CN107892400A - 一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统及其方法 - Google Patents

一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统及其方法，该系统包括吸附池，在吸附池末端设置一体式膜组件；一体式膜组件包括膜组件和曝气系统；膜组件与产水泵相连；曝气系统与曝气风机相连；吸附池还设置有搅拌器，进水、投加活性炭与吸附池内的活性炭浆液在搅拌器搅拌下充分接触吸附，在吸附池末端进入一体化膜组件；该系统实现了膜分离方式分离粉末活性炭与产水，使进水停留时间与活性炭停留时间分离，延长了活性炭在池内的停留时间，使活性炭接近达到吸附饱和，提高了去除效率的同时增强了吸附池的缓冲能力，在原水浓度和流量发生变化时，不需要频繁调整活性炭投加量就能得到稳定的处理效果，设备简单，节省占地面积。

Description

一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统及其 方法
技术领域
本发明涉及工业废水深度处理领域，特别是涉及一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附系统及其方法。
背景技术
活性炭吸附可以去除一般生化处理和物化处理单元难以去除的微量污染物质，活性炭吸附杂质的范围很广，不仅可以除臭、脱色，而且还能吸附诸多类型的有机物，如：高分子烃类、卤代烃、氯化芳烃、多环芳烃、酚类等。活性炭吸附在现在水处理工程中的应用日趋广泛。在各种水处理过程中，以粉末活性炭PAC和粒状活性炭GAC最为常见。其中粉末活性炭投加方式一般采用搅拌混合，使活性炭与介质充分接触，实现吸附去除污染物的目标，一般在搅拌混合后设置沉淀单元，用于沉淀分离活性炭，但不管是直接投加还是与混凝剂配合投加，活性炭很难吸附达到饱和，不能充分利用活性炭的吸附能力。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统及在应用该系统的基础上处理方法，该系统通过在现有吸附池的基础上增加了一体式膜组件，实现了膜分离方式分离粉末活性炭与产水，使进水停留时间与活性炭停留时间分离，延长了活性炭在池内的停留时间，使活性炭接近达到吸附饱和，提高了去除效率的同时增强了吸附池的缓冲能力，在原水浓度和流量发生变化时，不需要频繁调整活性炭投加量就能得到稳定的处理效果，设备简单，节省占地面积。
为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案：
一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附系统，它包括吸附池，在所述吸附池末端设置一体式膜组件；所述一体式膜组件包括膜组件和曝气系统；所述膜组件与产水泵相连；所述曝气系统与曝气风机相连。
所述吸附池还设置有搅拌器，进水、投加活性炭与吸附池内的活性炭浆液在搅拌器搅拌下充分接触吸附，在吸附池末端进入一体化膜组件。
膜组件还与清洗管线相连接。
吸附池前端设置有进水管线和活性炭投加管线；进水经进水管线进入吸附池，活性炭通过活性炭投加管线加入至吸附池。
吸附池通过炭泥外排泵排泥，从而控制吸附池内活性炭浆液在一定浓度范围内。
所述炭泥外排泵还与炭泥脱水装置相连接，将炭泥进行浓缩脱水后进行再生处理。
一种利用如上所述吸附系统的方法，将废水及活性炭投加到吸附池中经搅拌后进入一体式膜组件处理，当进水COD为100-200mg/L时，经产水泵产水得到出水COD达到40-60mg/L，色度5倍以下，悬浮物SS为1mg/L以下。
所述活性炭投加量为50-1000mg/L，吸附池废水停留时间为30min-90min，通过排泥泵控制吸附池内活性炭浆液浓度为10-20g/L。
一体式膜组件包括膜组件，所述膜组件采用平板膜，膜孔径为0.01um-0.1um，膜材料为PVDF，膜通量为15-25L/（m2·h）；
所述膜组件清洗周期为3-6月，清洗剂优选采用次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液或草酸溶液中的一种；
所述清洗剂浓度优选为1000-5000mg/L。
10、如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述膜组件曝气风量优选为10-15L/（min·片膜），膜组件出水进入产水泵；
所述产生泵产水方式采用间歇产水方式，产水时间为5-10min，停止时间为1-3min，跨膜压差为0-25kpa。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、通过膜分离方式分离粉末活性炭与产水，一方面使进水停留时间与活性炭停留时间分离，可以延长活性炭在池内的停留时间，使活性炭接近达到吸附饱和，提高去除效率，还可以增强吸附池的缓冲能力，在原水浓度和流量发生变化时，不需要频繁调整活性炭投加量就能得到稳定的处理效果。另一方面可以省去吸附池后续的沉淀池，节省占地面积；
2、膜分离模式泥浆接触型吸附池的活性炭对有机物的吸附量比一次式搅拌混合型的反应池可增加30%，可发挥1.5-2个搅拌吸附池的能力，充分利用了活性炭吸附能力，节省活性炭投加量；
3、由于膜的截留作用，相比一次式搅拌混合型吸附池，出水水质更好，悬浮物、有机物浓度更低。
附图说明
图1 是本发明一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统的装置连接图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来进一步说明本发明的技术方案:
如图1所示，一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附系统，它包括吸附池1，在吸附池1末端设置一体式膜组件2；一体式膜组件2具体设置包括膜组件3和曝气系统4；膜组件3与产水泵5相连；曝气系统4与曝气风机6相连。
吸附池1还设置有搅拌器7，进水、投加活性炭与吸附池1内的活性炭浆液在搅拌器7搅拌下充分接触吸附，在吸附池1末端进入一体化膜组件2。
膜组件3还与清洗管线8相连接。
吸附池1前端设置有进水管线9和活性炭投加管线10；进水经进水管线9进入吸附池1，活性炭通过活性炭投加管线10加入至吸附池1。
吸附池1通过炭泥外排泵11排泥，从而控制吸附池1内活性炭浆液在一定浓度范围内。
炭泥外排泵11还与炭泥脱水装置12相连接，将炭泥进行浓缩脱水后进行再生处理。
在实际工程应用中，将废水及活性炭投加到吸附池中经搅拌器搅拌后进入一体式膜组件处理，当进水COD为100-200mg/L时，经产水泵产水得到出水COD达到40-60mg/L，色度5倍以下，悬浮物SS为1mg/L以下。
活性炭投加量为50-1000mg/L，吸附池废水停留时间为30min-90min，通过排泥泵控制吸附池内活性炭浆液浓度为10-20g/L。
一体式膜组件包括膜组件，膜组件采用平板膜，膜孔径为膜孔径为0.01um-0.1um，膜材料为PVDF，膜通量为15-25L/（m2·h）；膜组件清洗周期为3-6月，清洗剂优选采用次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液或草酸溶液中任一种；清洗剂浓度优选为1000-5000mg/L。膜组件曝气风量优选为10-15L/（min·片膜），膜组件出水进入产水泵，所述产生泵产水方式采用间歇产水方式，产水时间为5-10min，停止时间为1-3min，跨膜压差为0-25kpa。
实施例1
某焦化废水生化出水COD为130mg/L，色度150倍，经一次式搅拌混合型吸附池，粉末活性炭投加量600mg/L，停留时间30min，沉淀池停留时间1h，出水COD为92mg/L，色度20倍，悬浮物SS为10mg/L。
实施例2
废水为实施例1的废水，采用膜分离模式泥浆接触型吸附池，吸附池内泥浆浓度为10g/L，粉末活性炭投加量为300mg/L，停留时间为30min，膜组件为平板式膜，膜孔径为0.1um，膜材料为PVDF，膜通量为20L/（m2·h），膜组件曝气风量为10L/（min·片膜），产水方式采用间歇产水方式，产水泵产水时间8min，停止时间为2min，跨膜压差为25kpa，经过6个月运行，产水COD稳定在50mg/L以下，色度5倍以下，悬浮物SS为1mg/L以下。相比实施例1，活性炭投加量更低，出水水质更好，同时节省了沉淀池。
实施例3
某煤化工废水生化出水COD为200mg/L，色度200倍，经一次式搅拌混合型吸附池，粉末活性炭投加量2000mg/L，停留时间30min，沉淀池停留时间1h，出水COD为100mg/L，色度15倍，悬浮物SS为20mg/L。
实施例4
废水为实施例1的废水，采用膜分离模式泥浆接触型吸附池，吸附池内泥浆浓度为20g/L，粉末活性炭投加量为500mg/L，停留时间为30min，膜组件为平板式膜，膜孔径为0.1um，膜材料为PVDF，膜通量为15L/（m2·h），膜组件曝气风量为15L/（min·片膜），产水方式采用间歇产水方式，产水泵产水时间7min，停止时间为3min，跨膜压差为25kpa，经过6个月运行，产水COD稳定在60mg/L以下，色度5倍以下，悬浮物SS为1mg/L以下。相比实施例3，活性炭投加量更低，出水水质更好，同时节省了沉淀池。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求的保护范围当中。

Claims (10)

1.一种基于膜分离的泥浆接触型粉末活性炭吸附处理系统，它包括吸附池（1），其特征在于，在所述吸附池（1）末端设置一体式膜组件（2）；所述一体式膜组件（2）包括膜组件（3）和曝气系统（4）；所述膜组件（3）与产水泵（5）相连；所述曝气系统（4）与曝气风机（6）相连。
2.如权利要求1所述的处理系统，其特征在于，所述吸附池（1）还设置有搅拌器（7），进水、投加活性炭与吸附池（1）内的活性炭浆液在搅拌器（7）搅拌下充分接触吸附，在吸附池（1）末端进入一体化膜组件（2）。
3.如权利要求1或2所述的处理系统，其特征在于，膜组件（3）还与清洗管线（8）相连接。
4.如权利要求3所述的处理系统，其特征在于，吸附池（1）前端设置有进水管线（9）和活性炭投加管线（10）；进水经进水管线（9）进入吸附池（1），活性炭通过活性炭投加管线（10）加入至吸附池（1）。
5.如权利要求4所述的处理系统，其特征在于，吸附池（1）通过炭泥外排泵（11）排泥，从而控制吸附池（1）内活性炭浆液在一定浓度范围内。
6.如权利要求5所述的处理系统，其特征在于，所述炭泥外排泵（11）还与炭泥脱水装置（12）相连接，将炭泥进行浓缩脱水后进行再生处理。
7.一种利用如权利要求1-6中任一权利要求所述处理系统的方法，其特征在于，将废水及活性炭投加到吸附池中经搅拌后进入一体式膜组件处理，当进水COD为100-200mg/L时，经产水泵产水得到出水COD达到40-60mg/L，色度5倍以下，悬浮物SS为1mg/L以下。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述活性炭投加量为50-1000mg/L，吸附池废水停留时间为30min-90min，通过排泥泵控制吸附池内活性炭浆液浓度为10-20g/L。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，一体式膜组件包括膜组件，所述膜组件采用平板膜，膜孔径为0.01um-0.1um，膜材料为PVDF，膜通量为15-25L/（m2·h）；
所述膜组件清洗周期为3-6月，清洗剂优选采用次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液或草酸溶液中的一种；
所述清洗剂浓度优选为1000-5000mg/L。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述膜组件曝气风量优选为10-15L/（min·片膜），膜组件出水进入产水泵；
所述产生泵产水方式采用间歇产水方式，产水时间为5-10min，停止时间为1-3min，跨膜压差为0-25kpa。
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