CN106608675B - 一种活性炭-活性污泥耦合工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及污水处理领域，公开了一种活性炭‑活性污泥耦合工艺，所述工艺包括：(1)污水进入生化系统进行生化处理；(2)生化系统出水进入活性炭投加系统与活性炭混合；(3)活性炭投加系统出水进入分离系统进行沉淀分离，得到上清液和底部废炭泥，将所述上清液作为处理出水排出，将所述底部废炭泥的部分回流至生化系统，部分进入再生系统进行活性炭再生，剩余废炭泥脱水排放；(4)再生系统出水进入生化系统。本发明的活性炭‑活性污泥耦合工艺活性炭投加量少，运行成本低，出水水质高，还能够降低发生活性污泥膨胀的可能性。

Description

一种活性炭-活性污泥耦合工艺

技术领域

本发明涉及污水处理领域，具体地，涉及一种活性炭-活性污泥耦合工艺。

背景技术

活性炭-活性污泥耦合工艺是一种向活性污泥曝气池中投加粉末活性炭，形成复合式生物反应器的污水处理工艺。该技术在上世纪70年代起源于美国，其工艺特点是活性炭颗粒包裹在活性污泥絮体中，通过活性炭吸附和生物降解的有机结合，强化活性污泥絮体的净化功能，提高系统的处理能力。该工艺的主要功能是将悬浮性、胶质性以及溶解性的污染物转化为可降解的粉末活性炭生物胶体，促进污泥沉降，增加溶解性有机物、色度、毒性物质、重金属的去除率。相关文献显示，该工艺不仅保持了传统活性污泥法的优点，同时也由于活性炭吸附剂的加入而大幅提升了有机、无机污染物的去除率，在处理石化废水、焦化废水、锦纶废水、印染废水等废水时，均取得比传统活性污泥法更好的效果。

在常规的活性炭-活性污泥耦合工艺中，新鲜活性炭直接投加到曝气池中，吸附一部分有机物，并与活性污泥协同处理污染物。然而，由于未处理的污水中污染物种类多、浓度高，曝气池中的新鲜活性炭很快就达到吸附饱和状态，因此不能选择性吸附难降解有机物，而这部分有机物难以被微生物代谢，从而造成工艺出水污染物浓度较高，容易超出国家排放标准。为了提高水质，不得不提高新鲜活性炭的投加量，但这不仅增加了处理成本，而且增加了污泥量和活性炭再生的费用。而且由于曝气池中活性炭投加量较高，出水中活性炭会随水流出，造成出水含有较高的活性炭，达不到预定的处理效果。为了解决这种问题，专利CN103086503A把活性炭投加到污泥回流系统中，再通过提升泵送至好氧池前端污水进水处，延长活性炭在水处理系统的停留时间，增强处理效果。但在该工艺中，活性炭的投加量并没有减少。

为了保护环境，需要对活性炭-活性污泥耦合工艺产生的废炭泥再生利用。废炭泥是生物污泥与吸附饱和活性炭共存的含水混合物，目前多采用湿式空气再生(WAR)。WAR是指在适当的温度和压力条件下，在液相中(一般是水)发生的氧化过程。WAR系统用于回收废炭泥中的活性炭，废炭泥在高温高压条件下(243℃，6.2MPa)注入空气，将活性炭附着的污泥氧化成无机物，而活性炭不被破坏，恢复活性，再返回生化池重新利用。具体而言，废炭泥经污泥传输泵提升进入废炭泥储罐后，通过废炭泥进料泵提升进入高压泵，经高压泵加压后，依次经过换热器、加热器，换热升温后进入WAR反应器，在反应器内与注入的空气进行反应，活性炭上吸附的污染物和活性污泥氧化分解，活性炭得到再生。

然而，在实际运行中，WAR再生系统管线结垢问题十分严重，主要位置在：换热器冷进料的管程、加热器的进料管程。结垢采用酸洗，效果不佳，加热器、反应器升温困难。经拆检发现，换热器、加热器结垢坚硬，运行3-4天，换热器管程垢层厚度就可达到12mm，直接影响换热效率，活性炭再生率逐步下降。为了清洗换热器中的垢，不得不先把装置降温，再用酸洗和高压水枪冲洗，然后再升温到再生温度，整个清洗过程持续3-4天，成本高，动作大(换热器拆装、解体)，作业周期长，清洗期间不能向污水处理系统补充再生炭，严重影响污水处理系统的正常运行，而且清洗过程产生的高浓度酸液也难以处理，增加了企业负担。

此外，活性炭再生装置结垢而不能正常运行，导致剩余老化废炭泥不能及时从生化系统中进行排放处理，严重影响生化系统微生物的新陈代谢，制约了污水处理系统的处理能力。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的上述缺陷，提供一种新的活性炭-活性污泥耦合工艺，该工艺新鲜活性炭投加量少，降低运行成本，提高出水水质。

为了实现上述目的，本发明提供了一种活性炭-活性污泥耦合工艺，所述工艺包括：

(1)污水进入生化系统进行生化处理；

(2)生化系统出水进入活性炭投加系统与活性炭混合；

(3)活性炭投加系统出水进入分离系统进行沉淀分离，得到上清液和底部废炭泥，将所述上清液作为处理出水排出，将所述底部废炭泥的部分回流至生化系统，部分进入再生系统进行活性炭再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)再生系统出水进入生化系统。

优选地，所述生化系统包括好氧池，还任选地包括厌氧池和/或缺氧池。

优选地，所述活性炭投加系统包括排气装置、COD检测装置、活性炭投加装置和混合装置，其中，

在投加活性炭之前，所述排气装置排出所述生化系统出水中所含气体；

所述COD检测装置检测所述生化系统出水的COD值；

所述活性炭投加装置根据检测的COD值投加活性炭；

活性炭与所述生化系统出水在所述混合装置中混合均匀。

优选地，投加的活性炭的量记为m，COD值记为n，则m＝k×(n-50)，系数k通过以下方式进行确定：通过向生化系统出水中投加m₁的活性炭，计算COD的变化量为m₂，则k＝m₁/m₂。

优选地，步骤(3)中，回流比为10-100％，进入再生系统的部分废炭泥为所述底部废炭泥的10-80体积％。

优选地，步骤(3)中，部分废炭泥进入再生系统前进行调节pH值处理，调节pH值为碱性，更优选地，调节pH值≥8.5，进一步优选地，调节pH值为9-13，更进一步优选地，调节pH值为10.5-11.5。

优选地，pH值调节在调理罐中进行，废炭泥在调理罐中的停留时间不少于5min，更优选为30-120min。

优选地，采用氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的组合调节pH值，氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的重量比为1:5-8。

优选地，所述再生系统为湿式空气再生系统。

本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺与现有工艺相比，具有以下优点：

(1)在生化系统出水中投加新鲜活性炭，能够充分发挥活性污泥的降解和吸附作用，污水中的易生化降解有机物和可生化降解有机物被活性污泥所降解，污水中的不溶性物质被活性污泥所吸附，且活性污泥还可降解和吸附部分难生化降解有机物，避免了活性炭对易生化降解有机物和可生化降解有机物的吸附，也避免了不溶性物质堵塞活性炭孔，能够充分发挥活性炭的吸附性能，有针对性地吸附污水中的难生化降解有机物，从而提高出水水质，减少活性炭投加量，降低运行成本。

(2)活性炭为活性污泥代谢难降解有机物提供了有利的微环境，新鲜活性炭吸附了难降解有机物，而活性炭同时也与活性污泥形成了协同体系，在分离系统及回流系统中没有曝气，活性炭-活性污泥体系氧浓度较低，这种环境特别有利于难降解有机物分解为小分子可降解有机物，从而使吸附的难降解有机物在回流至生化系统时，被彻底降解。

(3)改善活性污泥种群结构和沉降性能，降低发生活性污泥膨胀的可能性。众所周知，活性污泥处理工艺容易发生污泥膨胀，污泥膨胀时，污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离，影响出水水质。低基质浓度条件是发生污泥膨胀的重要原因。当在曝气池中直接投加新鲜活性炭时，活性炭迅速吸附污水中的有机物，造成污水中有机物浓度下降，形成低基质浓度条件，易引发污泥膨胀。在生化系统出水中投加新鲜活性炭，不仅避免了上述现象，而且由于新鲜活性炭吸附了难降解有机物并同时与活性污泥形成了协同体系，把难降解有机物分解为小分子可降解有机物，从而在回流至生化系统时，增加了有机物浓度，有效降低了活性污泥膨胀的可能性。此外，由于活性炭与活性污泥的协同作用，改善了污泥的沉降性能。

(4)在本发明的优选实施方式中，活性炭投加系统包括排气装置，排气装置减少了生化系统出水中的游离气体，有利于活性炭与活性污泥更好地结合，更好地发挥协同作用，提高出水水质，也有利于污泥沉降，减少活性炭流失。

(5)在本发明的优选实施方式中，活性炭投加系统包括COD检测装置，能够根据检测的COD值投加活性炭，可更科学地提高出水水质，避免活性炭浪费。

(6)在本发明的优选实施方式中，部分废炭泥进入再生系统前调节pH值为碱性，能够降低再生系统的结垢速率，降低再生系统的清洗频率，大幅延长再生系统的连续运行时间，提高整个污水处理系统的稳定性，减少检修费用。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺的工艺流程图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

如图1所示，本发明提供了一种活性炭-活性污泥耦合工艺，该工艺包括：

(1)污水进入生化系统进行生化处理；

(2)生化系统出水进入活性炭投加系统与活性炭混合；

(3)活性炭投加系统出水进入分离系统进行沉淀分离，得到上清液和底部废炭泥，将所述上清液作为处理出水排出，将所述底部废炭泥的部分回流至生化系统，部分进入再生系统进行活性炭再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)再生系统出水进入生化系统。

本发明中，对于生化系统无特殊要求，可以采用本领域常规的生化系统，例如，生化系统可以包括好氧池，例如，曝气池；为了更好地去除总氮，生化系统还可以包括厌氧池和/或缺氧池。本发明中，“任选地包括”即是指可以包括，也可以不包括，即厌氧池和/或缺氧池为可选组件。本领域技术人员应该理解的是，如果生化系统包括厌氧池和/或缺氧池，厌氧池和缺氧池应位于曝气池之前。

本发明中，对于生化系统的生化处理条件无特殊要求，可以采用本领域常规的生化处理条件，例如，采用曝气池时，在曝气池中的水力停留时间可以为2-50h，优选为8-30h。

本发明旨在通过在生化系统出水中投加活性炭而实现发明目的，即减少活性炭投加量，降低运行成本，提高出水水质。活性炭投加系统位于生化系统和分离系统之间，如图1所示，优选地，本发明中，活性炭投加系统包括排气装置、COD检测装置、活性炭投加装置和混合装置，其中，

在投加活性炭之前，排气装置排出生化系统出水中所含气体；

COD检测装置检测生化系统出水的COD值；

活性炭投加装置根据检测的COD值投加活性炭；

活性炭与生化系统出水在混合装置中混合均匀。

本领域技术人员应该理解的是，曝气池通常是生化系统的最后一道工序，由于曝气处理，生化系统出水中含有大量的游离气体，不利于活性污泥成层沉降，也不利于活性炭与活性污泥结合，因此，为了活性炭与活性污泥更好地结合，更好地发挥协同作用，提高出水水质，也为了在分离系统中污泥更好地沉淀，减少活性炭流失，本发明的活性炭投加系统包括排气装置，在投加活性炭之前，排气装置排出生化系统出水中所含气体。

本发明中，COD检测装置检测生化系统出水的COD值，活性炭投加装置根据检测的COD值投加活性炭，这样能够更科学更精准地投加活性炭，既不造成活性炭的浪费和流失，又能更好地处理污水。

本发明的发明人在研究中创造性地发现，如果投加的活性炭的量记为m，生化系统出水的COD值记为n，则按照m＝k×(n-50)的关系式投加活性炭，既不造成活性炭的浪费和流失，节省成本，又能更好地处理污水，因此，优选地，投加的活性炭的量记为m，COD值记为n，m＝k×(n-50)。系数k根据生化系统出水水质的不同而不同，系数k可以通过以下方式进行确定：通过向生化系统出水中投加m₁的活性炭，计算COD的变化量为m₂，即m₁的活性炭吸附了m₂的COD，则k＝m₁/m₂。

本发明中，活性炭投加装置可以采用管线投加，也可以采用池内投加等，相应地，混合装置可以采用管道混合器，也可以采用搅拌池等，优选地，活性炭投加装置为管线投加，混合装置为管道混合器。

本发明中，对于分离系统无特殊要求，可以采用本领域常规的分离系统，例如，可以为二沉池。对于分离系统的分离条件无特殊要求，可以采用本领域常规的分离条件，例如，为二沉池时，二沉池的水力停留时间可以为45-240min，优选为80-120min。

本发明步骤(3)中，底部废炭泥的部分回流至生化系统，回流比优选为10-100％，部分进入再生系统进行活性炭再生，进入再生系统的部分废炭泥优选为底部废炭泥的10-80体积％，剩余废炭泥脱水排放。

本发明中，回流比是指回流至生化系统的废炭泥的流量与生化系统进水流量的比值。

本发明中，对于再生系统无特殊要求，可以采用本领域常用的再生系统，例如湿式空气再生系统。对于再生系统的再生条件无特殊要求，可以采用本领域常规的条件，例如，采用湿式空气再生系统，再生条件可以为：温度为243℃，压力为6.2MPa。

本发明的发明人在研究中发现，本发明步骤(3)中，在部分废炭泥进入再生系统前调节废炭泥的pH值为碱性，能够降低再生系统的结垢速率，降低再生系统的清洗频率，大幅延长再生系统的连续运行时间，提高整个污水处理系统的稳定性，减少检修费用，因此，步骤(3)中，部分废炭泥进入再生系统前优选进行调节pH值处理，调节pH值为碱性，更优选地，调节pH值≥8.5，进一步优选地，调节pH值为9-13，更进一步优选地，调节pH值为10.5-11.5，在上述优选情况下，能够进一步延长再生系统的连续运行时间。

本发明中，pH值调节优选在调理罐中进行，废炭泥在调理罐中的停留时间优选不少于5min，更优选为30-120min。在上述优选情况下，能够进一步延长再生系统的连续运行时间。

本发明的发明人在研究中发现，采用氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的组合调节pH值，能够进一步延长再生系统的连续运行时间，因此，优选地，采用氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的组合调节pH值，氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的重量比优选为1:5-8。

本发明中，剩余废炭泥脱水排放，对于脱水的方式无特殊要求，可以采用本领域常用的各种方式，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

实施例

以下的实施例将对本发明作进一步的说明，但并不因此限制本发明。

在以下实施例和对比例中：

COD的测定：采用重铬酸盐法(GB 11914-89)；

BOD的测定：HJ 505-2009

氨氮的测定：采用纳氏比色法(GB 7479-87)。

实施例1

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

(1)待处理污水(COD为700-1000mg/L，氨氮为30-40mg/L，污水水温为20-25℃)进入活性污泥曝气池进行曝气处理，污水在曝气池的水力停留时间为20h；

(2)曝气池出水进入活性炭投加系统，经排气装置排气后，经COD检测装置检测COD值为71mg/L。对曝气池出水进行吸附试验，100mg活性炭吸附了42mg的COD，则系数k＝2.4。根据关系式m＝k×(n-50)，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭50mg/L，活性炭与曝气池出水在混合装置中混合均匀；

(3)活性炭投加系统出水进入二沉池进行沉淀分离，二沉池水力停留时间为100min，得到上清液和底部废炭泥，上清液作为处理出水排出，底部废炭泥的部分回流至曝气池，回流比为50％，底部废炭泥的50体积％进入调理罐，在调理罐中经氢氧化钠与碳酸钠(重量比为1:5)调pH值为10.8，并在调理罐中停留30min，然后进入湿式空气再生系统(温度为243℃，压力为6.2MPa)进行再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)湿式空气再生系统出水进入曝气池。

稳定运行一个月，出水COD为40-55mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.1-0.2。

实施例2

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

(1)待处理污水(COD为700-1000mg/L，氨氮为30-40mg/L，污水水温为20-25℃)进入活性污泥曝气池进行曝气处理，污水在曝气池的水力停留时间为12h；

(2)曝气池出水进入活性炭投加系统，经排气装置排气后，经COD检测装置检测COD值为75mg/L。对曝气池出水进行吸附试验，100mg活性炭吸附了31mg的COD，则系数k＝3.2。根据关系式m＝k×(n-50)，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭80mg/L，活性炭与曝气池出水在混合装置中混合均匀；

(3)活性炭投加系统出水进入二沉池进行沉淀分离，二沉池水力停留时间为80min，得到上清液和底部废炭泥，上清液作为处理出水排出，底部废炭泥的部分回流至曝气池，回流比为30％，底部废炭泥的70体积％进入调理罐，在调理罐中经氢氧化钠与碳酸氢钠(重量比为1:6)调pH值为10.5，并在调理罐中停留60min，然后进入湿式空气再生系统(温度为243℃，压力为6.2MPa)进行再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)湿式空气再生系统出水进入曝气池。

稳定运行一个月，出水COD为36-54mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例3

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

(1)待处理污水(COD为700-1000mg/L，氨氮为30-40mg/L，污水水温为20-25℃)进入活性污泥曝气池进行曝气处理，污水在曝气池的水力停留时间为8h；

(2)曝气池出水进入活性炭投加系统，经排气装置排气后，经COD检测装置检测COD值为65mg/L。对曝气池出水进行吸附试验，100mg活性炭吸附了21mg的COD，则系数k＝4.8。根据关系式m＝k×(n-50)，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭72mg/L，活性炭与曝气池出水在混合装置中混合均匀；

(3)活性炭投加系统出水进入二沉池进行沉淀分离，二沉池水力停留时间为110min，得到上清液和底部废炭泥，上清液作为处理出水排出，底部废炭泥的部分回流至曝气池，回流比为10％，底部废炭泥的20体积％进入调理罐，在调理罐中经氢氧化钠与碳酸钠(重量比为1:7)调pH值为11，并在调理罐中停留90min，然后进入湿式空气再生系统(温度为243℃，压力为6.2MPa)进行再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)湿式空气再生系统出水进入曝气池。

稳定运行一个月，出水COD为42-54mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例4

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

(1)待处理污水(COD为700-1000mg/L，氨氮为30-40mg/L，污水水温为30-35℃)进入活性污泥曝气池进行曝气处理，污水在曝气池的水力停留时间为25h；

(2)曝气池出水进入活性炭投加系统，经排气装置排气后，经COD检测装置检测COD值为60mg/L。对曝气池出水进行吸附试验，100mg活性炭吸附了20mg的COD，则系数k＝5。根据关系式m＝k×(n-50)，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭50mg/L，活性炭与曝气池出水在混合装置中混合均匀；

(3)活性炭投加系统出水进入二沉池进行沉淀分离，二沉池水力停留时间为90min，得到上清液和底部废炭泥，上清液作为处理出水排出，底部废炭泥的部分回流至曝气池，回流比为80％，底部废炭泥的70体积％进入调理罐，在调理罐中经氢氧化钠与碳酸钠(重量比为1:8)调pH值为11.3，并在调理罐中停留100min，然后进入湿式空气再生系统(温度为243℃，压力为6.2MPa)进行再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)湿式空气再生系统出水进入曝气池。

稳定运行一个月，出水COD为34-51mg/L，氨氮为2-4mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例5

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

(1)待处理污水(COD为180-300mg/L，氨氮为25-35mg/L，污水水温为14-18℃)进入活性污泥曝气池进行曝气处理，污水在曝气池的水力停留时间为10h；

(2)曝气池出水进入活性炭投加系统，经排气装置排气后，经COD检测装置检测COD值为55mg/L。对曝气池出水进行吸附试验，100mg活性炭吸附了25mg的COD，则系数k＝4。根据关系式m＝k×(n-50)，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭20mg/L，活性炭与曝气池出水在混合装置中混合均匀；

(3)活性炭投加系统出水进入二沉池进行沉淀分离，二沉池水力停留时间为120min，得到上清液和底部废炭泥，上清液作为处理出水排出，底部废炭泥的部分回流至曝气池，回流比为100％，底部废炭泥的80体积％进入调理罐，在调理罐中经氢氧化钠与碳酸钠(重量比为1:6)调pH值为11.5，并在调理罐中停留120min，然后进入湿式空气再生系统(温度为243℃，压力为6.2MPa)进行再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)湿式空气再生系统出水进入曝气池。

稳定运行一个月，出水COD为31-39mg/L，氨氮为0.8-2mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例6

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，活性炭投加系统不包括排气装置，即不进行排气处理。

稳定运行一个月，出水COD为45-58mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例7

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，步骤(2)中，相对于曝气池出水，活性炭投加装置投加活性炭200mg/L。

稳定运行一个月，出水COD为40-55mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

实施例8

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，废炭泥进入湿式空气再生系统前不调节pH值。

再生系统运行4天后，换热器换热效率大幅降低，打开换热器发现，换热器管道结垢严重，垢厚度为10-13mm。对再生系统进行清垢处理，产生约10吨pH＝2.8的酸液。由于再生系统异常，污水处理系统不能稳定运行，出水水质波动较大，出水COD为55-80mg/L，氨氮为5-20mg/L。

实施例9

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，步骤(3)中，调节pH值后在调理罐中停留5min。

稳定运行一个月，出水COD为40-55mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度4mm。

实施例10

本实施例用于说明本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺。

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，步骤(3)中，在调理罐中仅采用氢氧化钠调节废炭泥的pH值为10.8。

稳定运行一个月，出水COD为40-55mg/L，氨氮为3-5mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度5mm。

对比例1

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，曝气池出水直接进入二沉池，不经活性炭投加系统处理，即不投加活性炭。也没有再生系统，底部污泥除了回流部分外，剩余污泥脱水排放。

稳定运行一个月，出水COD为60-100mg/L，氨氮为10-20mg/L。

对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.01-0.02。

对比例2

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，不在曝气池出水中投加活性炭，而是在曝气池污水入口处投加活性炭，相对于曝气池进水，投加活性炭的量为80mg/L，曝气池出水直接进入二沉池。

稳定运行一个月，出水COD为51-72mg/L，氨氮为7-11mg/L。运行期间，湿式空气再生系统运转正常，湿式空气再生系统的换热器和加热器内结垢厚度不超过2mm。

对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.05-0.12。

对比例3

按照实施例1的工艺进行污水处理，不同的是，不在曝气池出水中投加活性炭，而是在曝气池污水入口处投加活性炭。废炭泥进入湿式空气再生系统前不调节pH值。

再生系统运行3天后，换热器换热效率大幅降低，打开换热器发现，换热器管道结垢严重，垢厚度为9-12mm。对再生系统进行清垢处理，产生约10吨pH＝2.9的酸液。由于再生系统异常，污水处理系统不能稳定运行，出水水质波动较大，出水COD为54-92mg/L，氨氮为10-24mg/L。

对比例4

按照实施例5的工艺进行污水处理，不同的是，曝气池出水直接进入二沉池，不经活性炭投加系统处理，即不投加活性炭。也没有再生系统，底部废炭泥除了回流部分外，剩余废炭泥脱水排放。

运行至第17天时，发生污泥膨胀。发生污泥膨胀前，出水COD为45-72mg/L，氨氮为3-8mg/L。发生污泥膨胀后，出水COD为93-146mg/L，氨氮为14-26mg/L。在曝气池入口持续投加30mg/L氯化亚铁2周，污泥膨胀现象消除，但是仅继续运行6天后，再次发生污泥膨胀。

将实施例1分别与对比例1-3进行比较可以看出，本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺活性炭用量少、出水水质高。

实施例1中，对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.1-0.2；对比例1中，对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.01-0.02；对比例2中，对回流的废炭泥进行泥水分离，测定上清液的BOD/COD为0.05-0.12。可见本发明方法的回流系统中可生化性高，为难降解有机物的代谢提供了有利的微环境。

将实施例5与对比例4进行比较可以看出，低基质浓度条件易引发污泥膨胀，但本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺可明显降低污泥膨胀的可能性。

将实施例1与实施例6进行比较可以看出，活性炭投加系统包括排气装置，即在投加活性炭之前排出生化系统出水中的气体，可以进一步提高出水水质。

将实施例1与实施例7进行比较可以看出，投加的活性炭的量记为m，COD值记为n，m＝k×(n-50)，系数k通过以下方式进行确定：通过向生化系统出水中投加m₁的活性炭，计算COD的变化量为m₂，则k＝m₁/m₂，按照m＝k×(n-50)的关系式投加活性炭，可以更科学高效地利用活性炭，既节省成本，又能保证良好的污水处理效果。

将实施例1与实施例8进行比较可以看出，废炭泥进入湿式空气再生系统前调解pH值为10.5-11.5，能够大幅延长再生系统的连续运行时间，提高整个污水处理系统的稳定性，减少检修费用。

将实施例1与实施例9进行比较可以看出，调解pH值后在调理罐停留30-120min，有利于改善再生系统结垢情况，进一步延长再生系统的连续运行时间，进一步提高整个污水处理系统的稳定性。

将实施例1与实施例10进行比较可以看出，采用氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的组合调节pH值，氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的重量比为1:5-8，有利于改善再生系统结垢情况，进一步延长再生系统的连续运行时间，进一步提高整个污水处理系统的稳定性。

本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺能够充分发挥活性炭的吸附性能，有针对性地吸附污水中的难生化降解有机物，提高出水水质，减少活性炭投加量，降低运行成本；能够为活性污泥代谢难降解有机物提供有利的微环境，使吸附的难降解有机物在回流至生化系统时，被彻底降解；能够改善活性污泥种群结构和沉降性能，降低发生活性污泥膨胀的可能性。在优选情况下，本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺包括排气装置，能够减少生化系统出水中的游离气体，进一步提高出水水质，并使污泥更好沉降，减少活性炭流失。在优选情况下，本发明的活性炭-活性污泥耦合工艺包括COD检测装置，能够根据检测的COD值投加活性炭，可更科学地提高出水水质，避免活性炭浪费。在优选情况下，废炭泥进入再生系统前调节pH值为碱性，能够降低再生系统的结垢速率，降低再生系统的清洗频率，大幅延长再生系统的连续运行时间，提高整个污水处理系统的稳定性，减少检修费用。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种活性炭-活性污泥耦合工艺，其特征在于，所述工艺包括：

(1)污水进入生化系统进行生化处理；

(2)生化系统出水进入活性炭投加系统与活性炭混合；

(3)活性炭投加系统出水进入分离系统进行沉淀分离，得到上清液和底部废炭泥，将所述上清液作为处理出水排出，将所述底部废炭泥的部分回流至生化系统，部分进入再生系统进行活性炭再生，剩余废炭泥脱水排放；

(4)再生系统出水进入生化系统；

步骤(3)中，部分废炭泥进入再生系统前进行调节pH值处理，调节pH值≥8.5；

采用氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的组合调节pH值，氢氧化物与碳酸盐和/或碳酸氢盐的重量比为1:5-8；

所述pH值调节在调理罐中进行，废炭泥在调理罐中的停留时间为30-120min。

2.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述生化系统包括好氧池，还任选地包括厌氧池和/或缺氧池。

3.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述活性炭投加系统包括排气装置、COD检测装置、活性炭投加装置和混合装置，其中，

在投加活性炭之前，所述排气装置排出所述生化系统出水中所含气体；

所述COD检测装置检测所述生化系统出水的COD值；

所述活性炭投加装置根据检测的COD值投加活性炭；

活性炭与所述生化系统出水在所述混合装置中混合均匀。

4.根据权利要求3所述的工艺，其中，投加的活性炭的量记为m，COD值记为n，则m＝k×(n-50)，系数k通过以下方式进行确定：通过向生化系统出水中投加m₁的活性炭，计算COD的变化量为m₂，则k＝m₁/m₂。

5.根据权利要求1所述的工艺，其中，步骤(3)中，回流比为10-100％，进入再生系统的部分废炭泥为所述底部废炭泥的10-80体积％。

6.根据权利要求1所述的工艺，其中，步骤(3)中，调节pH值为9-13。

7.根据权利要求6所述的工艺，其中，步骤(3)中，调节pH值为10.5-11.5。

8.根据权利要求1所述的工艺，其中，所述再生系统为湿式空气再生系统。

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