶液中结合并移除某些物质的过程。活性炭是水、市政污水和有机工业废水的处理中常用的吸附剂，并且通常以粉末或颗粒的形式使用。
美国专利No.7972512描述了使用GAC处理包括(如来自炼油厂的)油的工业废水的系统。该处理系统使工业废水在生物膜上曝气池中暴露于GAC。优选地，借助于筛子避免GAC进入膜中。当耗尽了GAC吸附有机化合物的能力之后，其变得“失效”。失效的GAC通过卸料口从曝气池中被移出，而新鲜的GAC被引入系统至它所在位置。可以通过移除所吸附的有机物、借由热处理过程如湿空气再生(WAR)或在再生炉中处理失效的GAC或者将其转移到别处以进行再生(再活化)。
其他没有生物膜而利用活性炭的水处理系统是已知的。这种系统可以通过GAC柱或罐来循环待处理的水。失效的GAC柱或罐从系统移除后要么被丢弃要么被转移至再生设施。
失效的GAC通常在炉中于高温下再生。使用化学试剂、臭氧或湿空气氧化来再生GAC也是已知的。再生颗粒材料时的一个顾虑是要限制由再生过程导致的颗粒尺寸范围的劣化。
附图说明
本发明在以下的说明书中基于附图被详述，附图示出了：
图1示出了根据本发明的一项实施方式的水处理系统的示意图。
图2A-2C示出了根据本发明的一个方面的用于再生GAC系统的另一项实施方式的示意图。
图3A-3C示出了根据本发明的一个方面的用于再生GAC系统的另一项实施方式的示意图。
图4A-4B示出了根据本发明的一个方面的用于再生GAC系统的另一项实施方式的示意图。
发明内容
本发明的发明人开发了利用活性炭颗粒(GAC)且包括集成的碳再生回路的水处理系统和工艺。鉴于现有技术的系统要求从系统中移除失效的GAC以进行处理或转运它处再生，本发明的各个方面设想能够在水处理系统自身内再生GAC的系统和工艺，从而节省操作支出。这种系统包括工艺用水回路(process water circuit)以及与该工艺用水回路流体连通的碳再生回路。此外，在再生过程中由再生回路产生的负载了有机物的水可在工艺用水回路中被进一步处理，而不是像现有技术的系统那样通常在随后单独的反应器中处理。在一些实施方式中，本发明通过将含有GAC的容器同时用作工艺用水处理器和湿空气再生反应器，在未对GAC进行任何物理移动下实现了所有这些功能。
图1示出了根据本发明的这样一个水处理系统50的示意图。系统50包括水回路52和碳再生回路54。水回路52包括处理设备56，在其中水暴露于有机污染物并被其污染。处理设备56可以采用任何已知的形式，例如工业废水处理设备或市政水处理设施。水回路52包括GAC/水接触器58，其中由处理设备56产生的被有机污染物污染的水暴露于活性炭颗粒。例如，GAC/水接触器58可包括开放的曝气池或者封闭的柱或罐。碳再生回路54包括碳再生设备60例如可用于为湿空气再生(wet air regeneration)(WAR)过程提供并处理水。碳再生回路54与水回路52流体连通，如图所示其通过GAC/水接触器58处的管道62相互连接。在GAC/水接触器为开放的曝气容器的生物系统中，用低能量泵将失效的GAC转移到专用再生器(dedicated regeneration vessel)以最小化GAC颗粒的侵蚀。在GAC柱系统中，GAC/水接触器本身可被用来进行WAR过程，从而保障GAC颗粒并进一步简化系统。再生回路54优选地在临界条件下提供高含氧水来氧化所吸附的组分以及在显著低于现有技术中的WAR过程所使用的温度下溶解失效的GAC的生物固体，从而进一步保存GAC颗粒的完整性。在一些实施方式中，碳再生回路54只循环氧饱和的液体，由此通过两相流来避免GAC颗粒的侵蚀并且最大化氧化效果以在相比于现有技术系统降低的温度下促进再生。下面将参照其它附图对本发明附加的实施方式和任选的特征进行更充分地描述。
图2A-2C示出了根据本发明的一个方面的废水处理系统10的第一实施方式。如图2A-2C所示，系统10包括包含有机污染源和GAC/水接触器12的水回路15。系统10进一步包括碳活化回路(carbon reactivation circuit)25，其与GAC/水接触器12可分离的流体连通。“可分离的”，意味着水回路25的操作可被分离出来或者要不然与碳再生回路25的操作分开。在一个实施方式中，水回路15的操作通过如图所示的一个或多个阀门(V)与碳再生回路25的操作分离。在一些实施方式中，碳再生回路15与水回路25可拆卸地(removably)连接。例如，可通过拖车或滑轮将定义碳再生回路25的装置运送至包括现存水回路15的设施，并且如本文所述两个回路可被流体连通以操作系统。以这种方式，本发明的方面可结合进修合包(back fit)或升级包(upgrade basis)，以及新设计的设备。
GAC/水接触器12通常包含多种现有技术已知的GAC颗粒14以捕获至少部分有机污染物。在一项实施方式中，GAC/水接触器12为装载了GAC的曝气池，其是现有技术已知的膜生物反应器(MBR)的组件。通常，向曝气池中的GAC/水接触器12添加微生物来帮助分解被吸附在GAC上的有机物。美国专利7,972,512中描述了示例性的曝气池，其全部内容以参考的方式并入本文。在另一项实施方式中，GAC/水接触器12包括经填充的GAC容器，例如GAC柱、GAC盒(cartridge)、或者现有技术已知的GAC生物过滤器。在生物过滤器的情况中，GAC容器可以包括多种微生物以分解被吸附在GAC上的有机化合物。
GAC颗粒14适用于从含有有机化合物的流中移除一定量的有机化合物。在一项实施方式中，所述含有有机化合物的流是工业废水流，例如来自炼油过程的废水流。GAC/水接触器12中待移除的流中的示例性材料包括但不限于农药、苯酚、邻苯二甲酸和烃，例如芳香烃。一旦将GAC/水接触器12交付(be subjected to)含有有机化合物的流，至少部分GAC颗粒14的进一步吸附含碳化合物的能力通常就会用尽或“失效”。因此，暴露于流之后，会提供一定量的失效的GAC 20。
碳再生回路25包括一个或多个足以再生一定量的失效的GAC 20的组件。如下将详细描述和展示，在一项实施方式中，碳再生回路25包括彼此相互连接的至少一个泵，至少一个加热器，以及压缩含氧气体源(source of pressurized oxygen-containing gas)，来循环经加热的含氧水通过失效的GAC20以用于失效的GAC 20的湿空气再生(WAR)。
在所示的实施方式中，碳再生回路25包括专用再生器(此后称“湿空气再生16”或“WAR单元16”)，在其中可发生失效的GAC 20的湿空气再生(wet air regeneration)。如图2A所示，一旦存在失效的GAC 20，可将失效的GAC 20从GAC/水接触器12的出口22泵出到WAR单元16以通过氧化和/或通过溶解吸附在GAC颗粒14上的有机化合物来进行失效的GAC 20的湿空气再生。为完成该过程，提供一个或多个连接在GAC/水接触器12和WAR单元16之间的碳传输泵31，以在它们之间可操作的选择性传输GAC(例如失效的GAC或再生的GAC)。如图所示，WAR单元16包括供接收一定量失效的GAC 20的入口24。失效的GAC 20设定在WAR单元16的空腔内。在一项实施方式中，WAR单元16进一步包括一对GAC滞留筛(retention screens)26来阻止WAR单元16中的GAC颗粒14被研磨。当在WAR单元16的下游使用膜时，如果出现这种情况，即GAC/水接触器12作为膜生物反应器(MBR)的一个组件，GAC滞留筛26对于阻止下游膜的破坏来说是特别有用的。
通常，失效的GAC 20为浆状，然而，应该理解本发明并不如此受限。在一项实施方式中，以不破坏GAC颗粒14的方式，例如通过提供泵31，如空气提升泵、离心式低剪切泵、或者隔膜泵(或类似的泵)，将失效的GAC20从GAC/水接触器12传输到WAR单元16。如此，在GAC/水接触器12与WAR单元16之间提供了压力相对低的GAC转移。
一旦至少一些失效的GAC 20被传送到碳再生回路25的WAR单元16，这些失效的GAC20可以经历湿空气再生或再活化(WAR)过程以使失效的GAC 20能够随后在后续水处理过程中使用。该WAR过程至少要求含氧液体流经过失效的GAC 20。参考图2B，水回路15是分离的，而失效的GAC20在碳再生回路25的WAR单元16内，在例如适当的压力和温度的条件下再生，以从GAC颗粒14上氧化和/或溶解掉一定量的所吸附的有机材料。为完成GAC颗粒14的再生，系统10利用流经WAR单元16的含氧液体。在一项实施方式中，提供的含氧液体全部或部分为液态。如图2B所示，例如，液体部分30可被清除或从WAR单元16的出口32送出。优选地，大部分的GAC颗粒14通过滞留筛26被保留在WAR单元16内而不从WAR单元16转移到液体部分30中。未示出的是，任选地，外部液体源例如外部水源，在需要或想要的时候可以为湿空气再生过程的液体部分30补充体积。
可以通过所示的一个或多个阀门来控制来自WAR单元16的出口32的液体部分30的流动。从出口32，液体部分30可以穿过冷却器34以在其经过气/液分离器36之前降低液体部分30的温度。压力控制阀门(PVC)可被设置在冷却器34和分离器36之间。冷却器34降低流体的温度，它可以是与加热器44关联的再生冷却器。分离器36可以与排气口(atmosphericvent)38液体连接以释放提供新鲜的含氧气体的空气压缩机42中产生的压力。该氧气主要是帮助氧化WAR单元16中的吸附在GAC颗粒14上的有机化合物。
如图2B所示，可以通过一个或多个泵(P)将液体40从分离器36泵送至WAR单元16。在一项实施方式中，如图所示，可以使用来自于合适的氧源(例如空气压缩机42)的空气来氧化液体40。在一些实施方式中，为确定液体40所需的氧化程度，系统10可以包括一个或多个氧传感器以探测从分离器36移动至排气口38的气流(放气流bleed flow)中氧含量。可将测量得到的氧气水平从氧气传感器传送至与空气压缩机42相连的控制器来增加/减少传送至液体40的空气/氧气的量，基于探测到的氧水平来减少、保持或增加液体40中的氧水平至预先设定的范围或至预先设定的最小值之上。在一项实施方式中，放气流(bleed flow)可维持至少3体积％的氧气，在另一项实施方式中，3-5体积％氧气。
在将含氧液体40从分离器36转移至WAR单元16以辅助再生失效的GAC 20之前，可以进一步通过加热器44来加热该含氧液体40。除充氧(oxygenation)和提高温度之外，WAR单元16中的失效GAC 20的再生还在提高的压力下发生。
本发明提供富氧(接近或在饱和状态下)亚临界条件下的GAC的再生。如此，此处描述的过程和系统可以在与已知系统和过程相比更低的压力和温度下操作。较低的温度和压力降低了GAC热分解和/或结构改变的可能性，而这会在随后的应用中降低其吸收容量。另外，在此处描述的富氧亚临界状态下，失效的GAC 20很可能是通过氧化吸附在失效的GAC20上的有机化合物和/或溶解所吸附的有机化合物/生物固体来再生的，而不是通常如现有技术的系统和过程那样来解吸失效的GAC 20上的有机化合物。解吸不是优选的，因为解吸后的化合物保持了它们初始的结构并且由此可能在溶液中再次附着(reattach)到再生的GAC上。相反，此处所描述的条件至少促进了经解吸的化合物的氧化。氧化之后，经解吸的有机化合物不太可能被再次吸附至再生后的GAC，从而导致更加有效的再生过程。在一项实施方式中，含氧液体40对于对应的温度和压力具有等于饱和值的氧气含量。进一步地，在一项实施方式中，含氧液体40可以加热至小于300℃的温度，在一项特别的实施方式中，加热至200℃到240℃。更进一步地，对于接近300℃的温度，可在至少足以避免不想要的闪光(flashing)的压力下(例如介于150psi到1000psi之间，或高达2000psi)保持含氧液体。
可以从碳再活化回路(carbon reactivation circuit)25中将液体放出到GAC/水接触器12中。所述放流(bleed flow)8的功能是排除再生过程中从GAC移除有机材料时进入再活化回路25的溶解的二氧化碳和有机材料。补充供水(未示出)可以用于保持再活化回路25中水的体积。
在WAR单元16中于一定压力和温度下将GAC颗粒14暴露于含氧液体40有效时间之后，GAC得以再生。如图2C所示，可以通过一个或多个泵(如此处所描述的泵31)将再生的GAC46从WAR单元16的出口48返回到GAC/水接触器12中，以进一步对GAC/水接触器12中的含有有机化合物的流(如废水材料)进行处理。
在一些实施方式中，可以在间歇或半间歇基础上(on a batch or semi-batchbasis)将失效的GAC 20引入WAR单元16中，于是在这样的实施方式中也可以在间歇或半间歇基础上进行失效的GAC 20的再生。另一方面，在一些实施方式中，可以在连续的基础上将含氧液体40转移进WAR单元16。半间歇反应器操作与间歇反应器的类似之处在于，它们通常使用类似的设备在单一容器中发生反应。然而，与间歇反应器相比，半间歇反应器在整个过程中允许周期性添加反应物和/或移出产物。例如，在这种情况下，灵活地通过随时间的推移添加更多失效的GAC 20和/或随时间的推移不时地从WAR单元16中移出再生的GAC 40，半间歇反应器将允许在WAR单元16中部分填充失效的GAC 20。同时，可以在连续的基础上，或者通过含氧液体40流经失效的GAC 20的至少两个连续的循环，将加热的、加压的含氧液体40添加到WAR单元16中。由于失效的GAC 20是在间歇或半间歇基础上传送到WAR单元16中的，因此并不要求通常为浆状的失效的GAC 20流经压力控制阀。这样，由压力而导致的GAC退化(reduction)为较小颗粒材料例如粉末的可能性显著减小。现有技术中的连续处理过程通过呈现严苛环境的减压阀将再生的GAC转移出WAR容器，所述严苛环境会破坏GAC颗粒14。
以显著降低GAC颗粒14被损坏的可能性的方式将失效的GAC 20送入WAR单元16中。在一项实施方式中，WAR单元16可被至少部分地减压以允许GAC进入或转出WAR单元16的减压运输。此后，如此处所述为了GAC的再生而升高压力。除了减压之外，可以通过低压泵(如空气提升泵、离心式低剪切泵、或者隔膜泵或类似的泵)来进行失效的GAC 20至WAR单元16的泵送。在一些实施方式中，将低压泵的使用与WAR单元16的减压结合起来以基本上阻止GAC因压力引发而退化(reduction)为较小颗粒如活性炭粉末(PAC)。
在一些实施方式中，可以同时提供或操作两个或更多上述的系统(两个或更多的系统10)。或者，两个并行的工艺用水回路15和/或两个并行的碳再生回路25可以相互联接从而提供操作上的灵活性。这样，尽管失效的GAC20仅在间歇或半间歇基础上、或者在一个系统的修复/维修期间转移进WAR单元16，水处理和/或失效的GAC的再生仍旧可以是连续或基本连续的。
现在参照图3A-3C，其根据本发明的一个方面示出了水处理系统100的另一实施方式。系统100可以包括一些或所有上述的与系统10相关的部件，并且此处对于系统10的任何描述适用于系统100。系统100包括水回路115并且进一步包括碳再活化回路125，其与水回路115的GAC/水接触器12流体分离地流体连通。在一项实施方式中，水回路115的操作可以通过如图所示的一个或多个阀门(V)与碳再活化回路125的操作分离。另外，碳再活化回路125能够可移除地与水回路115接合。
如图3A所示，可以如先前所述通过一个或多个碳传输泵31将失效的GAC 20从GAC/水接触器12传输到WAR单元16中。然而在一项实施方式中，没有如上所述地形成/保持两相的含氧液体40，从WAR单元16的出口排出的液体部分30而是被传输到溶解氧饱和的容器(dissolved O2 saturation vessel)102中，其中氧气溶解进入液体部分30从而形成和/或保持如图3B所示的含氧液体104。在一些实施方式中，液体104被氧气充分饱和。单相的氧饱和液体104相对于两相(气相和液相)的含氧液体40是有优势的。例如，单相的含氧液体104可以在相对于两相液体更高的温度下被泵送进入WAR单元16中。另外，单相的含氧液体104也减小了与泵相关的气蚀的可能性。
为完成液体部分104的增氧，可以从外部氧气源106将压缩氧气连续或间歇地传送到溶解氧饱和容器102中。氧气量可以是对于特定应用任意的适宜量。一旦增氧完成，就通过一个或多个泵将含氧液体104从溶解氧饱和容器102导入WAR单元16中。为了加热含氧液体，加热器44可以以流体连通的方式布置在溶解氧饱和容器102和WAR单元16之间。在一项实施方式中，将含氧液体104加热到至少100℃的温度，在一项特别的实施方式中，将其加热到至少200℃的温度，该温度高于定义为两相系统的含氧液体104的情况。在特别的实施方式中，含氧液体104可被加热到小于300℃的温度，在一项特别实施例中，被加热至200℃到240℃。
与上面图2A-2C描述的过程类似，GAC的再生发生在富氧亚临界条件下。如此，此处所述的条件至少促进了利用含氧液体104在失效的GAC 20上解吸的化合物的氧化。氧化之后，解吸的有机化合物不太可能再次被再生后的GAC吸附，从而导致更加有效的再生过程。
在一些实施方式中，可以从溶解氧饱和容器102或从碳再活化回路125的另一个位置将液体放出到GAC/水接触器12中。所述放流108功能是，排除再生过程中从GAC移除有机材料时进入再活化回路125中的溶解的二氧化碳和有机材料。补充供水(未示出)可以用于保持再活化回路125中水的体积。通过为GAC/水接触器12中吸附在失效的GAC 20的表面上的有机化合物的氧化提供额外可用的氧气，加入到GAC/水接触器12中的氧气帮助GAC/水接触器自身中至少一部分GAC的再生。一旦失效的GAC 20在WAR单元16中再生，如图3C所示，可以在连续或间歇的基础上将再生的GAC46从WAR单元16的出口48导回至GAC/水接触器12。可以理解的是，一个或多个阀门(V)冷却器、加热器、传感器或泵(P)可被包括进任何所示和/或所描述的任意附图中所展示的流程中以促进特别组件的时限、性质以及流量范围。
与图2A-2C所示的实施例类似，向WAR单元16引入失效的GAC 20是在间歇或半间歇基础上完成的，从而失效的GAC 20的再生也可以说是在间歇或半间歇基础上完成的。另一方面，可以在连续基础上将含氧液体104传输到WAR单元16中。因为在间歇或半间歇基础上将失效的GAC 20传输至WAR单元16，因此并不要求通常为浆状的失效的GAC 20流经压力控制阀。这显著降低了由压力而导致GAC退化为较小的颗粒材料如粉末的可能性。
现在参照图4A-4B，其示出了本发明的一项实施方式，其中可有利地在处理包含有机化合物的流的同一个容器(如GAC柱)中原位再生GAC，从而进一步简化了系统。如图4A所示，系统200包括集成的水回路215和碳再活化回路225。水回路215包括含一定量的GAC的GAC/水接触器12，其如前所述，其用于从含有机化合物的流(例如废水流202)中移除一种或多种污染物。如图4A所示，从GAC/水接触器12的出口206将出水204排出至适当的存储或再利用位置。在对废水流进行了一次或多次处理后，至少部分GAC失效。
如图4B所示，在同一容器中(GAC/水接触器12)，失效的GAC 20可以有利地再生。为完成该过程，可以采用本文在先描述的任何再生工艺来进行再生。例如，如图4B所示，为了再生失效的GAC 20，液体部分30可以在被导向通过分离器36之前，流经GAC/水接触器12的出口208至冷却器34以降低液体部分30的温度。在所示的实施方式中，分离器36与排气孔38流体连通。使用来自合适氧气源(如空气压缩机42)的气体富氧化液体40。含氧液体40在传送至GAC/水接触器12之前可以进一步用加热器44加热。在加压和升温的条件下，将失效的GAC 20暴露于含氧液体40之后，产生了再生的GAC 14。如图4A所示，利用GAC/水接触器12中再生的GAC可以处理一个或多个额外的废水流202以从中除去其污染物。于再生过程中从GAC移除有机材料时进入再生回路225中的溶解的二氧化碳和有机材料，可以在再生过程完成时进一步在工艺用水回路215中进行处理。因为接触器12同时形成工艺用水回路215和再生回路225的一部分，因此返回管道45以附图3A中管道108的方式作用为将含溶解的有机物的水循环到水回路215以进一步处理的流体路径。
具体实施方式
为测试在这样一个系统中使用湿空气再生(WAR)再生GAC的效果，碳被联机(in-line)装入生物处理出水(effluent)流经的炼油厂。通过吸附有机化合物，使GAC变得失效。通过糖蜜去除效率(molasses removal efficiency,MRE)和碘值测试(iodine numbertests)来测试GAC。碳样品随后用水浆化并在批抖釜(batch shaking autoclaves)中于220℃、230℃和240℃的温度下氧化15分钟。然后对氧化的碳进行MRE和碘值测试以进行对比。另外，通过氧化完成后对样品进行过滤、干燥并称重来测量碳损耗，并将其与加入的碳重量进行比较。测试结果总结于表1。
表1：来自GAC的WAR的试验室规模反应釜(Bench Scale Autoclave)结果
MRE 碘值测试 ％损耗
初始碳 69％ 1276 ---
失效碳 38％ 530 ---
220℃-15分钟 --- 687 3.0
230℃-15分钟 --- 682 8.9
240℃-15分钟 79％ 722 5.6
上述结果表明WAR之后GAC的MRE甚至比初始碳还要提高。这个结果也表明WAR过程后GAC的碘值测试结果得到了改善。损耗试验结果有些分散，但是所有的结果都少于10％损耗。
此文描述和展示了本发明各种实施方式，显然这些实施方式仅仅作为实施例提供。可以在不背离本发明的情况下作出各种变化、改变和替换。对应地，本发明仅由所附的权利要求的精神和范围限定。

Claims (19)

1.水处理系统，包括：
水回路，其包括有机污染物源和用于捕获有机污染物的活性碳颗粒/水接触器，和
与所述活性碳颗粒/水接触器流体连通的碳再生回路，其用于在有效生产再生的活性碳颗粒和包含溶解的有机物的水的湿空气再生条件下，再生所述活性碳颗粒/水接触器中产生的失效的活性碳颗粒，其中水为液体状态；和
将包含溶解的有机物的液态水循环至水回路以进行进一步处理的流体通路，
其中所述流体通路是不将再生的活性碳颗粒循环至水回路的流体通路。
2.权利要求1的系统，其中所述碳再生回路包括相互连接的泵、加热器以及压缩含氧气体源，从而在所述活性碳颗粒/水接触器内，于湿空气再生失效的活性碳颗粒的有效条件下，循环经加热的含氧水通过所述活性碳颗粒/水接触器。
3.权利要求2的系统，其中所述压缩含氧气体源包括溶解氧饱和容器，并且其中所述碳再生回路仅循环液体。
4.权利要求2的系统，其中所述压缩含氧气体源包括空气压缩机，所述空气压缩机和加热器布置在所述活性碳颗粒/水接触器的上游，并且进一步包括：
布置在所述活性碳颗粒/水接触器下游的冷却器和与大气连通的液/气分离器。
5.权利要求1的系统，其中所述活性碳颗粒/水接触器包括曝气池，并且其中所述碳再生回路进一步包括：
与所述活性碳颗粒/水接触器流体连通的再生容器，其接收曝气池中失效的活性碳颗粒并且将再生的活性碳颗粒返回至曝气池；
相互连接的泵、加热器和含氧气体源，从而在所述再生容器内于湿空气再生失效的活性碳颗粒的有效条件下，循环经加热的含氧水通过所述再生容器。
6.权利要求5的系统，其中所述含氧气体源包括溶解氧饱和容器，并且其中所述碳再生回路仅循环液体。
7.权利要求5的系统，进一步包括在所述活性碳颗粒/水接触器与所述再生容器之间流体连通的活性碳颗粒传输泵，该活性碳颗粒传输泵选自由空气提升泵、离心式低剪切泵和隔膜泵组成的组。
8.权利要求5的系统，其中所述再生容器、泵、加热器和含氧气体源是滑移式或拖式的。
9.权利要求5的系统，其中所述含氧气体源包括空气压缩机，所述空气压缩机和加热器布置在所述活性碳颗粒/水接触器的上游，并且进一步包括：
布置在所述活性碳颗粒/水接触器下游的冷却器和与大气相通的液/气分离器。
10.权利要求6的系统，其中用于将含溶解的有机物的水循环至水回路以进行进一步处理的流体通路包括在溶解氧饱和容器处或其下游位置相互连接碳再生回路和活性碳颗粒/水接触器的放流管。
11.水处理系统，包括：
水回路，其包括有机污染物源和用于捕获有机污物的活性碳颗粒/水接触器；以及
与所述活性碳颗粒/水接触器流体连通的碳再生回路，其用于再生在所述活性碳颗粒/水接触器中产生的失效的活性碳，
其中所述碳再生回路包括液态水充氧器、容纳失效的活性碳的再生容器、和被设计成将含氧的液态水从所述液态水充氧器输送至所述再生容器的碳再活化回路，从而使所述含氧的液态水通过所述失效的活性碳以再生该失效的活性碳和使液态水脱氧，并且将脱氧的液态水输送回所述液态水充氧器，
其中在再生期间，所述失效的活性碳保留在所述再生容器中。
12.权利要求11的系统，其中所述碳再生回路有效地将含饱和水平的溶解氧的水提供给所述活性碳颗粒/水接触器。
13.废水处理工艺，包括：
将工艺用水回路的活性碳颗粒/水接触器与用于再生在所述活性碳颗粒/水接触器中产生的失效的活性碳的碳再生回路相互连接；
在所述活性碳颗粒/水接触器中的活性碳颗粒上捕获来自工艺用水回路的有机污染物；
利用碳再生回路周期性地再生于所述活性碳颗粒/水接触器中产生的失效的活性碳颗粒，方法是：
在再生期间将失效的活性碳颗粒保持在再生容器中，和
使含氧的液态水穿过所述再生容器以再生所述失效的活性碳颗粒并由此形成液体状态的负载了有机物的流体；和
在所述工艺用水回路中处理在再生步骤期间产生的负载了有机物的液态流体。
14.权利要求13的工艺，进一步包括从所述活性碳颗粒/水接触器传输失效活性碳颗粒至碳再生回路的再生容器以进行再生步骤。
15.权利要求14的工艺，进一步包括：
在再生容器中于提高的温度和压力下使用含有饱和的氧气的水来再生失效的活性碳颗粒；以及
至少部分地减压所述再生容器，以将失效的活性碳颗粒传送进所述再生容器和将再生的活性碳颗粒返回到所述活性碳颗粒/水接触器。
16.权利要求13的工艺，进一步包括提供碳再生回路为滑移式或拖式的系统，以与现存的工艺用水回路相互连接。
17.权利要求13的工艺，其中所述碳再生回路包括泵、加热器、空气压缩机、冷却器和气/液分离器，并且进一步包括：
在湿空气再生的有效条件下，将失效的活性碳颗粒暴露于循环通过所述碳再生回路的热空气和含有饱和水平的氧气的水。
18.权利要求13的工艺，其中所述碳再生回路包括泵、加热器、溶解氧饱和容器和冷却器，并且进一步包括：
在湿空气再生的有效条件下，将失效的活性碳颗粒暴露于仅循环通过所述碳再生回路的液态热水。
19.权利要求13的工艺，其中所述碳再生回路包括：
再生容器；
在所述活性碳颗粒/水接触器和所述再生容器之间连接的，并且可操作地在两者之间选择性传输活性碳颗粒的碳传输回路；和
其中该工艺进一步包括仅在失效的活性碳颗粒保留在所述再生容器内之后，在湿空气再生失效的活性碳颗粒的有效条件下循环经加热的含氧水通过所述再生容器。
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