CN209306984U - 用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，其包括：排炭泵、搅拌器、中水箱、粉末活性炭过滤装置、产水箱、空压机，所述排炭泵通过管道与所述中水箱连通，所述中水箱通过管道、进水泵、循环泵、进水阀、循环进水阀、外循环阀、内循环阀、回流阀与所述粉末活性炭过滤装置，所述粉末活性炭过滤装置通过管道、反冲洗泵、产水阀、反洗进水阀与所述产水箱连通，所述空压机通过管道、反冲洗进气阀与所述粉末活性炭过滤装置连通。本实用新型采用粉末活性炭过滤的深度处理技术，能有效去除污水中的溶解性COD，具有系统操作简单、占地面积小、出水水质好、运行成本低、自动化程度高等优点。

Description

用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置

技术领域

本实用新型涉及中水回用技术领域，具体涉及一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置。

背景技术

20世纪后半叶，很多国家的用水急剧增加，许多地区出现水危机，水资源问题在全世界引起广泛重视。1988年世界环境与发展委员会提出的一份报告中指出：“水资源正在取代石油而成为在全世界引起危机的主要问题”。

中水回用已是国际公认的“城市第二水源”，世界各国对中水的回用都十分重视。在国外，比如日本、以色列、美国、澳大利亚、加拿大等国家很早就在广泛使用中水回用系统，他们的技术先进，法律法规也相对完善，而且人们的中水回用意识也比较强。而我国，污水回用技术起步晚，目前还处于起步阶段，回用技术相对落后，污水回用率相对偏低。

为了解决水资源日益紧张的问题，人们寻找新水源的同时，已把节约用水和废水重新利用视为与寻找新水源同等重要；我国是一个淡水资源严重短缺和供需矛盾突出的国家，水资源短缺问题已成为国家经济和社会可持续发展的严重制约因素，水资源可利用量是有限的，废水的重复利用更为迫切，污水处理与回用已是必然趋势；但是国内的工业废水回用率与发达国家相比差距很大，因此节水和回用技术的研发，对我国可持续发展至关重要。然而，现有传统工艺对难降解的溶解性COD去除能力有限，印染、石化、造纸等难降解工业废水处理尾水中的色素、溶解性COD处理至今是一大难题，目前还没有较为经济高效的处理手段，溶解性COD是制约中水回用的一个重要约束因素。因此，如何去除污水中溶解性COD，使处理后的水质达到中水回用的标准成为热门研究课题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，采用粉末活性炭过滤的深度处理技术，能有效去除污水中的溶解性COD，具有系统操作简单、占地面积小、出水水质好、运行成本低、自动化程度高等优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，包括排炭泵、搅拌器、中水箱、粉末活性炭过滤装置、产水箱、空压机，所述排炭泵通过管道与所述中水箱连通，所述中水箱通过管道、进水泵、循环泵、进水阀、循环进水阀、外循环阀、内循环阀、回流阀与所述粉末活性炭过滤装置，所述粉末活性炭过滤装置通过管道、反冲洗泵、产水阀、反洗进水阀与所述产水箱连通，所述空压机通过管道、反冲洗进气阀与所述粉末活性炭过滤装置连通。

根据以上方案，所述搅拌器设于所述中水箱的项部中央。

根据以上方案，所述粉末活性炭过滤装置包括外壳、不锈钢精密过滤芯和粉末活性炭。

本实用新型的中水箱主要作用是中水暂存、过度以及粉末活性炭与中水充分混合的容器；搅拌机为粉末活性炭与中水充分混合提供动力；循环泵在本实用新型的粉末活性炭过滤装置建立活性炭膜层阶段，抽取中水箱中粉末活性炭、中水混合液，使其在过滤单元内循环，逐渐形成活性炭膜层；进水泵在活性炭膜层形成后，为系统运行产水提供驱动力；粉末活性炭过滤装置利用粉末活性炭为主的复合滤料对有机物的超强吸附作用去除废水中的有机物、色度、臭味等；利用粉末活性炭过滤装置不锈钢精密过滤芯以及粉末活性炭层双重过滤作用，有效去除中水中颗粒物、悬浮物、胶体、溶解性COD(TOC)等物质。可将污水处理出水的综合排放标准一级B类水，甚至更差的水质，经处理后达到地表四类，甚至三类水体水质；而在中水回用领域，其处理的出水可满足反渗透膜进水水质要求；产水箱为粉末活性炭过滤装置产水收集箱，同时提供反洗用水；反洗泵为系统反洗提供驱动力；空压机为气水反冲洗提供足够的压缩空气，通过气水反冲洗提高不锈钢过滤芯清洗效率，反冲洗更彻底。

本实用新型的粉末活性炭过滤装置根据处理水量大小，由多个粉末活性炭过滤单元组成，以并联的方式连接，下部进水，上部出水。

本实用新型的循环进水阀、内循环阀、外循环阀、回流阀，通过外循环阀调节外循环流量从而调节内循环流量；通过回流阀，控制循环产水回流量；循环过程中保证粉末活性炭为均匀悬浮态，保证不锈钢滤芯上形成均匀的活性炭膜层。

本实用新型还提供了一种所述的用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置的过滤工艺，包括以下步骤：

(1)建立炭膜阶段:

粉末活性炭通过投加系统投入所述中水箱，在所述搅拌机的作用下与所述中水箱内中水充分混合；关闭所述进水阀、产水阀、反洗进水阀、反冲洗进气阀，开启所述循环进水阀、内循环阀、外循环阀、回流阀，开启所述循环泵；粉末活性炭与中水混合液通过所述循环泵输送至所述粉末活性炭过滤装置，在其内部循环；通过控制所述外循环阀开度，调节外部循环流量从而调节所述粉末活性炭过滤装置内循环流量；同时控制回流阀开度，控制过滤产水回流量；

本阶段循环水、过滤产水均回流至所述中水箱，通过控制内循环流量和过滤产水流量，保证所述粉末活性炭过滤装置内粉末活性炭保持均匀悬浮状态，粉末活性炭过滤装置连续产水，过滤芯截留粉末活性炭，粉末活性炭在过滤芯上逐渐堆积，形成厚度均匀的活性炭膜层；

(2)过滤产水阶段：

关闭所述循环泵、循环进水阀、内循环阀、外循环阀、回流阀、反洗进水阀；开启所述进水阀、产水阀，开启所述进水泵，通过所述进水泵将废水输送至所述粉末活性炭过滤装置，在吸附、过滤作用下，去除废水中污染物；产水由产水箱收集；

系统稳定运行，当所述粉末活性炭过滤装置进出水压力差达到设定值时，系统需要反冲洗；活性炭吸附饱和后，系统产水水质会明显下降，这时需要更换活性炭；

(3)反冲洗阶段：

关闭所述进水泵、进水阀、产水阀，开启反洗进水阀、外循环阀，开启所述反冲洗泵，以产水作为反洗水对所述粉末活性炭过滤装置进行反冲洗；反冲洗过程中，反冲洗水破坏活性炭膜，通过外循环管道将粉末活性炭和反冲洗水回流至所述中水箱；打开所述反冲洗进气阀、空压机，进行气水反冲洗；

反冲洗完毕后，重复建立炭膜阶段操作，形成新的活性炭膜后，即可再次投入稳定运行。

上述工艺还包括以下步骤：

(4)活性炭更换：

粉末活性炭吸附饱和后，通过反冲洗操作，将粉末活性炭全部冲洗至中水箱，再通过排炭泵将饱和粉末活性炭排至再生系统再生；排炭结束后，通过活性炭投加系统将新活性炭或再生炭投加至反冲洗进气阀中水箱，重复建炭膜阶段即可开始新一周期的运行。

本实用新型的有益效果是：

1)本实用新型巧妙将精密过滤网和粉末活性炭形成的过滤膜结合起来，利用粉末活性炭对溶解性有机物、色度、臭味等吸附，对悬浮物高截留率的优点；可以得到高品质出水，可以广泛应用于黑臭水体应急处理、污水提标、中水回用预处理等领域；

2)与传统工艺相比，本实用新型可有效去除废水中难降解的可溶性COD和色度，有效解决印染、石化、造纸等难降解工业废水处理尾水中的色素、溶解性COD处理这一大难题；

3)与超滤膜等膜过滤工艺相比，本实用新型对进水水质要求低，抗污染能力强，可减少预处理投入；出水水质好，满足反渗透膜进水水质要求，可取代超滤等工艺作为反渗透预处理；

4)本实用新型的产水通量大，占地面积小，运行成本低；

5)本实用新型的活性炭吸附饱和后，可再生；再生后的活性炭品质等同甚至优于原活性炭，循环利用于过滤单元，系统不产生废炭，不会对环境造成二次污染。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图中：1、排炭泵；2、搅拌器；3、中水箱；4、进水泵,5、循环泵,6、粉末活性炭过滤装置；7、产水箱；8、反冲洗泵；9、空压机；10、进水阀；11、循环进水阀；12、外循环阀；13、内循环阀；14、产水阀；15、反洗进水阀；16、回流阀；17、反冲洗进气阀。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型的技术方案进行说明。

实施例1，见图1：

本实用新型提供一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，包括排炭泵1、搅拌器2、中水箱3、粉末活性炭过滤装置6、产水箱7、空压机9。

排炭泵1通过管道与中水箱3连通，中水箱3通过管道、进水泵4、循环泵5、进水阀10、循环进水阀11、外循环阀12、内循环阀13、回流阀16与粉末活性炭过滤装置6，粉末活性炭过滤装置6通过管道、反冲洗泵8、产水阀14、反洗进水阀15与产水箱7连通，空压机9通过管道、反冲洗进气阀17与粉末活性炭过滤装置6连通，搅拌器2设于中水箱3的项部中央，粉末活性炭过滤装置6包括外壳、不锈钢精密过滤芯和粉末活性炭。

本实用新型的运行主要分为四个阶段：建立炭膜阶段、过滤产水阶段、反冲洗阶段、活性炭更换，工艺过程为：

(1)建立炭膜阶段:

粉末活性炭通过投加系统投入中水箱3，在搅拌机2的作用下与中水箱3内中水充分混合；关闭进水阀10、产水阀14、反洗进水阀15、反冲洗进气阀17，开启循环进水阀11、内循环阀13、外循环阀12、回流阀16，开启循环泵5；粉末活性炭与中水混合液通过循环泵5输送至粉末活性炭过滤装置6，在其内部循环；通过控制外循环阀12开度，调节外部循环流量从而调节粉末活性炭过滤装置6内循环流量；同时控制回流阀开度，控制过滤产水回流量；

本阶段循环水、过滤产水均回流至中水箱3。通过控制内循环流量和过滤产水流量，保证粉末活性炭过滤装置6内粉末活性炭保持均匀悬浮状态，粉末活性炭过滤装置6连续产水，过滤芯截留粉末活性炭，粉末活性炭在过滤芯上逐渐堆积，形成厚度均匀的活性炭膜层；

(2)过滤产水阶段：

关闭循环泵5、循环进水阀11、内循环阀13、外循环阀12、回流阀16、反洗进水阀15；开启进水阀10、产水阀14，开启进水泵4，通过进水泵4将废水输送至粉末活性炭过滤装置6，在吸附、过滤作用下，去除废水中悬浮物、色度、有机物、臭味等污染物；产水由产水箱7收集。

系统稳定运行，当粉末活性炭过滤装置6进出水压力差达到设定值时，系统需要反冲洗；活性炭吸附饱和后，系统产水水质会明显下降，这时需要更换活性炭；

(3)反冲洗阶段：

关闭进水泵4、进水阀10、产水阀14，开启反洗进水阀15、外循环阀12，开启反冲洗泵8，以产水作为反洗水对粉末活性炭过滤装置6进行反冲洗；反冲洗过程中，反冲洗水破坏活性炭膜，通过外循环管道将粉末活性炭和反冲洗水回流至中水箱3；打开反冲洗进气阀17、空压机9，进行气水反冲洗；反冲洗进气阀空压机9为气水反冲洗提供足够的压缩空气，压缩空气的通入，大大增强了反冲洗水在反冲洗进气阀粉末活性炭过滤装置6内的扰动，增大了反冲洗的清洗效果，同时可减小反冲洗水时间和反冲洗水量。

反冲洗完毕后，重复建立炭膜阶段操作，形成新的活性炭膜后，即可再次投入稳定运行；

(4)活性炭更换：

粉末活性炭吸附饱和后，可通过反冲洗操作，将粉末活性炭全部冲洗至中水箱3，再通过排炭泵1将饱和粉末活性炭排至再生系统再生。

排炭结束后，通过活性炭投加系统将新活性炭或再生炭投加至反冲洗进气阀中水箱3，重复上述操作即可稳定运行。

利用本实施装置进行实际废水的处理，处理效果为：

某工业园区印染废水中水回用工程，设计规模40000m³/d，中水回用系统取水为工业园区印染废水处理厂二沉池出水；利用本实用新型所述的系统处理流程如图1所示作为中水回用系统预处理部分，本实用新型所述系统其进出水水质指标如下：

项目	COD(mg/L)	SS(mg/L)	色度	SDI	电导率(us/cm)
						进水	110	30	120	/	7980
出水	22	3	20	2.2	7980

某工业园综合污水处理工程，设计规模10000m3/d，设计出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准；系统采用传统生化工艺配合本实用新型所述的系统处理流程如图1所示，处理后出水优于一级A标准；系统进出水水质如下：

某垃圾填埋场垃圾渗滤液尾水提标改造工程，设计规模500m³/d，设计出水水质达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。系统采用本实用新型所述的系统处理流程如图1所示，实际运行处理后出水优于一级A标准；系统进出水水质如下：

以上实施例仅用以说明而非限制本实用新型的技术方案，尽管上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本实用新型进行修改或者同等替换，但不脱离本实用新型精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (3)

1.一种用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，其特征在于，包括排炭泵(1)、搅拌器(2)、中水箱(3)、粉末活性炭过滤装置(6)、产水箱(7)、空压机(9)，所述排炭泵(1)通过管道与所述中水箱(3)连通，所述中水箱(3)通过管道、进水泵(4)、循环泵(5)、进水阀(10)、循环进水阀(11)、外循环阀(12)、内循环阀(13)、回流阀(16)与所述粉末活性炭过滤装置(6)，所述粉末活性炭过滤装置(6)通过管道、反冲洗泵(8)、产水阀(14)、反洗进水阀(15)与所述产水箱(7)连通，所述空压机(9)通过管道、反冲洗进气阀(17)与所述粉末活性炭过滤装置(6)连通。

2.根据权利要求1所述的用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，其特征在于，所述搅拌器(2)设于所述中水箱(3)的项部中央。

3.根据权利要求1所述的用于污水深度处理的粉末活性炭过滤装置，其特征在于，所述粉末活性炭过滤装置(6)包括外壳、不锈钢精密过滤芯和粉末活性炭。