CN204251378U - 一种脉动床活性炭吸附装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种脉动床活性炭吸附装置，来水自下而上流经吸附塔，产水外输；该装置将吸附塔的补炭口与新炭储罐通过水力喷射器连通，吸附塔的出炭口与计量罐连通，计量罐通过管道与螺旋炭水分离器连通；自清洗过滤器通过循环水泵与输送水罐连通，输送水罐中的水经过滤后重新进入各处理单元作为反冲用水、洗炭用水和输炭水进行循环利用。本实用新型充分结合固定床和移动床的优点，填充率高，同时保证高效的活性炭利用率；吸附过程中炭层稳定不动，最大限度减少炭粒碰撞，有效降低产水中炭粉的含量；同时具有吸附塔不停机自动补排炭，准确计量补排炭量，自动洗新炭，自耗水循环利用等功能特点，确保产水处于稳定的达标状态。

Description

一种脉动床活性炭吸附装置

技术领域

本实用新型属于污水处理设备研究技术领域，涉及一种能够连续进行的脉动床活性炭吸附装置。特别适用于低浓度、难降解性的焦化和石化废水有机废水进行深度处理，并达到废水回用技术要求。

背景技术

粒状活性炭对COD、酚类、氰化物、铬、锌、镍等重金属离子及其他有毒有害有机化合物具有极强吸附能力，且可反复再生利用的优点，已越来越广泛地应用于食品、医药、化学品、污水处理等领域。

目前，活性炭固定床技术因补排炭依靠人工、活性炭利用率低已不能适用当前污水处理来水量大，且水质水量有一定波动的工况。近年出现的连续活性炭技术在一定程度上缓解了固定床技术瓶颈，但连续活性炭装置活性炭填充率低，设备占地面积大；同时运行过程中炭层与处理物料进行对流，甚至炭粒浮动，如专利号为CN102745763A，名称为“一种连续运行活性炭吸附塔”的中国专利，炭粒之间碰撞和摩擦剧烈，物料经处理后夹带大量炭粉，这部分炭粉粒径大小为30μm左右，若对物料炭粉有控制要求则必须配合精密过滤器使用，增加了设备投资；另一方面，目前大多吸附塔在无备用塔时，补排炭需要停机，这严重影响了生产的连续进行，降低了设备的实际处理能力。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本实用新型提供了一种能自动补炭排炭、活性炭利用率高、自耗水循环利用、水处理效率高的脉动床活性炭吸附装置。

为了实现上述目的本实用新型所采用的技术方案包括用管道连通的新炭储罐、水力喷射器、吸附塔、计量罐、螺旋炭水分离器、自清洗过滤器、循环水泵以及输送水罐；

上述新炭储罐的顶部设置加炭口、底部设置排炭口、侧壁设置洗炭出水口，在新炭储罐顶部安装有料位计，洗炭出水口上设置有洗炭排水阀，洗炭排水阀与输送水罐进水口连通，输送水罐的出水口通过循环水泵与自清洗过滤器的进水口连通，自清洗过滤器的出水端通过安装在管道上的第一反冲阀与新炭储罐的排炭口连通，新炭储罐的排炭口还通过安装在管道上的补炭阀与水力喷射器的喉部连通；

上述水力喷射器的进水端通过安装在管道上的气动阀与自清洗过滤器的出水端连通、出料端通过管道与吸附塔补炭口连通；

上述吸附塔的塔体顶部开设有补炭口、侧壁上部沿塔体横断面开有6～8个产水口，在产水口的上方开设有溢流口，在塔体锥段底部开设有废炭出口、锥段侧部废炭出口的上方开设有沿横断面的6～8个进水口，在进水口延伸的进水支管上安装有进水阀，各个进水支管与进水总管用配水环管连接，补炭口设置有延伸至塔体内的布炭器，在吸附塔顶部溢流口与出水口之间设置有液位开关；吸附塔的溢流口与输送水罐进水口连通，在产水口上布置有一一对应的产水支管与反冲支管，产水支管经配水环管汇总后将产水外输，每个产水支管上安装有产水阀，在反冲支管上安装有第二反冲阀，反冲支管经配水环管汇总与自清洗过滤器的出水端连通，吸附塔的废炭出口通过安装在管道上的第三反冲阀与自清洗过滤器的出水端连通、通过安装在管道上的废炭阀与计量罐的废炭入口连通；

上述计量罐顶部设置上进水口和排气口、侧壁上设置废炭入口和出炭口，底部有下进水口，中部侧壁设置料位开关，上进水口和下进水口分别通过上进水气动阀、下进水气动阀与自清洗过滤器的出水端连通，排气口通过排气阀与输送水罐的进水口连通，出炭口上设置斜插入计量罐底的排炭管，出炭口通过排炭阀与螺旋炭水分离器的进料口用管道连通，螺旋炭水分离器的溢流口与输送水罐的进水口连通；

上述螺旋炭水分离器的溢流出水口通过管道与输送水罐的进水口连通，废炭由该螺旋输送机排入预置在螺旋炭水分离器出口下方的废炭袋内；

上述输送水罐的进水口分别与吸附塔、计量罐、螺旋炭水分离器以及新炭储罐通过管道连通，出水口与循环水泵入口连接，循环水泵出口与自清洗过滤器进口连通。

本实用新型的脉动床活性炭吸附装置与现有技术相比具有以下特点：

1、本实用新型的脉动床吸附塔炭层与流体呈“逆向流方式”，饱和炭层间歇式(约每天一次)地被移出吸附塔，新炭从塔顶补加进吸附塔，确保不发生“吸附穿透”现象，保证活性炭高效利用，出水处于稳定的达标状态；定期排炭亦可保证在来水中夹带一定浓度的悬浮颗粒物时吸附塔塔的正常运行。

2、废水下进上出，用流量控制阀保证来水通过进水支管均匀分配进入吸附塔，经由塔内活性炭填充层上升吸附，至上层分配至各产水口流出，确保来水在塔内不偏流短流；活性炭装填高度为产水口以下部分和产水口向上约1m，1m的压炭层压制炭层静置无浮动，减少炭层摩擦；产水口装有过滤精度约30μm的栅网，防止活性炭粉排出；吸附塔顶(高于炭层)还开留有溢流口，用于紧急情况下排放漂浮炭粉；以上结构特点确保产水炭粉量达标。

3、吸附塔定期排炭后，压炭层自行落料，并从新炭储罐自动进行补炭，通过布炭器保证吸附塔内炭层平面均匀；新炭储罐料位计指示炭补加量，吸附塔排炭时利用来水将锥体部分的废炭冲入计量罐，由计量罐上的料位开关指示排炭量；废炭由吸附塔底部排出，经由计量罐，经螺旋炭水分离器输送脱水后送入废炭袋。

4、自耗水循环利用过程中新炭清洗水、吸附塔溢流口排水、计量罐排气口排水、螺旋炭水分离器排水，全部收集进入输送水罐，经20μm自清洗过滤器清除炭粉后重新进入各处理单元作为反冲用水、洗炭用水和输炭水进行循环利用，节约水耗。

5、吸附塔产水口反冲洗过程中当吸附塔产水口栅网堵塞，塔内水位就会上升，当水位到达液位开关触发位置时，自动报警提示，此时，可打开产水口配制的反冲支管上的反冲阀，对栅网进行反冲洗，保证产水水质达标。

附图说明

图1为实施例1的装置结构示意图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明，但是本实用新型不仅限于下述的实施情形。

实施例1

参见图1，本实施例的脉动床活性炭吸附装置是由新炭储罐1、水力喷射器2、吸附塔3、计量罐4、自清洗过滤器5、循环水泵6、输送水罐7以及螺旋炭水分离器8通过管道和安装在各个管道上的阀门连接构成。

本实施例的新炭储罐1是具有锥形底部的圆筒结构，罐体顶部开设有加炭口，在加炭口的一侧安装有料位计1-1；新炭储罐1侧壁上自上而下分布有3个不同高度的洗炭出水口，在每个洗炭出水口上安装孔径为250μm的栅网，防止炭粒随洗炭水排出，洗炭出水口的外侧管道安装有洗炭排水阀1-2，洗炭排水阀1-2是普通蝶阀，洗炭出水经洗炭排水阀1-2进入输送水罐7，回收洗炭水；在新炭储罐1锥底开设有排炭口，该排炭口上安装一个T型管道，该T型管道与排炭口相对的一端口上设置一个补炭阀1-4，垂直端口上安装一个第一反冲阀1-3，该第一反冲阀1-3通过管道与自清洗过滤器5的出水管路连通，补炭阀1-4通过管道与水力喷射器2的喉部连通，该水力喷射器2的进水端通过安装在管道上的气动阀2-1与自清洗过滤器5的出水端连通，水力喷射器2的出料端通过管道与吸附塔3的补炭口连通；洗炭时先开启第一反冲阀1-3向罐体内注水用于洗新炭，先将洗炭水通过位置靠下的洗炭出水口排出，再注水通过中部的洗炭出水口排出，再次注水通过上方的洗炭出水口排出；清洗合格的新炭通过排炭口对吸附塔进行补炭，排炭时，先打开第一反冲阀1-3向罐体内注水，以松动锥底炭层，开启气动阀2-1，再打开补炭阀1-4排炭，并关闭第一反冲阀1-3，当自清洗过滤器5输出的输送水流过水力喷射器2时，形成的负压带动新炭进入水力喷射器2，经水力喷射器2的出料口排出，再经管道输送进入吸附塔3中；料位计1-1实时监测新炭储罐1内的新炭的料位高低，并通过高差反应吸附塔补炭体积，同时当料位到达低位时，通过新炭储罐1顶部的加炭口人工加入新炭，并进入洗炭程序。

本实施例的吸附塔3依然是具有锥形底部的圆筒结构，塔顶盖上加工有补炭口，在补炭口上安装有延伸至塔体内的布炭器3-3，使补炭在塔体内分布均匀；在塔体的侧壁上部开设有溢流口，并安装孔径为250μm的栅网，功能同新炭储罐洗炭排水口栅网，该溢流口通过管道与输送水罐7的进水口连通，水位过高时自动将有漂浮炭粉的水排出，并收集在输送水罐7中回用；在溢流口的下方1.5m左右的高度加工有8个产水口，8个产水口沿着塔体的横截面平均分布，在每个产水口上均安装有T型管接头，通过T型管接头分别与产水支管、反冲支管连通，产水支管和反冲支管一一对应，产水支管上安装有产水阀3-1，产水支管经配水环管汇总后将合格产水外输，在反冲支管上安装有第二反冲阀3-2，反冲支管经配水环管汇总与自清洗过滤器5的出水端连通；为了防止炭粉进入产水，在该产水口上安装有一个孔径为30μm的栅网，当栅网堵塞后，要启动反冲程序，关闭产水阀3-1，打开第二反冲阀3-2对栅网进行反冲洗，反冲洗时要一次关一个产水阀3-1，开一个对应的第二反冲阀3-2，反冲由时间控制，反冲结束时恢复开通产水阀，关闭反冲阀，依次进行到反冲结束；由于反冲时只单独操作一个产水口，其他产水口依旧出水，所以反冲不影响制水；在溢流口与产水口之间，距溢流口0.2～0.3m处安装有一个液位开关3-4，用于检测塔内的水位高度，正常工况时水位应是小于出水口向上0.5m，当水位触发液位开关时就要对产水口反冲排堵；在吸附塔3的塔体底的锥段中部侧壁上沿塔体横断面开设有8个进水口，8个进水口在同一圆周上平均分布，与产水口一一对应，在每个进水口上分别焊接有一个进水支管，在每个进水口延伸的进水支管上安装有进水阀3-5，控制进水流量，使每个进水支管平均分配来水，各个进水支管与进水总管经配水环管连通，外接来水；在塔体锥段的底部开设有废炭出口，在废炭出口也焊接一个T型管，该T型管与废炭出口正对的端口上安装一个废炭阀3-7，垂直的端口上安装第三反冲阀3-6，通过该第三反冲阀3-6与自清洗过滤器5的输出端连通，废炭阀3-7的出口端通过管道与计量罐4的废炭入口连通；吸附塔3排炭过程与新炭储罐1排炭过程类似，先打开第三反冲阀3-6松动锥底炭层，再开启废炭阀3-7，利用来水做为炭的输送水进行排炭，排炭量由计量罐4上的料位开关4-5指示，因为排炭时不停进水，排炭的输送水，没有经过炭层处理，这部分水进入输送水罐会有可能混入洗炭过程，但因为其水量很小，影响可以忽略不计。

本实施例的计量罐4主体柱状结构，上下部为椭圆封头，在其顶部开有上进水口和排气口、侧壁上开有废炭入口和出炭口，底部有下进水口；废炭入口通过管道与吸附塔3的废炭阀3-7连通，出炭口安装有斜插入计量罐4底的排炭管，在排炭管外侧安装有吹送排炭阀4-4，计量罐4的上进水口通过上进水气动阀4-1、下进水口通过下进水气动阀4-2与自清洗过滤器5的出水端连通，排气口通过排气阀4-3与输送水罐7的进水口连通，出炭口通过吹送排炭阀4-4与螺旋炭水分离器8的进料口连通；吸附塔排炭时需同时打开计量罐顶部排气阀4-3，从吸附塔3排出的废炭，在重力作用下，炭粒在计量罐4底部沉积，当炭位上升触发料位开关4-5反馈吸附塔排炭按量完成，排炭结束关闭排气阀4-3；排炭过程中的水则从计量罐顶部的排气口进入输送水罐循环利用；计量罐4排炭时，打开下进水气动阀4-2，松动炭层，然后关闭下进水气动阀4-2，打开上进水气动阀4-1和吹送排炭阀4-4，将计量罐中的废炭输送至螺旋炭水分离器8，在螺旋炭水分离器8其炭水分离，完成计量罐排炭。

本实施例的螺旋炭水分离器8是普通的螺旋输送机，从计量罐4排出的废炭进入螺旋炭水分离器8的废炭斗内，炭水靠重力固液分离，水从溢流口进入输送水罐7循环利用，炭粒由螺旋输送排入预置在螺旋炭水分离器8出口下方的废炭斗内，再外拉去废料场或去活性炭厂再生，输送水由溢流出水口流出收集在输送水罐7中，在溢流出水口上也安装孔径为250μm的栅网，防止炭粒随水流出。

本实施例的输送水罐7是用来收集洗炭水和及各单元的溢流水，并为系统提供排炭输送供水和反冲用水，输送水罐7的进水口分别与吸附塔3、计量罐4、螺旋炭水分离器8以及新炭储罐1通过管道连通，收集的洗炭水和溢流水，经循环水泵6泵入自清洗过滤器5(过滤精度为20μm)，经过滤净化后再通过管道输送至吸附塔3、计量罐4以及新炭储罐1作为反冲水、排炭输送水或洗炭水回用，整个过程形成循环回路；为确保炭粉过滤完全，自清洗过滤器过滤精度为20μm；另一方面，为了及时补水，输送水罐7还可以通过吸附塔产水或公共用水补水。

本实施例的脉动床活性炭吸附装置的工作原理是：

废水下进上出流经吸附塔，用流量控制阀保证来水通过8个进水支管均匀分配进入吸附塔，经由塔内活性炭填充层上升吸附，至上层分配至8个产水口流出，汇总后输出；活性炭装填高度为产水口以下部分和产水口向上约1m，产水口以上1m为压炭层，吸附塔定期排炭后，压炭层自行落料，并从新炭储罐自动进行补炭；新炭储罐料位计指示炭补加量，吸附塔排炭时利用来水将锥体部分的废炭冲入计量罐，由料位开关4-5指示排炭量；废炭由吸附塔底部排出，经由计量槽，经螺旋炭水分离器输送脱水后送入废炭袋；当吸附塔产水口栅网堵塞时可打开产水口配制的反洗水支路进行冲洗。

实施例2

本实施例在吸附塔3的侧壁上端加工有6个出水口，与之对应的塔底锥段侧壁上加工有6个进水口，进水口与出水口一一对应，并且各自在塔体圆周上平均分布，吸附塔3其他的结构及连接关系均与实施例1相同。

在新炭储罐1的侧壁上下开设有2个洗炭出水口，在洗炭出水口外侧的管道上分别安装有洗炭排水阀1-2，其他的结构及连接关系均与实施例1相同。

在吸附塔3出水口安装有孔径为30μm的栅网过滤炭粉，吸附塔3溢流口、新炭储罐1的洗炭出水口、螺旋炭水分离器8的溢流口上均安装有孔径为220μm的栅网，以防止炭粒随水流出。

本实施例中计量罐4、输送水罐7、水力喷射器2以及螺旋炭水分离器8的结构及其管道连接关系均与实施例1相同。

本实用新型吸附塔3可以根据实际的处理水量大小进行增减，将多个吸附塔3并联安装，其余管道的连接方式与上述的实施例相同，此外每个吸附塔3的进水口和出水口的分布以及新炭储罐1的洗炭出水口的分布也均可按照实际应用情况进行调整，还可以根据实际应用，在各阀门处增加手动阀或止回阀等等，均属于本实用新型的构思。

Claims (1)

1.一种脉动床活性炭吸附装置，包括用管道连通的新炭储罐(1)、水力喷射器(2)、吸附塔(3)、计量罐(4)、螺旋炭水分离器(8)、自清洗过滤器(5)、循环水泵(6)以及输送水罐(7)；

上述新炭储罐(1)的顶部设置加炭口、底部设置排炭口、侧壁设置洗炭出水口，在新炭储罐(1)顶部安装有料位计(1-1)，洗炭出水口上设置有洗炭排水阀(1-2)，洗炭排水阀(1-2)通过管道与输送水罐(7)进水口连接，输送水罐(7)的出水口通过循环水泵(6)与自清洗过滤器(5)的进水口连通，自清洗过滤器(5)的出水端通过安装在管道上的第一反冲阀(1-3)与新炭储罐(1)的排炭口连通，新炭储罐(1)的排炭口还通过安装在管道上的补炭阀(1-4)与水力喷射器(2)的喉部连通；

上述水力喷射器(2)的进水端通过安装在管道上的气动阀(2-1)与自清洗过滤器(5)的出水端连通、出料端通过管道与吸附塔(3)补炭口连通；

上述吸附塔(3)的塔体顶部开设有补炭口、侧壁上部沿塔体横断面开有6～8个产水口，在产水口的上方开设有溢流口，在塔体锥段底部开设有废炭出口、锥段侧部废炭出口的上方设有沿横断面的6～8个进水口，在进水口延伸的进水支管上安装有进水阀(3-5)，各个进水支管与进水总管用配水环管连接，补炭口设置有延伸至塔体内的布炭器(3-3)，在吸附塔顶部溢流口与出水口之间设置有液位开关(3-4)；吸附塔(3)的溢流口与输送水罐(7)进水口连通；在产水口上布置有一一对应的产水支管与反冲支管，产水支管经配水环管汇总后将产水外输，每个产水支管上安装有产水阀(3-1)，在反冲支管上安装有第二反冲阀(3-2)，反冲支管经配水环管汇总与自清洗过滤器(5)的出水端连通；吸附塔(3)的废炭出口通过安装在管道上的第三反冲阀(3-6)与自清洗过滤器(5)的出水端连通、通过安装在管道上的废炭阀(3-7)与计量罐(4)的废炭入口连通；

上述计量罐(4)顶部设置上进水口和排气口、侧壁上设置废炭入口和出炭口，底部有下进水口，中部侧壁设置料位开关(4-5)，上进水口和下进水口分别通过上进水气动阀(4-1)、下进水气动阀(4-2)与自清洗过滤器(5)的出水端连通，排气口通过排气阀(4-3)与输送水罐(7)的进水口连通，出炭口上设置斜插入计量罐(4)底的排炭管，出炭口通过排炭阀(4-4)与螺旋炭水分离器(8)的进料口用管道连通，螺旋炭水分离器(8)的溢流口与输送水罐(7)的进水口连通。