CN105060570B - 利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了污水处理领域内的利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，包括以下步骤：步骤1）PH调节：将待处理废水进入PH调节池进行PH酸性调节，调节后的废水排入滤前水池；步骤2）平衡降温：废水在滤前水池中进行均衡水量变化、平稳PH的波动以及降温过程，处理后的废水送入活性炭吸附系统；步骤3）炭吸附：活性炭吸附系统对污水中的有机污染物和重金属离子进行有效的物理吸附和化学吸着，得到符合排放标准的废水排入滤后水池，同时根据活性炭的使用情况对饱和活性炭进行回收并更换新的活性炭；步骤4）排放：将滤后水池中符合排放标准的废水排入污水管网中，本发明使得污染物的清理更加干净，提高污水利用率，可用于化工园区污水处理中。

Description

利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺

技术领域

本发明涉及一种污水处理工艺，特别涉及一种吸附式处理污水工艺。

背景技术

随着社会经济的快速发展，人类活动过程中向环境排放的水、气、固“三废”物质也越来越多，严重影响着人与自然环境的和谐以及可持续发展。其中，水体中的有机污染问题也变得越来越突出，例如饮用水源中存在的有毒有害的人工合成有机物和微量天然有机物，就与自来水中的消毒副产物有着很大的关系。此外，城镇污水处理厂流出的二级出水中也含有很多种有毒有害的人工合成有机物，此类有机物主要属于内分泌干扰物和持久性有机物，其表现出较为严重的急性生物毒性、慢性毒性和遗传毒性，甚至具有“三致效应”。而工业废水中存在的不同类别的有机污染物的含量更大且组分复杂，其中部分工业废水仅通过传统常规的水处理方法，甚至无法达到排放标准。此类有机污染组分进入水体后，不仅影响外界环境，也将严重影响人类的身体健康。

目前在污水处理技术领域使用最广泛的是臭氧氧化技术。臭氧氧化技术是用臭氧作氧化剂对废水进行净化和消毒处理的方法，臭氧具有很强的氧化能力，能够降解水中的有机污染物。但是，在污水处理过程中，单独使用臭氧氧化污水中的有机物，通常存在一些缺点，如臭氧同某些有机物的反应速度慢、臭氧利用效率低和很多情况下不能将有机物彻底氧化等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，使得污染物的清理更加干净，提高污水利用率。

本发明的目的是这样实现的：一种利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，包括以下步骤：

步骤1）PH调节：将待处理废水进入PH调节池进行PH酸性调节，调节后的废水排入滤前水池；

步骤2）平衡降温：废水在滤前水池中进行均衡水量变化、平稳PH的波动以及降温过程，处理后的废水送入活性炭吸附系统；

步骤3）炭吸附：活性炭吸附系统对污水中的有机污染物和重金属离子进行有效的物理吸附和化学吸着，得到符合排放标准的废水排入滤后水池，同时根据活性炭的使用情况对饱和活性炭进行回收并更换新的活性炭；

步骤4）排放：将滤后水池中符合排放标准的废水排入污水管网中。

作为本发明的进一步限定，步骤3）中的活性炭的回收更换包括以下步骤：

步骤a）反冲洗：活性炭饱和后，启动反冲程序，暂时停止活性炭吸附系统中当前工作的吸附塔工作，启动备用吸附塔工作，利用滤后水池中的水对当前吸附塔进行反冲洗，打开反冲洗出水阀门，自出水管向吸附塔内反向进水，反冲洗完毕后再改回当前吸附塔进水；

步骤b）饱和炭打包：冲洗整个活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流动性，一次性将一罐饱和活性炭输送至废炭储槽，再将活性饱和炭打包回收。

作为本发明的进一步限定，步骤a）中判定活性炭饱和的条件为：吸附塔进出水口之间的TOC差值占进水TOC的比例小于10%，同时反冲程序的启动还需满以下条件中的至少一个：吸附塔的进出水压力差大于0.3MPa、工作时间达到10min，吸附塔顶的压力大于0.6MPa设定值。

作为本发明的进一步限定，步骤b）中活性饱和炭送入废炭储槽吸附塔排空后，迅速将储存在新炭分5-6次注入活性炭吸附塔，用时控制在4-5h，空塔接触时间控制在20-120分钟，同时在反冲洗步骤中的水和饱和炭打包后的溢流水均流向颗粒捕捉器，最终排入事故水池。

作为本发明的进一步限定，事故水池内中上部分的清液由输送水泵输送至滤前水池，再次进行处理；或者送至滤后水池，进行水质调质；事故中下部分带有淤泥的水经过潜水排污泵排至污泥处置单元。

作为本发明的进一步限定，步骤1）的调节过程根据测试的废水的PH值，添加酸性/碱性药品，通过搅拌机的充分搅拌，混合均匀实现调节；并且PH调节池停留时间控制在10分钟以上；调节后的PH调节池中的PH值控制在2.5-3.5。

作为本发明的进一步限定，步骤2）中废水在滤前水池中停留时间控制在0.5h以上。

作为本发明的进一步限定，步骤3）中废水在活性炭吸附系统中停留时间控制在0.5h以上，活性炭吸附系统中的吸附塔预留20%的空隙，且吸附塔内的颗粒活性炭粒径采用：0.80mm＜E.S.＜1.00mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、利用滤后水池中水对饱和碳进行反冲洗，提高废水利用率，有效降低了成本；

2、有效吸附污水中所含有机污染物和重金属离子

3、对饱和活性炭一次性打包，减少空塔接触时间，提高吸附工作效率；

4、活性炭吸附系统各组采用N+1冗余设计，提高系统运行可靠性。

附图说明

图1为本发明工作流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细描述。

如图1所示的一种利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，包括以下步骤：

步骤1：待处理废水进入PH调节池进行PH酸性调节：PH调节池依次安装有加药系统和搅拌机，根据测试的废水的PH值，添加酸性/碱性药品，通过搅拌机的充分搅拌，混合均匀；

PH调节池停留时间：至少10分钟；

PH调节池位置在滤前池内，单独间隔出的位置；

调节后的PH调节池中的PH值为2.5-3.5。

步骤2：废水进入滤前水池，滤前水池的功能是均衡水量变化，并且平稳PH的波动，同时起到降温的效果；

滤前水池停留时间：至少0.5h；

滤前水池结构：埋地高度和地上高度一致。

步骤3：废水进入活性炭吸附系统，对污水中的有机污染物和重金属离子进行有效的物理吸附和化学吸着功能；

活性炭吸附系统由吸附塔组成，吸附塔群分为多组，每组分为多个，每组之间采用并联的连接方式，每组吸附塔独立运行；且每组吸附塔设置一台备用吸附塔，提高可靠性；

废水经进水泵，经过布水器进入吸附塔，经过活性炭滤层后，停留足够长的时间，自吸附塔底部筛管过滤器流出吸附塔，完成吸附；

停留时间：至少0.5h；

每个吸附塔至少预留20%的空隙；

每个吸附塔填充有颗粒活性炭；

颗粒活性炭粒径优先采用：0.80mm＜E.S.＜1.00mm。

步骤4：反冲洗

活性炭饱和后（当吸附塔进出水口之间的TOC差值占进水TOC的比例小于10%，判定为饱和），同时反冲程序的启动还需满以下条件中的至少一个：吸附塔的进出水压力差大于0.3MPa、工作时间达到10min，吸附塔顶的压力大于0.6MPa设定值，该过程中的各项参数保证了系统的连续运行，提高了工作效率，暂时停止本组吸附塔进水，改由备用吸附塔组进水，保证整个系统的连续运行，同时对该吸附塔进行反冲洗，反冲洗完毕后再改回本组吸附塔进水；

反冲洗时，打开反冲洗出水阀门，自出水管反向进水；

活性炭吸附塔排空后，迅速将储存在新炭分5-6次注入活性炭吸附塔，用时控制在4-5h；

空塔接触时间控制在20-120分钟；

将反冲洗管道配合颗粒捕捉器工作，过滤碳粉，防止活性炭外逃，影响水中杂质排出；

炭捕捉器装置，过滤精度优选为0.25mm左右。

步骤5：饱和碳打包

冲洗整个活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流动性，一次性将一罐饱和活性炭输送至废炭储槽，使活性炭吸附塔快速投入新炭的添加和使用；

在每组活性炭总出水管出水口设置TOC取样泵，同时在每个活性炭吸附塔出水口设置TOC取样电磁阀，控制活性炭吸附塔饱和更换节点；

废炭打包溢流水流向颗粒捕捉器，过滤水中碳粉。

步骤6：滤后水池：

滤后水池用于汇集经活性炭吸附单元处理后合格的出水；

滤后水池建设在地面上；

滤后水池的出水经过出水管道借助重力自流至排水井，完成合格水排放；

滤后水池安置卧式离心泵，用于活性炭吸附塔的反冲洗工作、新活性炭的输送和废活性炭的打包工作。

步骤7：事故水池：

事故水池用来汇集在活性炭吸附单元各操作中产生的不合格出水；

事故水池建设在地下；

事故水池中上清液由输送水泵输送至滤前水池，再次进行处理；或者送至滤后水池，进行水质调质；

事故中下部分带有淤泥的水经过潜水排污泵排至污泥处置单元。

将本发明应用到某化工园区污水处理中，系统解决方案具体如下：

1、日处理水量为40000-50000m³；

2、PH调节池最小容量：480m³，尺寸为10*8*6（长*宽*高），污水进入PH调节池通过添加酸/碱药品后搅拌均匀，流入滤前水池；

3、滤前水池设计最小容积：1250m3，尺寸为10*22*6（长*宽*高），埋地高度3m，地上高度3m；污水经过滤前水池的降温和稳定之后通过水泵进入布水器，再进入吸附系统进行吸附处理工作；

4、活性炭吸附塔共四组，其中三组四台，最后一组两台，共计十四台。设计每台吸附塔78m³，填充活性炭的量为62.5m³，正常使用时，10台使用，4台备用，活性炭吸附塔采用并联使用的方式，由14台原水水泵供水，单塔处理水量为125m³（30000m³÷24h÷10）；技术要求水与活性炭的接触时间为30mins；故单台活性炭吸附塔的最小填充量为125m³×1/2h=62.5m³。依照单体活性炭吸附塔预留20%的空隙，故单台活性炭吸附塔的最小体积为：62.5m³÷0.8=78m³；

单台吸附塔：设计压力6kg，使用压力4kg，Q345R碳钢+衬胶4mm；

水在活性炭中停留时间至少30min；

5、经吸附处理的水流入滤后水池；

滤后水池设计为1000m3，安置两台300m³/h的卧式离心泵，功率为75KW，过流过流材质为双相钢；

6、滤后水池中的水部分经出水管道流至排水井，完成合格水排放；

部分水经离心泵输送至活性炭吸附塔的反冲洗水进口，对吸附饱和的活性炭进行反冲洗操作，反冲洗完成后，反冲洗水经吸附塔出口流入炭捕捉器装置，经过水炭分离之后流入事故水池；

7、吸附塔中吸附饱和炭经反冲洗之后，通过排空管进入废炭储槽，之后再打包处理；

8、排炭过程中产生的废水经溢流口流入炭捕捉器，经水炭分离之后流入事故水池；

9、对污水处理站排出的废水实行实时监控，得到排出的废水中COD含量处于42-55mg/L，符合小于60mg/L的排放标准。

本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1）pH调节：将待处理废水进入pH调节池进行pH酸性调节，调节后的废水排入滤前水池；

步骤2）平衡降温：废水在滤前水池中进行均衡水量变化、平稳pH的波动以及降温过程，处理后的废水送入活性炭吸附系统；

步骤3）炭吸附：活性炭吸附系统对污水中的有机污染物和重金属离子进行有效的物理吸附和化学吸着，得到符合排放标准的废水排入滤后水池，同时根据活性炭的使用情况对饱和活性炭进行回收并更换新的活性炭，活性炭的回收更换包括以下步骤：

步骤a）反冲洗：活性炭饱和后，启动反冲程序，暂时停止活性炭吸附系统中当前工作的吸附塔工作，启动备用吸附塔工作，利用滤后水池中的水对当前吸附塔进行反冲洗，打开反冲洗出水阀门，自出水管向吸附塔内反向进水，反冲洗完毕后再改回当前吸附塔进水，判定活性炭饱和的条件为：吸附塔进出水口之间的TOC差值占进水TOC的比例小于10%，同时反冲程序的启动还需满以下条件中的至少一个：吸附塔的进出水压力差大于0.3MPa、工作时间达到10min，吸附塔顶的压力大于0.6MPa设定值；

步骤b）饱和炭打包：冲洗整个活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流动性，一次性将一罐饱和活性炭输送至废炭储槽，再将活性饱和炭打包回收，活性饱和炭送入废炭储槽吸附塔排空后，迅速将储存在新炭分5-6次注入活性炭吸附塔，用时控制在4-5h，空塔接触时间控制在20-120分钟，同时在反冲洗步骤中的水和饱和炭打包后的溢流水均流向颗粒捕捉器，最终排入事故水池，事故水池内中上部分的清液由输送水泵输送至滤前水池，再次进行处理；或者送至滤后水池，进行水质调质；事故中下部分带有淤泥的水经过潜水排污泵排至污泥处置单元；

步骤4）排放：将滤后水池中符合排放标准的废水排入污水管网中。

2.根据权利要求1所述的利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，其特征在于，步骤1）的调节过程根据测试的废水的pH值，添加酸性/碱性药品，通过搅拌机的充分搅拌，混合均匀实现调节；并且pH调节池停留时间控制在10分钟以上；调节后的pH调节池中的pH值控制在2.5-3.5。

3.根据权利要求1所述的利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，其特征在于，步骤2）中废水在滤前水池中停留时间控制在0.5h以上。

4.根据权利要求1所述的利用活性炭吸附设备进行污水处理的工艺，其特征在于，步骤3）中废水在活性炭吸附系统中停留时间控制在0.5h以上，活性炭吸附系统中的吸附塔预留20%的空隙，且吸附塔内的颗粒活性炭粒径采用：0.80mm＜E.S.＜1.00mm。