CN110194500A - 一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法 - Google Patents

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金学文
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    • C02F2303/16Regeneration of sorbents, filters

Abstract

本发明公开了一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法,包括:设于前道的生化出水处理,及设于后道的外排或膜处理,还包括:设于生化出水处理与外排或膜处理之间的活性炭吸附塔,沿活性炭吸附塔的出料端依次连有再生炉进料槽、活性炭再生炉和再生炭吹送装置,再生炭吹送装置再通过新炭储槽与活性炭吸附塔的进料端相连;所述活性炭再生炉还连有冷却洗涤装置,所述冷却洗涤装置还连有生化沉淀池。本发明不额外增加盐类物质,环境友好,对膜处理工艺无不良影响,又可与焦化工艺有效结合,降低活性炭再生工艺的运行成本。

Description

一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法
技术领域
本发明涉及焦化废水的生化处理技术,更具体地说,涉及一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法。
背景技术
现有焦化废水生化处理工艺大多为生化-物化混凝处理-外排或膜处理,其中,虽然生化处理降解了大部分的可生化处理的有机物,而一些长链、苯环的难以生化处理和有毒性的有机物生活难以处理,这些有机物就需要使用物化手段来处理,一般物化手段多是添加混凝药剂或是氧化剂、臭氧等方法,将有机物进行去除。但在这个过程中添加混凝剂会造成较多离子物质进入废水,甚至需要反复调节PH值来强化废水处理效果,相对药剂消耗较大,且过多盐类离子进入废水,不利于后续膜处理工艺,故排放后对自然水体有影响,同时氧化剂的使用会对造成氧化损坏膜元件的风险。臭氧是近年来兴起的废水处理方法,其通过通入臭氧利用氧化性来去除有机物,优点是不增加离子物质及对自然水体较友好,但缺点是相对投资及运行电耗较大,容易受来水水质波动影响处理效果,臭氧不可避免的泄漏对周围设备和人体有不利影响,对大气环境有危害。所以,上述这三种主要物化处理方式均存在弊端。
另外,还有一种就是活性炭固定床吸附方式去除有机物,该方法初期效果较好,但随着活性炭吸附饱和后,出水水质日益变差,需要将过滤器停下进行活性炭的更换,换下的活性炭废弃或者再生。但是,该方法出水水质不稳定,活性炭更换工作量大,且再生或废弃活性炭费用均较高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述缺陷,本发明的目的是提供一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法,不额外增加盐类物质,环境友好,对膜处理工艺无不良影响,又可与焦化工艺有效结合,降低活性炭再生工艺的运行成本。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一方面,一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,包括:设于前道的生化出水处理,及设于后道的外排或膜处理,还包括:设于生化出水处理与外排或膜处理之间的活性炭吸附塔,沿活性炭吸附塔的出料端依次连有再生炉进料槽、活性炭再生炉和再生炭吹送装置,再生炭吹送装置再通过新炭储槽与活性炭吸附塔的进料端相连;
所述活性炭再生炉还连有冷却洗涤装置,所述冷却洗涤装置还连有生化沉淀池。
所述的活性炭吸附塔出料端与再生炉进料槽之间还设有洗盐槽。
所述的再生炉进料槽与活性炭再生炉之间还设有螺旋去水器。
所述的冷却洗涤装置,包括:预冷却器,及与其相连的洗涤塔,预冷却器与活性炭再生炉相连。
所述的活性炭再生炉与再生炭吹送装置之间还设有急冷塔。
另一方面,一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,包括以下步骤:
S1.焦化废水进入活性炭吸附塔,并与塔内活性炭逆向接触,使焦化废水中的大部分有机物被活性炭吸附得以去除,吸附后的焦化废水再从活性炭吸附塔流出至下一道工序;
S2.活性炭吸附塔内的活性炭每间隔数小时排放一次,然后加入再生炭,排出的活性炭进入再生炉进料槽,再通过螺旋去水器将活性炭送至活性炭再生炉内进行再生处理;
S3.活性炭再生炉再生处理后的活性炭通过再生炭吹送装置排出至新炭储槽,由新炭储槽将再生处理后的活性炭送至活性炭吸附塔内。
所述的活性炭再生炉再生处理时产生的尾气经冷却洗涤装置进行脱硫净化处理。
所述的脱硫净化处理后的废水进入生化沉淀池。
所述的活性炭吸附塔内的活性炭每间隔5~12小时排放一次。
在上述的技术方案中,本发明所提供的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统及方法,还包括以下几点有益效果:
1.本发明对有机物去除能力强,出水稳定。使用活性炭吸附出水COD可以保证在65mg/升以下,同时由于活性炭是连续再生和吸附,所以当上游进水水质出现波动时,活性炭因保有较大的吸附余量,而使出水COD也能得到有效去除稳定在65mg/升以下,确保后续的外排或膜处理不受影响。
2.本发明对其余污染物也有较好的去除能力,对膜处理工艺较有利。对于焦化生化出水经过活性炭处理后,色度可以保持在50倍以下,总氰在0.5mg/升以下,对氟也有30%左右的去除率,对提升水质有积极的作用,且出水含盐量及金属离子不增加,有利于后续膜处理工艺的稳定运行。
3.本发明能够降低处理成本。通过控制氧含量,将再生活性炭损耗率控制在5%以内,降低活性炭消耗。通过本发明与焦化工艺及废水工艺相结合,可以降低加热源(使用焦炉煤气)的使用成本,降低尾气处理成本无尾气排放于大气,使用生化废水进行喷淋冷却尾气循环利用尾气中的煤粉,降低生化系统粉末活性炭的使用成本。
附图说明
图1是本发明结构的示意图;
图2是本发明活性炭吸附、再生的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
请结合图1所示,本发明所提供的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,包括:设于前道的生化出水处理,及设于后道的外排或膜处理,上述为现有技术部分,在此就不再赘述。与现有技术不同的是,还包括:设于生化出水处理与外排或膜处理之间的活性炭吸附塔1,沿活性炭吸附塔1底部的出料端101依次连有再生炉进料槽2、活性炭再生炉3和再生炭吹送装置4,再生炭吹送装置4再通过新炭储槽5与活性炭吸附塔1顶部的进料端102相连。
较佳的,所述活性炭再生炉3的顶部还连有冷却洗涤装置,冷却洗涤装置,包括:预冷却器6,及与其相连的洗涤塔7,预冷却器6与活性炭再生炉3的顶部相连。所述冷却洗涤装置还连有生化沉淀池。
较佳的,所述的活性炭吸附塔1的出料端101与再生炉进料槽2之间还设有洗盐槽8。
较佳的,所述的再生炉进料槽2与活性炭再生炉3之间还设有螺旋去水器9。
较佳的,所述的活性炭再生炉3与再生炭吹送装置4之间还设有急冷塔10。
请结合图2所示,本发明所提供的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,采取的是炭层与流体呈逆向运动方式,饱和炭层间歇式地被移出吸附器并进行再生处理,随后再生炭与补充新炭被重新从塔顶部加入吸附器,理论上污染物成分永远接触的是“新鲜”活性炭(即吸附性能与原炭性能相同)层,此时即便发生污染物成分或浓度剧烈波动、传质区变长,由于整个床层高度均为“新鲜炭层”,也不会发生“吸附穿透”现象,能够确保出水水质仍然处于稳定的达标状态。而再生产生的尾气可进入焦炉荒煤气进行统一脱硫净化处置,烟气冷却使用焦化废水的生化废水收集粉灰。具体包括以下步骤:
S1.焦化废水进入活性炭吸附塔,并与塔内活性炭逆向接触,使焦化废水中的大部分有机物被活性炭吸附得以去除,吸附后的焦化废水再从活性炭吸附塔流出至下一道工序。
S2.活性炭吸附塔内的活性炭每间隔5~12个小时排放一次,然后加入新炭(再生炭),排出的活性炭进入再生炉进料槽,再通过螺旋去水器将活性炭送至活性炭再生炉内进行再生处理。
S3.活性炭再生炉再生处理后的活性炭通过再生炭吹送装置排出至新炭储槽,由新炭储槽将再生处理后的活性炭送至活性炭吸附塔内,从而实现反复循环使用。本过程全程由于联锁自动化控制,无需人工现场干预。再生炉再生热源不使用常规的天然气或市政煤气,而就近使用焦炉产生的脱硫净化后的焦炉煤气,使再生热能的使用及投资成本更低,更易获得。
较佳的,所述的活性炭再生炉再生处理时产生的尾气按常规设计应增加尾气处理设备并报备增加尾气排放口,本发明中利用焦化废水配套的焦炉工艺产生大量荒煤气需要脱硫净化的条件,将该部分尾气经过冷却后进入焦炉荒煤气系统中统一进行脱硫净化。使活性炭再生炉尾气无需单独处理和排放,大大降低了尾气的处理及投资成本。
较佳的,活性炭再生炉尾气的冷却不使用常规的净循环水间接冷却,而是使用焦化废水的生化出水进行直接喷淋冷却,在喷淋过程中将尾气中的煤粉及粉尘带入水中,冷却后的废水进入生化沉淀池,该部分煤粉及粉尘沉降在生化沉淀池内,随生化污泥回流进入焦化废水生化曝气系统,煤粉及粉尘作为替代曝气池日常添加的粉末活性碳使用,起到吸附废水中的有机物和作为菌胶团附着的载体的作用,起到类似微型悬浮填料的效果。
较佳的,为了确保较低再生损耗率,本发明对活性炭再生炉内含氧量将严格控制,活性炭再生炉内燃烧用空气量将根据燃气量进行计算空气量注入量,该空气量在开工初期调试确定后,将设定为固定比例值有仪表自动跟踪燃烧空气量的注入,确保无过多氧气进入活性炭再生炉内,同时在炉顶烟气出口将设置含氧检测仪,根据该含氧量来自动微调空气注入量,因此最终再生炉的内氧气含量将始终保持在1.5%以下。由于氧气含量控制较低,故再生得率较高,能将活性炭再生损耗率控制在5%以下。
利用活性炭连续再生工艺(见附图2)和焦化工艺进行有机结合,可大大降低活性炭连续再生工艺的成本,并提升出水水质。主要有以下特点:
其一,气源就近化。活性炭再生炉由于需要燃气作为加热源,外部很多企业使用额外采购的天然气等气源,价格昂贵且管道引入工程量较大。而焦化废水通常配套焦炉设置,故可利用就近焦炉产生的焦炉煤气作为加热源,可做到加热成本最低化。
其二,活性炭再生炉烟气治理简单集中化。在活性炭再生炉的处理成本中有很大一块是烟气治理成本,且新增大气排放需要经过严格的环评审批和最严排放指标,而在用在焦化废水中,产生的废水经烟气冷却后只要控制含氧量在3%以下(活性炭再生炉内严格控制含氧量在1%以下,故尾气含氧较小),即可将该路烟气切入焦炉产生的荒煤气系统中,统一进行脱硫等净化处理,无需新上尾气处理系统,大大降低了再生的运行成本,同时由于没有尾气排放至大气系统,无需进行大气排放环评申请,减少了污染源。
其三,尾气粉尘的资源化。尾气的冷却除尘可使用焦化废水的生化出水,使用喷淋冷却的方式,将烟气冷却到50℃左右,并将烟气中的粉尘一起带走进入生化出水中,该路生化出水回到生化沉淀池,其中的粉尘沉淀下来,回到生化曝气系统中,该粉尘的主要成分是碳粉和灰分,在曝气系统中能起到类似于粉末活性碳的作用,即吸附废水中的有机物和作为菌胶团附着的载体,起到微型悬浮填料的效果,现很多焦化废水处理工艺中就有添加粉末活性碳的案例,所以这部分粉尘进入生化曝气系统后可以降低粉末活性碳投加的费用。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到,以上的实施例仅是用来说明本发明,而并非用作为对本发明的限定,只要在本发明的实质精神范围内,对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (9)

1.一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,包括:设于前道的生化出水处理,及设于后道的外排或膜处理,其特征在于,还包括:设于生化出水处理与外排或膜处理之间的活性炭吸附塔,沿活性炭吸附塔的出料端依次连有再生炉进料槽、活性炭再生炉和再生炭吹送装置,再生炭吹送装置再通过新炭储槽与活性炭吸附塔的进料端相连;
所述活性炭再生炉还连有冷却洗涤装置,所述冷却洗涤装置还连有生化沉淀池。
2.如权利要求1所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,其特征在于:所述的活性炭吸附塔出料端与再生炉进料槽之间还设有洗盐槽。
3.如权利要求1所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,其特征在于:所述的再生炉进料槽与活性炭再生炉之间还设有螺旋去水器。
4.如权利要求1所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,其特征在于:所述的冷却洗涤装置,包括:预冷却器,及与其相连的洗涤塔,预冷却器与活性炭再生炉相连。
5.如权利要求1所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的系统,其特征在于:所述的活性炭再生炉与再生炭吹送装置之间还设有急冷塔。
6.如权利要求1-5任一项所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.焦化废水进入活性炭吸附塔,并与塔内活性炭逆向接触,使焦化废水中的大部分有机物被活性炭吸附得以去除,吸附后的焦化废水再从活性炭吸附塔流出至下一道工序;
S2.活性炭吸附塔内的活性炭每间隔数小时排放一次,然后加入再生炭,排出的活性炭进入再生炉进料槽,再通过螺旋去水器将活性炭送至活性炭再生炉内进行再生处理;
S3.活性炭再生炉再生处理后的活性炭通过再生炭吹送装置排出至新炭储槽,由新炭储槽将再生处理后的活性炭送至活性炭吸附塔内。
7.如权利要求6所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,其特征在于:所述的活性炭再生炉再生处理时产生的尾气经冷却洗涤装置进行脱硫净化处理。
8.如权利要求7所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,其特征在于:所述的脱硫净化处理后的废水进入生化沉淀池。
9.如权利要求6所述的一种利用活性炭连续吸附再生处理焦化废水的方法,其特征在于:所述的活性炭吸附塔内的活性炭每间隔5~12小时排放一次。
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