CN108355630A - 一种活性炭再生及其废液处理的设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种活性炭再生及其废液处理的设备和方法，该设备包括活性炭再生塔、酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统、输送泵和输送管。吸附饱和的活性炭，在再生塔内依次进行酸洗、间歇曝气、95‑100℃条件下恒温处理、低温催化氧化、碱洗、中和等过程，实现活性炭再生。活性炭再生后的废液送入生化处理系统进行处理，实现再生废液零排放。本发明能使吸附在活性炭中的有毒有机物从活性炭上分离，并氧化分解为小分子物质，提升废液的可生化性，使活性炭完全再生；再生废液送至生化处理系统，进行深度处理，无需进入厌氧池，不产生二次污染，实现节能环保。

Description

一种活性炭再生及其废液处理的设备和方法

技术领域

本发明涉及水污染控制技术领域领域，尤其涉及一种活性炭再生及其废液处理的设备和方法。

背景技术

活性炭具有独特的内部孔结构和较大的比表面积，是一种优良的吸附剂，它被广泛应用于废水处理中。活性炭吸附饱和后,活性开始下降,如果直接将其废弃，不但造成资源浪费,形成二次污染，而且还大大增加了成本，因此无论从环保还是经济效益角度进行考虑，使炭重新恢复吸附活性,循环利用,具有十分重要的意义。目前，工业上使用的活性炭再生方法主要有加热再生法、化学药剂再生法、生物再生法、湿式催化氧化再生法、微波辐射再生法、电化学再生法等。

目前，水处理中的废炭再生通常以加热再生工艺为主，该方法中的加热装置占地面积较大，能耗较高，炭的耗损率在5％-10％，操作工艺复杂，而且其在运行中还会产生再生废水废气还会造成二次污染。为解决以上问题，各种各样的新工艺和方法都被开发，其中，专利《一种利用活性炭吸附塔处理有机废水的系统》(专利申请号201620518222.7)公开了一种能自动补炭、排炭，自耗水循环利用，同时废炭能就地再生的连续式流动床活性炭吸附再生系统。但在活性炭再生过程和再生废液的处理上，并未有更多的叙述，也未提出一种较好的解决方法。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种活性炭再生及其废液处理的设备和方法，一方面能简化活性炭再生的设备，提高活性炭再生的效率，另一方面能同时处理其产生的废水，保证处理后的液体达标排放不产生二次污染，实现节能环保。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是如何提高活性炭再生效率，如何净化活性炭处理过程中产生的废液，实现节能环保。

为实现上述目的，本发明提供了一种活性炭再生及其废液处理的设备，包括活性炭再生塔，还包括酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统、输送泵和输送管，所述活性炭再生塔通过输送管与酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统和输送泵相连，所述输送泵为酸储槽、氧化剂储槽和碱储槽中的液体输送提供动力，所述活性炭再生塔、酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统通过各自阀门控制液体的流动，所述活性炭再生塔能在酸储槽、氧化剂储槽和碱储槽液体的依次处理下再生活性炭，所述生化处理系统可处理活性炭再生塔再生活性炭后剩下的废液至达标后排放。

进一步的，所述生化处理系统包括好氧池和MBR生化系统。

进一步的，所述MBR生化系统包括MBR膜池、超滤膜和产水系统，所述超滤膜为帘式中空纤维膜，所述帘式中空纤维膜孔径在0.08-2μm之间。

进一步的，所述MBR膜池中放置填料，填料的形状为海绵状，悬浮于所述MBR生化系统池中，可流动。

进一步的，所述氧化剂储槽中的氧化剂为过硫酸钠、高氯酸钠、氯酸钠和双氧水等中的一种或几种。

进一步的，所述活性炭再生塔包括电加热装置、曝气装置和测温显示装置，所述活性炭再生塔侧面开有上中下三个可视窗口，曝气装置用于间歇曝气

本发明还提供了一种利用该活性炭再生及其废液处理的设备进行活性炭再生及其废液处理的方法，包括以下步骤：

第一步：酸处理，将饱和吸附的活性炭输入活性炭再生塔，排空活性炭再生塔中的液体，打开酸储槽阀门，通过输送泵将酸储槽中的液体输送入活性炭再生塔至液位线，淹没活性炭，酸洗一定时间，浸泡恰当时间并间歇曝气，随后排出部分液体至液体刚好淹没活性炭上层，加热至95-100℃恒温处理一定时间；

第二步：低温氧化，停止加热，打开氧化剂储槽阀门，通过输送泵将氧化剂储槽中的液体输送入活性炭再生塔至液位线，浸泡一定时间并间歇曝气；

第三步：碱洗中和，打开碱储槽阀门，通过输送泵将碱储槽中的液体输送入活性炭再生塔，调节pH至6-8；

第四步：废液处理和活性炭的回收，打开活性炭再生塔底部阀门，让调整好pH的废液自流进入生化处理系统，所述生化处理系统将废液处理至达标后排放，所述再生后的活性炭回输至活性炭吸附塔中。

在本发明的一个优选实施方案中，所述活性炭为颗粒活性炭，以流化床的形式进行输送。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第二步氧化过程中温度不小于65℃，反应时间为30min，所述氧化过程中不需要加热，依靠余热即可完成氧化分解反应。

在本发明的一个优选实施方案中，所述第一步酸洗时间为5min，浸泡时间为30min，恒温处理时间为120min，所述第二步中浸泡时间为30min。

本发明所述活性炭再生及其废液处理的方法中的第二步低温氧化阶段并不需要继续加热，实现低温催化氧化的过程。活性炭中的有机物被氧化成小分子物质，可生化性增强，运送至生化处理系统，不产生二次污染。

本发明再生系统中的颗粒活性炭为流体，输送方便，减少了活性炭的炭损率；再生过程中，催化温度在70℃左右，加热水量较少，同时氧化阶段不需要加热，利用余热即可进行反应，节省了电能；催化氧化阶段时，可将溶液中的有机物氧化成小分子物质，大大提高其可生化性；再生废水进入生化系统后，不需要经过厌氧池就可将有机物彻底降解。与现有技术相比，本发明具有再生效率高，再生效果好，炭损耗率低，再生废水被彻底处理，设备运行成本低的优点。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的活性炭再生及其废液处理设备的示意图。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

图1是本发明一个较佳实施方式的活性炭再生及其废液处理设备，主要包括活性炭再生塔1、酸储槽2、氧化剂储槽3、碱储槽4、生化处理系统5、输送泵6和输送管，活性炭再生塔1通过输送管与酸储槽2、氧化剂储槽3、碱储槽4、生化处理系统和输送泵6相连，所述输送泵6为酸储槽2、氧化剂储槽3、碱储槽4中的液体输送提供动力，生物处理系统5用于处理活性炭再生后流出的废液，图中箭头表示液体的输送方向。活性炭再生塔1还包括电加热装置、曝气装置和测温显示装置，侧面开有上中下三个可视窗口，曝气装置用于间歇曝气。活性炭再生塔1中下部有一条液位线7，用于标示液体输入的体积。氧化剂储槽中的氧化剂优选为过硫酸钠、高氯酸钠、氯酸钠和双氧水等中的一种或几种。

在本发明的一个优选的实施方方案中，利用活性炭再生及其废液处理设备的进行活性炭再生及其废液处理的方法主要包括以下步骤：

第一步：酸处理，将饱和吸附的活性炭输入活性炭再生塔1，排空活性炭再生塔1中的液体，打开酸储槽2阀门，通过输送泵将酸储槽中的液体输送入活性炭再生塔1至液位线7，淹没活性炭，酸洗5min，浸泡30min并间歇曝气，随后排出部分液体至液体刚好淹没活性炭上层，加热至95-100℃恒温处理2h；

第二步：低温氧化，停止加热，打开氧化剂储槽3阀门，通过输送泵6将氧化剂储槽3中的液体输送入活性炭再生塔1至液位线7，浸泡30min并间歇曝气；

第三步：碱洗中和，打开碱储槽4阀门，通过输送泵6将碱储槽4中的液体输送入活性炭再生塔1，调节pH至6-8；

第四步：废液处理和活性炭的回收，打开活性炭再生塔1底部阀门，让调整好pH的再生液自流进入生化处理系统5，所述生化处理系统5将废液处理至达标后排放，所述再生后的活性炭回输至活性炭吸附塔中。

本发明的一个具体活性炭再生及其废液处理的实施例如下：

本实施例中废活性炭的再生量为500Kg/次，废水的初始COD为200-400mg/L。

吸附饱和的活性炭再生流程如下：

第一步：打开活性炭再生塔1中的放空阀，将活性炭再生塔内的水排空，打开酸储槽2管道阀门，通过输送泵6将酸液槽2中的液体输送入活性炭再生塔，当页面到达液位线7后，酸洗5min，随后浸泡30min并间歇曝气(间歇比1:4)，排部分酸液至液体刚好淹没活性炭上层，启动电加热装置，加热至95-100℃，恒温保持120min；

第二步：关闭加热电源，打开加氧化剂储槽3管道阀门，通过输送泵6将氧化剂储槽3中的液体输入活性炭再生槽1，当液面到达液位线7后，浸泡30min并间歇曝气(间歇比1:1)；

第三步：打开加碱储槽4阀门，通过输送泵6将碱储槽4中的碱液输入活性炭再生塔1中，调节PH至6-8；

第四步：打开活性炭再生塔1底部阀门，使调好pH的废液自流进生化系统5，废液在生化系统处理至达标后排放，打开活性炭再生塔1通至活性炭吸附塔的阀门，利用射流泵将再生后的活性炭送入活性炭吸附塔中进行再利用。

结果：500kg吸附饱和的活性炭的再生操作时间大概需要3-4h，炭损失不到0.5％，活性炭再生率可达99％，再生废液的可生化性B/C在0.35以上；生化处理系统出水的COD在30mg/L以下。

本实施例中活性炭为颗粒活性炭，并以流化床的形式进行输送，输送方便，这有效的减少了活性炭的炭损率；再生过程中，催化温度在70℃左右，加热水量较少，同时氧化阶段不需要加热，利用余热即可进行反应，节省了电能；催化氧化阶段时，可将溶液中的有机物氧化成小分子物质，大大提高其可生化性；再生废水进入生化系统后，不需要经过厌氧池就可将有机物彻底降解。与现有技术相比，本发明具有再生效率高，再生效果好，炭损耗率低，再生废水被彻底处理，设备运行成本低的优点。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种活性炭再生及其废液处理的设备，包括活性炭再生塔，其特征在于，还包括酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统、输送泵和输送管，所述活性炭再生塔通过输送管与酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统和输送泵相连，所述输送泵为酸储槽、氧化剂储槽和碱储槽中的液体输送提供动力，所述活性炭再生塔、酸储槽、氧化剂储槽、碱储槽、生化处理系统通过各自阀门控制液体的流动，所述再生塔能在酸储槽、氧化剂储槽和碱储槽中液体的依次处理下再生活性炭，所述生化处理系统可处理活性炭再生塔再生活性炭后剩下的废液至达标后排放。

2.如权利要求1所述的活性炭再生及其废液处理的设备，其特征在于，所述生化处理系统包括好氧池和MBR生化系统。

3.如权利要求2所述的活性炭再生及其废液处理的设备，其特征在于，所述MBR生化系统包括MBR膜池、超滤膜和产水系统，所述超滤膜为帘式中空纤维膜，所述帘式中空纤维膜孔径在0.08-2μm之间。

4.如权利要求3所述的活性炭再生及其废液处理的设备，其特征在于，所述MBR膜池中放置填料，填料的形状为海绵状，悬浮于所述MBR生化系统池中，可流动。

5.如权利要求1所述的活性炭再生及其废液处理的设备，其特征在于，所述氧化剂储槽中的氧化剂为过硫酸钠、高氯酸钠、氯酸钠和双氧水中的一种或几种。

6.如权利要求1所述的活性炭再生及其废液处理的设备，其特征在于，所述活性炭再生塔包括电加热装置、曝气装置和测温显示装置，所述活性炭再生塔侧面开有上中下三个可视窗口。

7.一种利用如权利要求1-6任意一项所述的活性炭再生及其废液处理的设备进行活性炭再生及其废液处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：酸处理，将饱和吸附的活性炭输入活性炭再生塔，排空活性炭再生塔中的液体，打开酸储槽阀门，通过输送泵将酸储槽中的液体输送入活性炭再生塔至液位线，淹没活性炭，酸洗一定时间后浸泡恰当时间并间歇曝气，随后排出部分液体至液体刚好淹没活性炭上层，加热至95-100℃恒温处理一定时间；

第二步：低温氧化，停止加热，打开氧化剂储槽阀门，通过输送泵将氧化剂储槽中的液体输送入活性炭再生塔至液位线，浸泡一定时间并间歇曝气；

第三步：碱洗中和，打开碱储槽阀门，通过输送泵将碱储槽中的液体输送入活性炭再生塔，调节pH至6-8；

第四步：废液处理和活性炭的回收，打开活性炭再生塔底部阀门，让调整好pH的废液自流进入生化处理系统，所述生化处理系统将废液处理至达标后排放，所述再生后的活性炭回输至活性炭吸附塔中。

8.如权利要求7所述的活性炭再生及其废液处理的方法，其特征在于，所述活性炭为颗粒活性炭，以流化床的形式进行输送。

9.如权利要求7所述的活性炭再生及其废液处理的方法，其特征在于，所述第二步氧化过程中温度不小于65℃，反应时间为30min，所述氧化过程中不需要加热，依靠余热即可完成氧化分解反应。

10.如权利要求7所述的活性炭再生及其废液处理的方法，其特征在于，所述第一步中酸洗时间为5min，浸泡时间为30min，恒温处理时间为120min，所述第二步中浸泡时间为30min。