CN107487809A - 基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，还涉及上述方法使用的系统，还涉及所用系统。本发明利用活性炭以可再生方式处理废水的方法，包括下述的步骤：（1）对废水采用颗粒炭吸附处理；（2）对吸附了废水的颗粒炭再生。本发明利用颗粒炭表面丰富的孔径对废水中多种物质有效吸附，降低COD、挥发酚、色度、氰化物等含量，而且活性炭具有可再生性，能够实现处理过程中全自动化操作、清洁生产、增效降低成本的目的。
Description
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，还涉及上述方法中使用的系统。
背景技术
CN206424964U披露了《活性炭再生系统》，该系统包括酸洗过滤装置，碱洗过滤装置，水洗过滤装置，湿式氧化过滤装置，MVR装置以及烘干装置，所述酸洗过滤装置的固体出口与碱洗过滤装置的物料进口连通，所述碱洗过滤装置的固体出口与水洗过滤装置的物料进口连通，所述水洗过滤装置的固体出口与湿式氧化过滤装置的物料进口连通，所述酸洗过滤装置、碱洗过滤装置的滤液出口相互汇合连通后与MVR装置的物料进口连通，所述湿式过滤装置的滤液出口与MVR装置的物料进口连通，所述湿式氧化过滤装置的固体出口与烘干装置的物料进口连通。
以上的活性炭装置反复的采用酸洗或碱洗，酸洗或碱洗后产生大量的酸废水或碱废水，依然需要采用试剂中和处理，需要耗费较高的成本。
因此，需要设计一种无须反复采用酸洗或碱洗的不会产生大量酸废水及碱废水的活性炭再生且可再利用于各种废水处理的方法及系统。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种在对废水处理过程中，能对废水吸附有效的降低废水中的COD及其它污染物含量的方法；
本发明还提供了上述的系统，采用该系统，可以使颗粒活性炭在吸附处理废水的过程中，不断的重复循环利用，以节省由于利用新炭吸附所产生的成本。
基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，包括下述的步骤：
(1)将废水在常温下以0.3-0.5bv/h的流速通入装有颗粒活性炭的吸附塔中吸附；颗粒活性炭的粒径是30-60目，吸附废水后的为饱和的颗粒活性炭；
(2)将步骤(1)中饱和颗粒活性炭排出至冲洗罐，将经过冲洗后的废炭输送至炭进料罐，由脱水螺旋输送装置将废炭输送至多段再生炉再生；
(3)在多段再生炉中，再生过程具体按以下参数执行：
干燥：在100-400℃下处理80-120min；
热解：在400-600℃处理40-60min；
活化：在800-900℃；处理40-60min，通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为1：1.5；通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为15：1；
(4)经过再生后的炭从多段再生炉底部落入急冷槽中冷却，冷却温度为60-80℃，然后再将急冷后的炭输送至吹送槽，由吹送槽将其输送至高位炭罐，在高位炭罐中补充部分新炭，将补充的新炭和再生炭一起输送至吸附塔中，进入下一个循环，重复步骤(1)-步骤(3)。
干燥中，在120-380℃下处理90min；热解步骤中，在450-550℃处理50min；活化步骤中，在850℃；处理50min。
活性炭的粒径优选为40目。
再生处理的原理如下：
(1)准备：饱和炭以炭浆形态贮存于炭进料罐；用具有脱水功能的输送机械(通常使用低速脱水螺旋压缩式输送机)脱水处理为饱和炭，再输送至再生设备的给料器中；此时的炭不含游离水，废炭由基炭(原活性炭)、吸附水、被活性位束缚住的有机吸附质、少量无机吸附质等成分组成；
(2)干燥：在再生处理装置的前段中进行吸附水的蒸发干燥；被蒸发的水分包括炭粒的间隙水和孔隙水；少量存在于孔隙内的可挥发有机物也会随水分的蒸发而逸出；
(3)碳化：随着活性炭温度的提高，吸附态有机物发生分解和/或热解，最后形成残碳；这些残碳仍保留在活性炭的孔隙结构中；无机吸附质则通过煅烧作用发生分解；
(4)活化：活化的目的是将残碳氧化为一氧化碳气体；残碳会覆盖活性炭的活性吸附位，必须将其从孔隙结构中清除出去；一般均采用水蒸气做活化剂，原因是廉价易得且很容易进行控制。在通过气化反应去除残碳的过程中，必须小心地控制反应进行的程度以确保只有残碳被脱除(而活性炭本体炭则不参与反应)，即使如此，仍会有部分活性炭在再生过程中会有所损失，这部分活性炭即前文中提到的“再生过程损失量”。物理学结构研究结果表明，当饱和炭被快速加热到800℃左右(此时炭化反应结束)，炭化反应速率因素会阻碍残碳内部发生结晶反应，这是无定形结构的功劳，残碳这种无定形结构碳的气化反应活性要比活性炭骨架中的结晶碳的气化反应活性要高得多。
本发明所提供的利用颗粒炭以可再生的方式处理焦化废水的系统，包括吸附塔，吸附塔上部的出口与清水池相连接；
吸附塔下部有废水进口，该进口通往废水原水池；
吸附塔下部的出口连接有废炭冲洗罐，废炭冲洗罐下部的一个出口与废水原水池相连接；
废炭冲洗罐下部的另一出口废炭进料罐相连接，废炭进料罐的出口下方有将废炭输送至多段再生炉的脱水螺旋输送装置；
多段再生炉下部的出口与急冷槽相连接；急冷槽依次与吹送槽和高位补炭罐相连接；
高位补炭罐的出口与吸附塔上部的进口相连通；高位补炭罐上部连接有新炭补给管道。
多段再生炉上部的出口通过管道与余热锅炉相连接，余热锅炉依次与预冷器和洗涤塔串联，洗涤塔下部的出口连接有循环水槽，循环水槽的出水口分别与预冷器和洗涤塔中部的进水口相连接；
洗涤塔上部的出口与烟囱相连接。
废水原水池与吸附塔之间有泵Ⅰ；循环水槽与预冷器之间有泵Ⅱ。
多段再生炉连接有蒸汽管道、空气管道和天然气管道。
洗涤塔与烟囱之间有引风机。
本发明的有益效果在于，通过以上的系统，设置有冲洗装置、脱水输送装置以及多段再生炉及急冷槽等，利用颗粒炭以可再生的方式处理废水，使吸附处理废水后所形成的饱和炭能够再生继续循环利用至上述的焦化废水处理中，炭在此过程中损失率仅在5％以内，通过炭再生的方式减少了由于投放新炭处理焦化废水所产生的成本。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图中，1-高位补炭罐，2-吸附塔，3-清水池，4-废炭冲洗罐，5-废水原水池，6-泵Ⅰ，7-废炭进料罐，8-脱水螺旋输送装置，9-多段再生炉，10-急冷槽，11-吹送槽，12-余热锅炉，13-预冷器，14-洗涤塔，15-引风机，16-烟囱，17-循环水槽，18-泵Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不以此限制本发明。
本发明所涉及的颗粒炭，即颗粒状的活性炭。
实施例1
以焦化废水处理为例，利用颗粒炭以可再生的方式处理焦化废水的系统，包括吸附塔2，吸附塔2上部的出口与清水池相连接；
吸附塔2下部有焦化废水进口，该进口通往废水原水池；
吸附塔2下部的出口连接有废炭冲洗罐4，废炭冲洗罐4下部的一个出口与废水原水池相连接；
废炭冲洗罐4下部的另一出口废炭进料罐7相连接，废炭进料罐7的出口下方有将废炭输送至多段再生炉9的脱水螺旋输送装置8；
多段再生炉9下部的出口与急冷槽10相连接；急冷槽10依次与吹送槽11和高位补炭罐1相连接；急冷槽10与吹送槽11分别连接有进水管道；该进水管道可以是各自独立的进水管道，也可以是一根主管道分成两条支路的支路管道；
高位补炭罐1的出口与吸附塔2上部的进口相连通；高位补炭罐1上部连接有新炭补给管道。
多段再生炉9上部的出口通过管道与余热锅炉12相连接，余热锅炉12依次与预冷器13和洗涤塔14串联，洗涤塔14下部的出口连接有循环水槽17，循环水槽17的出水口分别与预冷器13和洗涤塔14中部的进水口相连接；
洗涤塔14上部的出口与烟囱16相连接。
废水原水池5与吸附塔之间有泵Ⅰ；循环水槽17与预冷器13之间有泵Ⅱ18。
多段再生炉9连接有蒸汽管道、空气管道和天然气管道，用以向多段再生炉9中通入蒸汽、空气或天然气。
洗涤塔14与烟囱16之间有引风机。
在对焦化废水处理时，先将废水原水池5中的输送至吸附塔2中，吸附塔2中的颗粒炭对焦化废水吸附处理，处理后的清水进入清水池3中，吸附了焦化废水后的颗粒炭进入废炭冲洗罐4中冲洗，冲洗后的废炭进入废炭进料罐7中，由脱水螺旋输送机8输送至多段再生炉9中，经过多段再生炉活化再生处理后，高温的废炭进入急冷槽10中冷却，再由吹送槽11输送至高位补炭罐1中，与新炭补给管道所补给的新炭一起进入吸附塔2中，继续对焦化废水处理；
废炭冲洗罐4中因冲洗吸附塔2中排出的废炭所产生的废水进入废水原水池5，再进入吸附塔2中吸附处理，吸附后的清水进入清水池3中；
多段再生炉9中产生的高温烟气进入余热锅炉12中，加热余热锅炉12中的水，之后高温烟气再进入预热器13中预冷，最后进入洗涤塔12中洗涤后经引风机15输送至烟囱16，排入大气；
洗涤塔14中的洗涤水进入循环水槽17，由泵Ⅱ18输送至预冷器13，对预冷器13中的高温烟气冷却；循环水槽17的出水口也不断的将水输送至洗涤塔14中部的进水口，供洗涤塔14洗涤烟气用。
基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，包括下述的步骤：
(1)将焦化废水在常温下以0.4bv/h左右的流速通入装有颗粒炭的吸附塔中吸附；
颗粒炭的粒径是40目，吸附废水后的为饱和颗粒炭；
(2)将步骤(1)中饱和颗粒炭排出至冲洗罐，将经过冲洗后的废炭输送至炭进料罐，由脱水螺旋输送装置将废炭输送至多段再生炉再生；
(3)再生过程具体为：
干燥：在100-400℃的温度范围内处理80-120min；
热解：在400-600℃的温度范围内处理40-60min；
活化：在800-900℃的温度范围内处理40-60min，通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为1∶1.5；通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为15∶1；
(4)经过再生后的炭从再生炉底部落入急冷槽中冷却，冷却温度为70℃，然后再将急冷后的炭输送至吹送槽，由吹送槽将其输送至高位炭罐，在高位炭罐中补充部分新炭，将补充的新炭和再生炭一起输送至吸附塔中，进入下一个循环，重复步骤(1)-步骤(3)，完成循环的以颗粒炭可再生处理焦化废水的过程。
经检测，炭在再生过程中损失率仅为4.95％左右。(损失率的计算方法是：(待再生的废炭总重量-再生后的新炭总重量)/待再生的废炭总重量×100％)。
每天处理量：5000m3-20000m3
再生量：5-25吨/天
总用炭量：100-550吨；
取山东某焦化厂的焦化废水，检测其采用本发明的系统处理前后水质的各项指标，具体对比如下：
| COD(ppm) | 挥发酚(ppm) | 氰化物(ppm) | |
| 处理前 | 1895 | 60.3 | 8.5 |
| 处理后 | 138 | 0.18 | 0.36 |
Claims (8)
1.基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，包括下述的步骤：
（1）将废水在常温下以0.3-0.5bv/h的流速通入装有颗粒活性炭的吸附塔中吸附；颗粒活性炭的粒径是30-60目，吸附废水后的为饱和的颗粒活性炭；
（2）将步骤（1）中饱和颗粒活性炭排出至冲洗罐，将经过冲洗后的废炭输送至炭进料罐，由脱水螺旋输送装置将废炭输送至多段再生炉再生；
（3）在多段再生炉中，再生过程具体按以下参数执行：
干燥：在100-400℃下处理80-120min；
热解：在400-600℃处理40-60min；
活化：在800-900℃；处理40-60min，通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为1：1.5；通入的水蒸汽与输送至多段再生炉再生的颗粒炭的体积比为15：1；
（4）经过再生后的炭从多段再生炉底部落入急冷槽中冷却，冷却温度为60-80℃，然后再将急冷后的炭输送至吹送槽，由吹送槽将其输送至高位炭罐，在高位炭罐中补充部分新炭，将补充的新炭和再生炭一起输送至吸附塔中，进入下一个循环，重复步骤（1）-步骤（3）。
2.如权利要求1所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，其特征在于：干燥中，在120-380℃下处理90min；热解步骤中，在450-550℃处理50min；活化步骤中，在850℃；处理50min。
3.如权利要求1所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的方法，其特征在于，活性炭的粒径是40目。
4.基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的系统，其特征在于，该系统包括吸附塔（2），吸附塔（2）上部的出口与清水池（3）相连接；
吸附塔（2）下部有废水进口，该进口通往废水原水池（5）；
吸附塔（2）下部的出口连接有废炭冲洗罐（4），废炭冲洗罐（4）下部的一个出口与废水原水池（5）相连接；
废炭冲洗罐（4）下部的另一出口废炭进料罐（7）相连接，废炭进料罐（7）的出口下方有将废炭输送至多段再生炉（9）的脱水螺旋输送装置（8）；
多段再生炉（9）下部的出口与急冷槽（10）相连接；急冷槽（10）依次与吹送槽（11）和高位补炭罐（1）相连接；
高位补炭罐（1）的出口与吸附塔（2）上部的进口相连通；高位补炭罐（1）上部连接有新炭补给管道。
5.如权利要求4所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的系统，其特征在于，多段再生炉（9）上部的出口通过管道与余热锅炉（12）相连接，余热锅炉（12）依次与预冷器（13）和洗涤塔（14）串联，洗涤塔（14）下部的出口连接有循环水槽（17），循环水槽（17）的出水口分别与预冷器（13）和洗涤塔（14）中部的进水口相连接；
洗涤塔（14）上部的出口与烟囱（16）相连接。
6.如权利要求4所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的系统，其特征在于，废水原水池（5）与吸附塔（2）之间有泵Ⅰ；循环水槽（17）与预冷器（13）之间有泵Ⅱ（18）。
7.如权利要求4所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的系统，其特征在于，多段再生炉（9）连接有蒸汽管道、空气管道和天然气管道。
8.如权利要求4所述的基于以活性炭可再生方式处理使废水提质达标的系统，其特征在于，洗涤塔（14）与烟囱（16）之间有引风机（15）。
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