CN107601654B - 一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体为一种防止湿式空气再生系统(WAR系统)结垢的混合炭泥超声处理方法，以克服现有技术中WAR系统中换热和加热部分结垢严重等问题。本发明根据混合炭泥的特点，以超声处理技术去除混合炭泥中的结垢物质。本发明具有处理效果好、流程简单、处理成本低等优点，能够有效降低混合炭泥中结垢物质，从而实现防止WAR系统结垢问题，降低企业WAR系统运行成本，具有较好的经济效益和应用价值。

Description

一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法
技术领域
本发明涉及固体废弃物处理技术领域，具体为一种防止活性炭湿式空气再生系统(WAR系统)结垢的超声处理方法。
背景技术
西门子公司的粉末活性炭技术(PACT)和活性炭湿式空气再生技术(WAR)组合工艺是在常规活性污泥法污水处理系统中添加活性炭，通过活性炭吸附有机物的特性，促进难降解物质的吸附与降解。PACT系统中吸附了污染物和活性污泥的混合炭泥被送入WAR系统，在温度为243℃、压力为6.2MPa条件下，可将活性炭吸附的有机物和附着的生化污泥氧化成无机物或易降解有机物，而活性炭不被氧化并恢复活性，重返PACT系统使用。该技术对化学需氧量(COD)有较强的脱除功能，已应用于石化和化工等行业污水处理系统之中。
目前，PACT+WAR技术在我国已有建设投用，但是都存在着WAR系统中换热和加热部分结垢严重的问题。WAR系统中结垢的主要成分为硫酸钙，还有碳酸钙、少量有机物和其他物质，且形成上述结垢的离子，如Ca2+、SO4 2-等离子，绝大部分来自于PACT混合炭泥的菌胶团，采用常规压滤方式无法将结垢离子去除。目前，尚无防止WAR系统结垢的有效对策，存在着WAR系统化学清洗次数频繁、除垢效果差、除垢费用高等问题，严重影响了WAR系统正常运行以及PACT系统的处理效果。因此，如何防止WAR系统结垢问题是相关企业急需解决的技术问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，解决现有技术中WAR系统中换热和加热部分结垢严重的问题，对进入WAR系统的混合炭泥进行超声处理，去除大部分形成结垢的物质，达到防止WAR系统结垢的目的。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，包括以下四个步骤：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理，
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，
(4)泥水分离后的泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥。
在上述方案的基础上，步骤(1)中所述超声反应器的声能密度范围为0.1～0.4W/mL，优选范围为0.2～0.3W/mL。
在上述方案的基础上，步骤(1)中所述超声处理时间为5～30min，优选为10～20min。
在上述方案的基础上，步骤(2)中所述混合炭泥经酸化反应处理后有利于其中的钙离子溶于液相。
在上述方案的基础上，步骤(2)中所述酸化反应处理的混合炭泥的pH值范围为3～6，优选pH值范围为4～5。
在上述方案的基础上，步骤(2)中所述酸化反应处理时间为0.2～2h，优选为0.5～1h。
在上述方案的基础上，步骤(3)中所述泥水分离为将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，所述离心液6进行外排处理。
在上述方案的基础上，步骤(4)中所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
在上述方案的基础上，步骤(4)中所述处理后的混合炭泥作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
本发明的有益效果是：
本发明提供了一种防止WAR系统结垢的超声处理方法，根据混合炭泥的特性，采用超声技术有效去除混合炭泥中形成结垢的物质，达到防止WAR系统结垢的要求。本发明具有处理效果好、流程简单和处理成本低等优点，并且能够降低企业WAR系统运行成本，具有较好的经济效益和应用价值。
附图说明
本发明有如下附图：
图1WAR系统混合炭泥超声处理工艺示意图。
图中：1为混合炭泥；2为超声反应器；3为酸化反应釜；4为浓硝酸；5为离心脱水机；6为离心液；7为搅拌机；8为化学水；9为WAR系统进料。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供了一种防止活性炭湿式空气再生系统(WAR系统)结垢的超声处理方法。
一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，包括如下四个步骤：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度范围为0.1～0.4W/mL，优选范围为0.2～0.3W/mL，超声处理时间为5～30min，优选为10～20min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。混合炭泥经酸化后有利于其中的钙离子溶于液相，酸化反应处理的混合炭泥pH值范围为3～6，优选pH值范围为4～5；酸化反应处理时间为0.2～2h，优选为0.5～1h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥可作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。实施例1
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：混合悬浮固体浓度(MLSS)为81.5g/L，混合液挥发性悬浮固体浓度(MLVSS)为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.2W/mL，超声处理时间为20min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为4，酸化反应处理时间为1h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
实施例2
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：MLSS为81.5g/L，MLVSS为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.4W/mL，超声处理时间为5min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为6，酸化反应处理时间为2h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
实施例3
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：MLSS为81.5g/L，MLVSS为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.3W/mL，超声处理时间为10min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为5，酸化反应处理时间为0.5h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥可作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
实施例4
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：MLSS为81.5g/L，MLVSS为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.1W/mL，超声处理时间为30min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为3，酸化反应处理时间为0.2h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥可作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
实施例5
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：MLSS为81.5g/L，MLVSS为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.4W/mL，超声处理时间为15min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为5，酸化反应处理时间为1h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥可作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
实施例6
混合炭泥特性：某石油化工企业的PACT生化处理工艺外排再生混合炭泥，其炭泥指标为：MLSS为81.5g/L，MLVSS为64.1g/L，干基炭泥中Ca含量为3.7％，S含量为1.3％；上清液指标为：COD为21mg/L，Ca2+为86.3mg/L，SO4 2-为158.4mg/L。
上述炭泥处理实施步骤如下：
(1)混合炭泥1泵入超声反应器2中进行超声处理，声能密度为0.2W/mL，超声处理时间为20min；
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜3中，并加入浓硝酸4进行酸化反应处理。酸化反应处理的混合炭泥pH值为4，酸化反应处理时间为0.5h；
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机5中进行泥水分离，将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液6，离心液6外排；
(4)步骤(3)中所述泥相进入搅拌机7，加入化学水8后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥1的含水率的差值为3％以下。
处理后的混合炭泥可作为WAR系统进料9，再进入WAR系统。
经测试，上述处理后混合炭泥在WAR系统模拟装置没出现结垢现象。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (7)

1.一种防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，包括以下四个步骤：
(1)混合炭泥(1)泵入超声反应器(2)中进行超声处理，
(2)超声处理后的混合炭泥泵入酸化反应釜(3)中，并加入浓硝酸(4)进行酸化反应处理，
(3)酸化反应处理后的混合炭泥进入离心脱水机(5)中进行泥水分离，
(4)泥水分离后的泥相进入搅拌机(7)，加入化学水(8)后进行搅拌，搅拌均质后形成处理后的混合炭泥；
步骤(1)中所述超声反应器的声能密度范围为0.1～0.4W/mL；
步骤(1)中所述超声处理时间为5～30min；
步骤(4)中所述处理后的混合炭泥作为WAR系统进料(9)，再进入WAR系统。
2.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(1)中所述超声反应器的声能密度范围为0.2～0.3W/mL。
3.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述混合炭泥经酸化反应处理后有利于其中的钙离子溶于液相。
4.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸化反应处理的混合炭泥的pH值范围为3～6。
5.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(2)中所述酸化反应处理时间为0.2～2h。
6.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(3)中所述泥水分离为将酸化反应处理后的混合炭泥分离为泥相和离心液(6)，所述离心液(6)进行外排处理。
7.如权利要求1所述的防止湿式空气再生系统结垢的超声处理方法，其特征在于，步骤(4)中所述处理后的混合炭泥的含水率与混合炭泥(1)的含水率的差值为3％以下。
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