CN112850931B - 可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***及方法，该***包括吸附罐组件、阀门组件、管道式电解单元组件、直流电源PS和膜组件M1，***利用粉末活性炭通过所述吸附罐组件进行吸附去除废水中的有机物，并在一级吸附罐内设置所述膜组件M1，以截留活性炭粉末，杜绝活性炭流失，通过空气搅拌实现活性炭粉末与废水的有效接触，饱和活性炭通过电解再生。

Description

可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***及方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，尤其涉及一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***及方法。
背景技术
高盐废水是指总含盐质量分数1％以上的废水，其主要来自化工厂及石油和天然气的采集加工等行业。高盐有机废水的有机物根据生产过程不同，所含有机物的种类、浓度及化学性质差异较大，但所含盐类物质多为Cl-、SO42-、Na+等盐类物质，该废水由于盐度与化学需氧量COD较高，通常属于难生化处理废水。目前对于高盐有机废水的处理中往往需要使用到活性炭，但是其活性炭吸附在吸附废水后无法实现活性炭不停机的在线再生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***及方法，旨在解决现有技术中的高盐有机废水的处理中需要使用到活性炭，但是其活性炭吸附在吸附废水后无法实现活性炭不停机的在线再生的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***，包括吸附罐组件、阀门组件、管道式电解单元组件、直流电源PS和膜组件M1，所述吸附罐组件包括一级吸附罐R1、二级吸附罐R2、三级吸附罐R3和四级吸附罐R4，所述阀门组件包括阀门V1、阀门V2、阀门V3、阀门V4、阀门V5、阀门V5、阀门V6、阀门V7、阀门V8、阀门V9、阀门V10、阀门V11、阀门V12、阀门V13、阀门V14、阀门V15和阀门V16，所述管道式电解单元组件包括管道式电解单元E1、管道式电解单元E2、管道式电解单元E3；
所述一级吸附罐R1、所述二级吸附罐R2、所述三级吸附罐R3和所述四级吸附罐R4的第一端分别通过所述阀门V1、所述阀门V2、所述阀门V3、所述阀门V4与曝气设备连通，所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V5与所述管道式电解单元E1的一端连通，另外所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V11和所述阀门V11分别与所述二级吸附罐R2连通，所述管道式电解单元E1的另一端通过所述阀门V6与所述二级吸附罐R2的第二端连通，所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V7与所述管道式电解单元E2的一端连通，以及所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V13和所述阀门V14分别与所述三级吸附罐R3连通，所述管道式电解单元E2的另一端通过所述阀门V8与所述三级吸附罐R3的第二端连通，另外所述三级吸附罐R3的第二端通过所述阀门V9与所述管道式电解单元E3的一端连通，以及所述三级吸附罐R3的第二端还通过所述阀门V15和所述阀门V16分别与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E3的另一端通过所述阀门V10与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E1、所述管道式电解单元E2和所述管道式电解单元E3均与所述直流电源PS电性连接，所述膜组件M1设置于所述一级吸附罐R1的内部。
本发明还提供一种采用上述所述的可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***的处理方法，包括如下步骤：
配制预设浓度的活性炭浆料；
将预设浓度的活性炭浆料依次投放至所述四级吸附罐R4、所述三级吸附罐R3、所述二级吸附罐R2和所述一级吸附罐R1中，同时开启曝气搅拌，以及开启所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，并关闭所有的在生管线阀门；
待活性炭浆料投放完成后，向所述四级吸附罐R4通入废水，同时关闭所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，开启所述阀门V11、所述阀门V13和所述阀门V15，废水向所述一级吸附罐R1溢流；
直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水；
待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理。
其中，所述活性炭浆料的浓度为20％-50％，所述活性炭浆料的投加量为对应级数的吸附罐有效液体容积的1％-20％。
其中，直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水，还包括：
在控制所述膜组件进水时，进水速度和出水速度相等。
其中，待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理的步骤中，所述判断各级吸附罐是否出现穿透的依据为：除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量是否一致；
若除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量一致时，则出现穿透，需要再生，反之则不出现穿透，无需再生。
待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理的步骤中，所述进行再生处理的步骤包括：
关闭除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的其余级数的吸附罐与所述四级吸附罐R4的曝气搅拌，同时关闭所述阀门V15，然后沉降30min-60min，之后开启所述阀门V14、所述阀门V9和所述阀门V10，再开启所述管道式电解单元E3，控制电流强度为5-10A，再生时间为0.5h-3h，再生完成后重新关闭所述阀门V14、所述阀门V9和所述阀门V10，打开所述阀门V15；
之后打开关闭所述阀门V13，然后沉降30min-60min，之后开启所述阀门V12、所述阀门V7和所述阀门V8，再开启所述管道式电解单元E2，控制电流强度为5-10A，再生时间为0.5h-3h，再生完成后重新关闭所述阀门V12、所述阀门V7和所述阀门V8，打开所述阀门V12，再次进行常规运行。
本发明的有益效果体现在：通过所述将预设浓度的活性炭浆料依次投放至所述四级吸附罐R4、所述三级吸附罐R3、所述二级吸附罐R2和所述一级吸附罐R1中，同时开启曝气搅拌，以及开启所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，并关闭所有的在生管线阀门；待活性炭浆料投放完成后，向所述四级吸附罐R4通入废水，同时关闭所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，开启所述阀门V11、所述阀门V13和所述阀门V15，废水向所述一级吸附罐R1溢流；直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水；待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理，以此实现活性炭不停机的在线再生。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***的结构原理图。
图2是本发明的可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明提供了一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***，包括吸附罐组件、阀门组件、管道式电解单元组件、直流电源PS和膜组件M1，所述吸附罐组件包括一级吸附罐R1、二级吸附罐R2、三级吸附罐R3和四级吸附罐R4，所述阀门组件包括阀门V1、阀门V2、阀门V3、阀门V4、阀门V5、阀门V5、阀门V6、阀门V7、阀门V8、阀门V9、阀门V10、阀门V11、阀门V12、阀门V13、阀门V14、阀门V15和阀门V16，所述管道式电解单元组件包括管道式电解单元E1、管道式电解单元E2、管道式电解单元E3；
所述一级吸附罐R1、所述二级吸附罐R2、所述三级吸附罐R3和所述四级吸附罐R4的第一端分别通过所述阀门V1、所述阀门V2、所述阀门V3、所述阀门V4与曝气设备连通，所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V5与所述管道式电解单元E1的一端连通，另外所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V11和所述阀门V11分别与所述二级吸附罐R2连通，所述管道式电解单元E1的另一端通过所述阀门V6与所述二级吸附罐R2的第二端连通，所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V7与所述管道式电解单元E2的一端连通，以及所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V13和所述阀门V14分别与所述三级吸附罐R3连通，所述管道式电解单元E2的另一端通过所述阀门V8与所述三级吸附罐R3的第二端连通，另外所述三级吸附罐R3的第二端通过所述阀门V9与所述管道式电解单元E3的一端连通，以及所述三级吸附罐R3的第二端还通过所述阀门V15和所述阀门V16分别与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E3的另一端通过所述阀门V10与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E1、所述管道式电解单元E2和所述管道式电解单元E3均与所述直流电源PS电性连接，所述膜组件M1设置于所述一级吸附罐R1的内部。
所述可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***还包括空气流量计组件，所述空气流量计组件包括空气计量计F1、空气计量计F2、空气计量计F3和空气计量计F4，所述空气计量计F1设置在所述阀门V1和所述一级吸附罐R1之间，所述空气计量计F2设置在所述阀门V2和所述二级吸附罐R2之间，所述空气计量计F3设置在所述阀门V3和所述三级吸附罐R3之间，所述空气计量计F4设置在所述阀门V4和所述四级吸附罐R4之间。
所述可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***还包括电解循环泵组件，所述电解循环泵组件包括电解循环泵P1、电解循环泵P2和电解循环泵P3，所述电解循环泵P1设置在所述阀门V5和所述管道式电解单元E1之间，所述电解循环泵P2设置在所述阀门V7和所述管道式电解单元E2之间，所述电解循环泵P3设置在所述阀门V9和所述管道式电解单元E3之间。
在本实施方式中，所述吸附罐组件通过多级串联，数量不仅限于4级，通过吸附罐级数控制实现目标排水化学需氧量COD值，吸附罐内投加有粉末活性炭，通过空气搅拌，使活性炭与废水有效接触，吸附饱和的活性炭通过管式电解装置进行循环电解再生，后继续吸附使用，所述一级吸附罐R1通过膜组件有效截留活性炭粉末，所使用的膜组件为微滤膜，微滤孔膜可以为陶瓷膜或中空纤维膜，管式电解装置所使用的阳极板材质为钛镀钌、钛镀依或石墨材质，所使用的阴极板材质为钛材或石墨材质，每个管式电解装置中所使用的阴阳极板组数≥4组，所使用的粉末活性炭的粒径为200目以上1500目以下。通过配制预设浓度的活性炭浆料；将预设浓度的活性炭浆料依次投放至所述四级吸附罐R4、所述三级吸附罐R3、所述二级吸附罐R2和所述一级吸附罐R1中，同时开启曝气搅拌，以及开启所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，并关闭所有的在生管线阀门；待活性炭浆料投放完成后，向所述四级吸附罐R4通入废水，同时关闭所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，开启所述阀门V11、所述阀门V13和所述阀门V15，废水向所述一级吸附罐R1溢流；直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水；待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理。
请参阅图1和图2，本发明还提供了一种采用上述所述的可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***的处理方法，包括如下步骤：
S1：配制预设浓度的活性炭浆料；
S2：将预设浓度的活性炭浆料依次投放至所述四级吸附罐R4、所述三级吸附罐R3、所述二级吸附罐R2和所述一级吸附罐R1中，同时开启曝气搅拌，以及开启所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，并关闭所有的在生管线阀门；
S3：待活性炭浆料投放完成后，向所述四级吸附罐R4通入废水，同时关闭所述阀门V12、所述阀门V14和所述阀门V16，开启所述阀门V11、所述阀门V13和所述阀门V15，废水向所述一级吸附罐R1溢流；
S4：直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水；
S5：待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理。
其中，所述活性炭浆料的浓度为20％-50％，所述活性炭浆料的投加量为对应级数的吸附罐有效液体容积的1％-20％，投加过程需开启曝气搅拌至最大。直至废水溢流至所述一级吸附罐R1后，关闭曝气搅拌，控制废水进入的流速，废水在每一级的吸附罐停留时间为30min–120min，待废水淹没所述膜组件后，再次开启曝气搅拌的同时控制所述膜组件进水，还包括：在控制所述膜组件进水时，进水速度和出水速度相等。待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理的步骤中，所述判断各级吸附罐是否出现穿透的依据为：除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量是否一致；若除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量一致时，则出现穿透，需要再生，反之则不出现穿透，无需再生。
待所述膜组件进水后，持续关注除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的进出水化学需氧量，判断各级吸附罐是否出现穿透，若对应级数的吸附罐出现穿透，则进行再生处理的步骤中，所述进行再生处理的步骤包括：
关闭除所述一级吸附罐R1和所述四级吸附罐R4外的其余级数的吸附罐与所述四级吸附罐R4的曝气搅拌，同时关闭所述阀门V15，然后沉降30min-60min。之后开启所述阀门V14、所述阀门V9和所述阀门V10，并开启所述循环泵P3，循环流速为进水流速的1-3倍，再开启所述管道式电解单元E3，控制电流强度为5-10A，再生时间为0.5h-3h，此过程不需停止进水，再生完成后重新关闭所述阀门V14、所述阀门V9和所述阀门V10，打开所述阀门V15；
之后打开关闭所述阀门V13，然后沉降30min-60min。之后开启所述阀门V12、所述阀门V7和所述阀门V8，并开启所述循环泵P2，循环流速为进水流速的1-3倍，再开启所述管道式电解单元E2，控制电流强度为5-10A，再生时间为0.5h-3h，此过程不需停止进水，再生完成后重新关闭所述阀门V12、所述阀门V7和所述阀门V8，打开所述阀门V12，再次进行常规运行。
综上所述：该***包括吸附罐组件、阀门组件、管道式电解单元组件、直流电源PS和膜组件M1，***利用粉末活性炭通过所述吸附罐组件进行吸附去除废水中的有机物，并在一级吸附罐内设置所述膜组件M1，以截留活性炭粉末，杜绝活性炭流失，通过空气搅拌实现活性炭粉末与废水的有效接触，饱和活性炭通过电解再生。该***适合化学需氧量COD含量在20000mg/L以下，盐酸盐含量在1％以上的高盐有机废水，吸附到再生流程完全在线完成，不需停水，一次投加活性炭即可实现长期运行，大幅下降经济成本。通过增加所述膜组件，活性炭完全截留，没有活性炭流失。通过吸附罐级数控制，可实现废水直接达标排放。整个处理流程无二次污染，不产生危险固废。
以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (1)

1.一种可在线再生的活性炭流化床高盐有机废水处理***，其特征在于，
包括吸附罐组件、阀门组件、管道式电解单元组件、直流电源PS和膜组件M1，所述吸附罐组件包括一级吸附罐R1、二级吸附罐R2、三级吸附罐R3和四级吸附罐R4，所述阀门组件包括阀门V1、阀门V2、阀门V3、阀门V4、阀门V5、阀门V5、阀门V6、阀门V7、阀门V8、阀门V9、阀门V10、阀门V11、阀门V12、阀门V13、阀门V14、阀门V15和阀门V16，所述管道式电解单元组件包括管道式电解单元E1、管道式电解单元E2、管道式电解单元E3；
所述一级吸附罐R1、所述二级吸附罐R2、所述三级吸附罐R3和所述四级吸附罐R4的第一端分别通过所述阀门V1、所述阀门V2、所述阀门V3、所述阀门V4与曝气设备连通，所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V5与所述管道式电解单元E1的一端连通，另外所述一级吸附罐R1的第二端通过所述阀门V11和所述阀门V12分别与所述二级吸附罐R2连通，所述管道式电解单元E1的另一端通过所述阀门V6与所述二级吸附罐R2的第二端连通，所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V7与所述管道式电解单元E2的一端连通，以及所述二级吸附罐R2的第二端还通过所述阀门V13和所述阀门V14分别与所述三级吸附罐R3连通，所述管道式电解单元E2的另一端通过所述阀门V8与所述三级吸附罐R3的第二端连通，另外所述三级吸附罐R3的第二端通过所述阀门V9与所述管道式电解单元E3的一端连通，以及所述三级吸附罐R3的第二端还通过所述阀门V15和所述阀门V16分别与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E3的另一端通过所述阀门V10与所述四级吸附罐R4连通，所述管道式电解单元E1、所述管道式电解单元E2和所述管道式电解单元E3均与所述直流电源PS电性连接，所述膜组件M1设置于所述一级吸附罐R1的内部。
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