CN116809043A - 一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发公开了一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法，涉及污水处理领域。该方法包含以下步骤：(1)将失效活性炭A用污水厂原水孵化；(2)用污水厂好氧池出水+污泥厌氧消化沼液、或污水厂好氧池出水+污泥水热上清液，或污水厂好氧池出水+污泥厌氧消化沼液与污泥水热上清液混合液，驯化活性炭A，离心脱水得到活性炭B；(3)用污水厂二沉池出水+营养元素驯化活性炭A，离心脱水得到活性炭C；(4)将活性炭B投加至好氧池，强化好氧池硝化能力、整个污水处理工艺的COD去除率和脱氮能力，投加的活性炭B最终通过富集至剩余污泥进入后续的处理处置环节；(5)将活性炭C填入滤柱，通入污水厂二沉池出水，用于处理去除污染物。

Description

一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法。
背景技术
随着水处理出水标准的日益严格，而活性碳作为一种除杂高效、经济实惠的除污物质，其在自来水厂的用量在不断增加。然而，活性炭吸附水中的污染物会逐渐饱和，一般情况下，使用6个月～1年的活性炭就已经达到吸附上限，如果处理的水质较差，该时间还会进一步缩短，然而全部更换新的活性炭会存在运营成本变高的问题，且废弃活性炭的处理处置将带来能源消耗与二次污染问题。
目前，活性炭再生技术主要包括热再生法、溶剂再生法、化学再生法、电化学再生法和生物再生法等。但热再生法活性炭的损失较大，约为5％～15％，且该方法再生后的活性炭机械强度降低；电化学再生法对电能消耗量大；溶剂再生法会用到有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇和正戊烷等，大多属于有毒溶剂；化学再生法如光催化、湿式氧化再生法对设备要求高，反应条件苛刻。当废弃活性炭数量较少时，部分企业还会对其进行焚烧处置。
所以，目前的各种活性炭再生技术，以及废弃活性炭的焚烧，在处理处置过程中都会消耗大量的能源，使用到对环境有害的化学物品，并且碳排放量高，同时反复再生之后的活性炭吸附效率也会显著下降，也将满足不了自来水厂的高标准要求。因此，有必要寻求自来水厂失效活性炭的其他资源化利用方案，找到一种能够降低成本，且不需要消耗大量能源和造成二次污染的废弃活性炭处理方法。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前自来水厂失效活性炭再生效率低、处置能耗高、资源化利用率低的问题，而提供一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法。
本发明能对自来水厂失效活性炭进行资源化利用，避免高成本再生，操作简单，显著强化污水处理系统功能，使污水处理厂好氧池对氨氮的去除率提升20～30％，对COD的去除率提升20～40％，对液相中微污染物的去除率提升20～30％，使二沉池出水中的COD降低40～60％，TN降低5～20％，NH4+-N降低40～60％，TP降低10～30％，典型微污染物的浓度降低90％以上，同时强化剩余污泥后续处理处置效率。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化再利用方法，包括以下步骤：
S1、将失效活性炭装填进活性炭滤柱，用污水厂原水孵化2～7天，得到活性炭A；
S2、使用液体A和液体B进行交替-梯度驯化S1中活性炭A，驯化时间为5～10天，之后将驯化的活性炭取出，离心脱水得到活性炭B；
所述液体A为污水厂好氧池出水；
所述液体B为污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液；
S3、在污水厂二沉池出水中加入营养元素，用来驯化S1中活性炭A，驯化时间为10～30天，之后将驯化后的活性炭取出，离心脱水得到活性炭C；
所述活性炭B适用于污水厂好氧池；
所述活性炭C适用于污水厂二沉池。
本发明的工作原理为：自来水厂中失效活性炭表面富含生物膜，经不同进水水质进行孵化、驯化后，可以建立不同功能的微生物种群，同时具备物理吸附和微生物去除污染物的能力，强化传统活性污泥污水处理系统的功能。
本发明中，污水厂原水孵化时的流速和孵化时间是影响自来水厂失效活性炭中微生物活性的重要因素，流速过大时，冲刷较大、不利于微生物的富集，流速过小时容易堵塞、反冲洗难度大；孵化时间过长，自来水厂失效活性炭会大量吸附原水中的污染物，影响后续的深度处理，孵化时间过短，自来水厂失效活性炭中的微生物未适应污水条件，难以建立新的微生物种群。
进一步的，步骤S1中失效活性炭为自来水厂连续使用了1年及以上且CODMn去除率≤20％的活性炭滤池中的活性炭。
进一步的，步骤S1中污水厂原水是指采用活性污泥法的生活污水处理厂经格栅和初沉池后的污水。
进一步的，步骤S1中所述活性炭滤柱底部设置5～12cm的砾石层支撑。
进一步的，步骤S1中所述孵化时采用上向流进水模式，流速为1.0～2.0mL/cm2/min，每天运行15～20h，每3～5h用自来水反冲洗一次，常温条件下进行孵化。
本发明中，驯化时的流速和时间是影响自来水厂失效活性炭中微生物活性的重要因素，流速过大时，冲刷较大、不利于微生物的富集，流速过小时容易堵塞、反冲洗难度大；驯化时间过长，自来水厂失效活性炭会大量吸附污水中的污染物，影响的处理，驯化时间过短，自来水厂失效活性炭中的微生物未适应好氧池出水以及高含氮杂环类物质条件，难以建立新的微生物种群。
本发明中，选用的污泥厌氧消化的沼液和污泥水热上清液的特征是影响自来水厂失效活性炭污泥表面耐受含氮杂环物质的微生物筛选的重要因素，总氮和腐殖质含量过高，直接抑制表面微生物的生长、驯化失败，含量过低，难以建立微生物的耐受力。
进一步的，步骤S2中所述污泥水热上清液是指剩余污泥经120～160℃温度热水解30～60min后分离得到的上清液。
进一步的，步骤S2中污泥水热上清液中总氮浓度为800～1500mg/L，腐殖质含量为1800～2200mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。
进一步的，步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液为污泥厌氧消化工程中的污泥经中温(35～37℃)厌氧消化处理10～30d后分离得到的上清液。
进一步的，步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液的总氮浓度为80～150mg/L，腐殖质含量为180～220mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化的流速为1.0～2.0mL/cm2/min。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化的温度为23～30℃。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中采用上向流进水模式。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中每天运行15～20h，每3～5h用自来水反冲洗一次。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中交替是指先使用好氧池出水驯化，再使用污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液进行驯化；
两种液体交替驯化完成后称为一次交替驯化。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中每天交替驯化的次数为3～5次。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中梯度驯化是指整个交替驯化过程中，好氧池出水和污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液的总体积比随着交替驯化的次数增加逐步降低。
进一步的，步骤S2中所述交替-梯度驯化中梯度驯化中液体A和液体B的体积比8～10：1逐次降至4～5：1。
本发明中，添加营养元素的浓度是影响失效活性炭表面微生物驯化的重要因素，浓度过高，生物膜生长过快、容易堵塞、代谢产物容易产生抑制，浓度过低，不利于微生物生长。
进一步的，步骤S3中所述的驯化是指在1.0～2.0mL/cm2/min下，常温条件下，采用上向流进水模式驯化活性炭A，每天运行15～20h，驯化时每3～5h用自来水反冲洗一次。
进一步的，步骤S3中所述添加的营养元素包括氮素和易生物降解有机物。
进一步的，所述的氮素的添加浓度为1～2mg/L NH4+-N。
进一步的，所述的易生物降解有机物的添加浓度为2～10mg/L TOC。
优选的，所述的氮素为铵盐。
优选的，所述的易生物降解有机物为乙醇、甲醇或葡萄糖中的一种或多种。
本发明提供上述方法制得的可资源化利用的活性炭B或活性炭C。
本发明所提供的可资源化利用的活性炭在污水处理、环境保护领域的应用。
本发明提供制得的可资源化利用的活性炭在污水处理厂的好氧池中的应用，包括以下步骤：
将上述方法制备的活性炭B以100～500mg/L的比例每5～10d投加一次至污水处理厂的好氧池，投加的活性炭B可进入后续的污泥处理处置环节包括污泥脱水、厌氧消化、好氧发酵、干化、焚烧。
本发明中，活性炭B的投加浓度与频率是影响其对好氧池硝化能力、有机物的吸附以及微生物降解去除能力、微污染物的吸附以及微生物降解去除能力的重要因素，浓度过高、频率过高，造成资源浪费、增强污水处理系统排泥负担，浓度过低、频率过低，则对好氧池能力的提升效果不佳。
本发明提供制得的可资源化利用的活性炭在污水厂二沉池中的应用，包括以下步骤：
将上述方法制备的活性炭C填入新的滤柱，通入污水厂二沉池出水，对二沉池出水进行深度处理。
优选的，所述新的滤柱底部设置5～12cm的砾石层支撑，采用上向流进水模式每天运行15～20h，每3～5h用自来水反冲洗一次，流速为0.2～1.0mL/cm2/min。
本发明的主要创新点在于：
(1)创新自来水厂失效活性炭进行资源化利用方法。自来水厂的失效活性炭，利用现有活性炭再生技术、废弃活性炭的焚烧技术，在处理处置过程中都会消耗大量的能源，碳排放量高，同时反复再生之后的活性炭吸附效率显著下降，满足不了自来水厂的高标准要求，只能废弃，而通过本发明将自来水厂的失效活性炭进行特定孵化、驯化后，成为具有特定功能的活性炭，具有针对性的分别投入好氧池和深度处理环节，显著强化污水处理系统的功能，提升系统对COD、NH4+-N和微污染物的去除能力，同时强化剩余污泥后续处理处置效率，实现从废弃物到资源的转化，避免高成本再生，操作简单，资源化利用高；
(2)创新自来水厂失效活性炭特定功能菌群的驯化方法。自来水厂失效活性炭中的原有功能微生物适应自来水的寡营养条件生长，吸附发挥着主导作用，微生物降解效能低，对污水厂污水适应能力差、对污水厂污水中高浓度污染物的降解能力差。本发明分别以强化好氧池处理能力、二沉池出水的深度处理能力为目标，定向筛选适应性的功能菌群。通过含用富含含氮杂环物质如腐殖酸、富里酸等的污水与好氧池出水交替-梯度耦合驯化活性炭，相比于仅用好氧池出水直接驯化、或仅交替、或仅梯度浓度，该交替-梯度耦合驯化可逐步筛选耐受含氮杂环物质的微生物、适应好氧池的理化条件，同时兼顾提升活性炭中微生物抗冲击能力的优势；同时，选用来自于污泥厌氧消化或污泥水热的上清液来驯化处理污水的微生物，相比于其他来源的含氮杂环物质，可强化所驯化微生物种群的同源性，避免微生物种群的颠覆性改变造成的污水处理系统崩溃。
(3)将本发明处理过的失效活性炭投加进入好氧池后，可增加好氧池微生物对污水中含氮杂环类物质，如腐殖酸、富里酸的耐受力，显著缓释这些物质对系统内各类功能微生物活性的抑制，同时也可吸附对硝化细菌有抑制作用的酚类、重金属等有毒物质，从而增强好氧池的硝化能力、对有机物的吸附以及微生物降解去除能力、微污染物的吸附以及微生物降解去除能力。最后，二沉池出水中仍然含有一定浓度的有机污染物和微污染物，但是营养程度较低，在外加营养元素后，自来水厂中的失效活性炭经污水厂进水孵化后，由二沉池中低浓度污染物与外加的高浓度营养元素驯化后，可富集对二沉池中有机污染物和微污染物有耐受力的丰富的生物膜，除了吸附能力以外，活性炭上富集的微生物降解污染物的能力得到强化，用这类活性炭对二沉池出水进行深度处理，可以强化去除二沉池出水中的COD、TN、NH4+-N、TP和微污染物。此外，投加进入好氧池的活性炭会富集至剩余污泥中，对污泥后续的脱水效率、厌氧消化、好氧发酵以及焚烧过程都会有一定程度的强化作用。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
(1)投加活性炭B后，污水处理厂好氧池对NH4+-N的去除率可提升20～30％，对COD的去除率提升20～40％，对液相中微污染物包括但不限于双氯芬酸钠和盐酸四环素的去除率提升20～30％。
(2)利用活性炭C进行二沉池出水进行深度处理后，二沉池出水中的COD降低40～60％，TN降低30～50％，NH4+-N降低30～50％，TP降低10～30％，典型微污染物包括但不限于双氯芬酸钠和盐酸四环素的浓度降低90％以上。
(3)本发明无需对自来水厂失效活性炭进行高成本再生，操作简单，经驯化后可全部资源化应用，最后去向为剩余污泥中，还可以通过活性炭强化污泥后续的脱水、厌氧消化、好氧发酵以及焚烧过程。
具体实施方式
检测过程
三维荧光检测：沼液通过0.45μm的聚醚砜膜，采用三维荧光光谱仪测定，三维荧光光谱扫描时，PMT扫描电压700V，激发波长Ex的范围200～400nm，步长5nm，发射波长300～500nm，步长5nm，扫描速度12000nm/min，为消除拉曼散射，采用超纯水作为空白对照，根据下表对光谱图像进行解析。
表1模拟污水中有机物荧光光谱参数
原料来源
失效活性炭取自自来水厂运行1年以上的失效活性炭，该活性炭的CODMn去除率≤20％。
实施例1
S1、将自来水厂连续使用了1年的活性炭滤池中的失效活性炭装填进活性炭滤柱，该活性炭的CODMn去除率为18％，滤柱底部设置12cm的砾石层支撑，用污水厂进水在2.0mL/cm2/min、常温条件下孵化5天，孵化时采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，得到活性炭A；
S2、取剩余污泥160℃温度热水解60min后分离得到上清液，上清液总氮浓度为1000mg/L，腐殖质含量为2000mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰；用污水厂好氧池出水和上清液在2.0mL/cm2/min、常温条件下交替驯化10天，污水厂好氧池出水和上清液每天交替驯化5次，一次交替驯化的顺序为先使用好氧池出水进行驯化，再使用上清液进行驯化，之后重复该顺序，每次交替驯化中两种用水总体积比例依次降低，为8:1、7:1、7:1、6:1、5:1，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，之后将驯化后的活性炭A取出，在3000r/min的条件下离心脱水，得到活性炭B-1。
实施例2
S1、将自来水厂连续使用了1年的活性炭滤池中的失效活性炭装填进活性炭滤柱，该活性炭的CODMn去除率为18％，滤柱底部设置12cm的砾石层支撑，用污水厂进水在2.0mL/cm2/min、常温条件下孵化5天，孵化时采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，得到活性炭A；
S2、在污水厂二沉池出水中添加碳酸氢铵(浓度为2mg/L NH4 +-N)和乙醇(浓度为10mg/LTOC)，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，在2.0mL/cm2/min、常温条件下用污水厂二沉池出水驯化活性炭A，驯化时间为30天，之后将驯化后的活性炭A取出，在3000r/min的条件下离心脱水10min得到活性炭C-1。
实施例3
将实施例1中制得的活性炭B-1以500mg/L的比例5d一次投加至污水处理厂的好氧池，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率为58.5％，较未添加活性炭B-1时(45.0％)提升30％，对COD的去除率为78.0％，较未添加活性炭B-1时(60.0％)提升40％，对液相中盐酸四环素的去除率从40.0％提升至52.0％(+30％)，投加的活性炭B-1通过富集至剩余污泥进入后续的污泥脱水、好氧发酵和土地利用。
表2好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-1 58.5％ 78.0％ 52.0％
将实施例2中制得的活性炭C-1填入新的滤柱，通入污水厂二沉池出水，对二沉池出水进行深度处理，新的滤柱设置有12cm的砾石层支撑，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，流速为1.0mL/cm2/min。
该新的滤柱可将进一步将二沉池出水中的COD降低60％，TN降低50％，NH4 +-N降低50％，TP降低30％，盐酸四环素的浓度降低95％。
表3二沉池出水与滤柱出水污染物浓度(mg/L)
COD TN NH4 +-N TP 盐酸四环素
二沉池出水 25.0 10.5 4.3 0.1 2.0
装填活性炭C-1的滤柱出水 10.0 5.3 2.2 0.07 0.1
实施例4
S1、将自来水厂连续使用了1年的活性炭滤池中的失效活性炭装填进活性炭滤柱，该活性炭的CODMn去除率为18％，滤柱底部设置12cm的砾石层支撑，用污水厂进水在2.0mL/cm2/min、常温条件下孵化5天，孵化时采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，得到活性炭A；
S2、在污泥厌氧消化工程中污泥经中温(35～37℃)厌氧消化工艺处理20d后分离得到的上清液，称为污泥厌氧消化沼液，该污泥厌氧消化沼液总氮浓度为120mg/L，腐殖质含量为200mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰，用污水厂好氧池出水和该污泥厌氧消化沼液在1.0mL/cm2/min、常温条件下交替驯化5天，污水厂好氧池出水和污泥厌氧消化沼液每天交替3次，一次交替驯化的顺序为先使用好氧池出水，再使用污泥厌氧消化沼液进行驯化，之后重复该顺序，每次交替驯化中两种用水总体积比例依次降低，为10:1、9:1、8:1，采用上向流进水模式每天运行15h，每5h用自来水反冲洗一次，将驯化后的活性炭A取出，在1000r/min的条件下离心脱水5min，得到活性炭B-2。
实施例5
S1、将自来水厂连续使用了1年的活性炭滤池中的失效活性炭装填进活性炭滤柱，该活性炭的CODMn去除率为18％，滤柱底部设置12cm的砾石层支撑，用污水厂进水在2.0mL/cm2/min、常温条件下孵化5天，孵化时采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，得到活性炭A；
S2、在污水厂二沉池出水中外加营养元素，添加碳酸氢铵(浓度为1mg/L NH4 +-N)和乙醇(浓度为2mg/L TOC)，采用上向流进水模式每天运行15h，每5h用自来水反冲洗一次，在1.0mL/cm2/min、常温条件下用污水厂二沉池出水驯化活性炭A，驯化时间为10天，之后将驯化后的活性炭A取出，在1000r/min的条件下离心脱水，得到活性炭C-2。
实施例6
将实施例4中制得的活性炭B-2以100mg/L的比例10d一次投加至污水处理厂的好氧池，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭B-2时提升20％，对COD的去除率较未添加活性炭B-2时提升20％，对液相中双氯芬酸钠的去除率提升20％，投加的活性炭B-2通过富集至剩余污泥进入后续的污泥脱水、干化和焚烧；
表4好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-2 54.0％ 72.0％ 48.0％
将实施例5中制得的活性炭C-2填入新的滤柱，通入污水厂二沉池出水，对二沉池出水进行深度处理，新的滤柱设置有12cm的砾石层支撑，采用上向流进水模式每天运行15h，每3h用自来水反冲洗一次，流速为1.0mL/cm2/min。该新的滤柱可将进一步将二沉池出水中的COD降低55％，TN降低38％，NH4 +-N降低53％，TP降低30％，双氯芬酸钠的浓度降低94％。
表5二沉池出水与滤柱出水污染物浓度(mg/L)
COD TN NH4 +-N TP 盐酸四环素
二沉池出水 25.0 10.5 4.3 0.1 2.0
装填活性炭C-2的滤柱出水 11.2 6.4 2.0 0.07 0.12
对比例1
将实施例1中S2中的驯化方式修改为只仅用污水厂好氧池出水进行同浓度驯化，即用污水厂好氧池出水在2.0mL/cm2/min，常温条件下驯化10天，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，将驯化后的活性炭A取出，在3000r/min的条件下离心脱水，得到活性炭B-D1。
参考实施例3，得到的活性炭B-D1投加进入好氧池，其他操作不变，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭B-D1时仅提升10％，对COD的去除率较未添加活性炭B-D1时仅提升15％，对液相中盐酸四环素的去除率仅提升10％。通过比例1可知交替-梯度耦合驯化对提升该活性炭功能至关重要。
表6好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-D1 49.5％ 69.0％ 44.0％
对比例2
将实施例1中S2中的驯化方式修改为用污水厂好氧池出水和污泥水热上清液每天交替1次，在交替驯化中两种用水总体积比例固定为5:1，其它条件不变，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，将驯化后的活性炭A取出，在3000r/min的条件下离心脱水，得到活性炭B-D2。
其他操作不变，得到的活性炭B-D2投加进入好氧池后，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭B-D2时仅提升11％，对COD的去除率较未添加活性炭B-D2时仅提升8.7％，对液相中盐酸四环素的去除率仅提升10％。通过比例2可知交替-梯度耦合驯化的交替次数对提升该活性炭功能至关重要。
表7好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-D2 50.0％ 65.2％ 44.0％
对比例3
将实施例1中S2中的驯化方式修改为用污水厂好氧池出水和污泥水热上清液每天交替5次，每次交替驯化中两种用水总体积比例都采用5:1，其它条件不变，采用上向流进水模式每天运行20h，每3h用自来水反冲洗一次，将驯化后的活性炭A取出，在3000r/min的条件下离心脱水，得到活性炭B-D3。
其他操作不变，得到的活性炭B-D3投加进入好氧池后，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭B-D3时仅提升16％，对COD的去除率较未添加活性炭B-D3时仅提升13％，对液相中盐酸四环素的去除率仅提升10％。通过比例3可知交替-梯度耦合驯化时的浓度梯度对提升该活性炭功能至关重要。
表8好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-D3 52.3％ 68.0％ 44.0％
对比例4
将实施例3中活性炭B-1以100mg/L的比例10d一次投加至污水处理厂的好氧池，其他操作不变，得到的活性炭B-1投加进入好氧池后，污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭B-1时仅提升8％，对COD的去除率较未添加活性炭B-1时仅提升10％，对液相中盐酸四环素的去除率仅提升8％。通过对比例4和实施例3和6对比，可知不同驯化条件后的活性炭最优投加量和最优投加频率是不同的，因此特定驯化条件的活性炭配合特定的投加量和投加频率才能达到最优的去除效果。
表9好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加活性炭B-1 48.6％ 66.0％ 43.2％
对比例5
在实施例3中不采用驯化后的自来水厂失效活性炭，而是直接采用干净的、未使用的活性炭，其他条件不变，投加后污水处理厂好氧池对NH4 +-N的去除率较未添加活性炭时提升16％，对COD的去除率较未添加活性炭时提升18％，对液相中盐酸四环素的去除率提12.5％；二沉池出水中的COD降低60.8％，TN降低43.8％，NH4 +-N降低52％，TP降低30％，盐酸四环素的浓度降低95％。通过对比例5可知，实施例1中经驯化后的自来水厂失效活性炭对污水厂去除能力的改善与干净的、未使用的活性炭相当，因此本发明提供的方法是解决目前自来水厂失效活性炭再生效率低、处置能耗高、资源化利用率低的有效防法。
表10好氧池对污染物的去除率
NH4 +-N COD 盐酸四环素
未添加活性炭 45.0％ 60.0％ 40.0％
添加干净活性炭 52.3％ 71.0％ 50.0％
表11二沉池出水与滤柱出水污染物浓度(mg/L)
COD TN NH4 +-N TP 盐酸四环素
二沉池出水 25.0 10.5 4.3 0.1 2.0
装填干净活性炭的滤柱出水 9.8 5.9 2.1 0.07 0.1
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种自来水厂失效活性炭在污水厂资源化再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将失效活性炭装填进活性炭滤柱，用污水厂原水孵化2～7天，得到活性炭A；
S2、使用液体A和液体B进行交替-梯度驯化S1中活性炭A，驯化时间为5～10天，之后将驯化的活性炭取出，离心脱水得到活性炭B；
所述液体A为污水厂好氧池出水；
所述液体B为污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液；
S3、在污水厂二沉池出水中加入营养元素，用来驯化S1中活性炭A，驯化时间为10～30天，之后将驯化后的活性炭取出，离心脱水得到活性炭C；
所述活性炭B适用于污水厂好氧池；
所述活性炭C适用于污水厂二沉池。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S1中失效活性炭是指自来水厂连续使用了1年及以上且CODMn去除率≤20％的活性炭滤池中的活性炭；步骤S1中污水厂原水是指采用活性污泥法的生活污水处理厂经格栅和初沉池后的污水；步骤S1中所述活性炭滤柱底部设置5～12cm的砾石层支撑。
3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述污泥水热上清液是指剩余污泥经120～160℃温度热水解30～60min后分离得到的上清液；步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液为污泥厌氧消化工程中的污泥经35～37℃厌氧消化处理10～30d后分离得到的上清液；所述污泥厌氧消化的沼液和污泥水热上清液中总氮浓度为100～1000mg/L，腐殖质含量为200～2000mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。
4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述交替-梯度驯化中交替是指先使用好氧池出水驯化，再使用污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液进行驯化；两种液体交替驯化完成后称为一次交替驯化；步骤S2中所述交替-梯度驯化中每天交替驯化的次数为3～5次。
5.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述交替-梯度驯化中梯度是指整个驯化过程中，好氧池出水和污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液的总体积比随着交替驯化的次数增加逐步降低；梯度驯化中液体A和液体B的体积比8～10：1逐次降至4～5：1。
6.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S3中所述添加的营养元素包括氮素和易生物降解有机物；所述的氮素的添加浓度为1～2mg/L NH4+-N；所述的易生物降解有机物的添加浓度为2～10mg/L TOC。
7.根据权利要求1～6任一项所述方法制得的可资源化利用的活性炭B或活性炭C。
8.权利要求7中所述的可资源化利用的活性炭B或活性炭C在污水处理、环境保护领域的应用。
9.一种可资源化利用的活性炭在污水处理厂的好氧池中的使用方法，包括以下步骤：
将权利要求7中所述的活性炭B以100～500mg/L的比例每5～10d投加一次至污水处理厂的好氧池，投加的活性炭可进入后续的污泥处理处置环节包括污泥脱水、厌氧消化、好氧发酵、干化、焚烧。
10.一种可资源化利用的活性炭在污水厂二沉池中的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
将权利要求7中所述的活性炭C填入新的滤柱，通入污水厂二沉池出水，对二沉池出水进行深度处理。
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