活性炭吸附塔的工藝操作和過濾方式

 

化工廢水成分復雜，有機物含量高。目前，去除或分解廢水中有機物的方法包括吸附法、化學混凝法、電化學法、臭氧氧化法、生物法和微電解法?；钚蕴勘缺砻娣e***，吸附位點多，表面化學結構豐富，對***多數(shù)常見的有機污染物和重金屬離子具有很強的物理化學吸附能力，是去除廢水中有機物的常用工藝。***別適用于化學沉淀、生物處理等工藝后難以生化和化學去除的有機污染物的去除?；钚蕴抗に嚭唵危\行成本低。***量實驗結果表明，活性炭對coD的去除效果較***，但碳粉對工藝設備的污染防治是一項非常困難的任務，這限制了活性炭在工程實踐中的應用。闡述了碳粉在水處理設備污染防治工程中的應用效果，旨在為碳粉污染防治提供一種新的途徑。

 

1.過程操作

 

q水廠采用移動床連續(xù)活性炭工藝去除COD，并將商品活性炭運輸過程中產(chǎn)生的碳粉清理到新炭罐中。活性炭塔底部進水，***部出水，***部添加新炭，底部排放廢炭。進水與活性J型炭逆向接觸，活性炭處于流動狀態(tài)，因此活性炭塔在裝填和運行過程中會產(chǎn)生碳粉?；钚蕴克鏊M入活性炭生產(chǎn)池，不僅對生產(chǎn)水起到緩沖作用，還能沉淀部分碳粉。生產(chǎn)水箱由生產(chǎn)水泵泵入過濾裝置進一步過濾去除碳粉，生產(chǎn)水箱進入反滲透等后端水處理系統(tǒng)。在實際運行過程中，活性炭粉末會隨著生產(chǎn)水進入后端水處理裝置，導致裝置內(nèi)碳粉頻繁結垢，增加設備故障率，嚴重影響生產(chǎn)運行，增加運行成本。

 

經(jīng)過壓成塊粉碎，或者壓成條再切成顆粒，這種工藝的活性炭粉較少。水處理廠的結垢問題來源于活性炭，因此從源頭控制非常重要?；钚蕴款w粒越小，比表面積越***，coD去除效果越***，但活性炭顆粒越小，越難截留，越容易對后續(xù)水處理設備造成污染堵塞。因此，在工程應用中，不僅要根據(jù)活性炭的去除效果來選擇活性炭，還要考慮活性炭粉末的影響。實踐證明，購買***顆粒、高強度的清潔活性炭是可取的。

 

2.活性炭的碳粉含量

 

活性炭含有***量的碳粉，所以活性炭通過細篩，將粉末篩出。本項目通過以下方法檢測碳粉量:將樣品置于(150±5)℃冷卻后，在200毫升蒸餾水中稱取20克樣品，攪拌靜置10分鐘，用20μm濾紙過濾未沉淀的碳粉，發(fā)現(xiàn)碳粉百分比含有硬度。

 

本項目采用8x30目顆?；钚蕴?，測試了五家工廠(A、B、C、D、E)活性炭的碳粉含量。結果表明，甲、乙、丙、丁、戊工廠的碳粉含量分別為0.3%、0.4%、0.45%、0.8%和1.8%?？梢钥闯?，不同廠家的活性炭的碳粉含量是不同的。這五種活性炭在工程實踐中的應用結果表明，當炭粉含量<；0.5%時，后端水處理裝置的炭粉污堵情況明顯***轉。可見，采購的活性炭除了滿足正常的指標需求外，還需嚴格控制其炭粉含量，工程實踐證明炭粉含量以低于0.5%為宜。

 

3.洗木炭

 

進入活性炭吸附塔前，清洗新安裝的活J危險炭。清洗過程中，從新炭罐下部抽出輸送水箱中的水，自下而上清洗活性炭，從新炭罐上端溢流至輸送水箱，完成活性炭的清洗。

 

4.過濾方法

 

在實際生產(chǎn)過程中，在活性炭制水工藝后放置1μm過濾器(裝有濾芯)、0.4μm浸沒式微濾膜(用自吸泵泵送8分鐘，停送2分鐘，膜出水負壓小于-0.04MPa)和0.02μm超濾膜(配有進出口壓力表，通過壓差和流量變化控制，定期反洗恢復處理能力)，并對后端反滲透裝置進行分析

 

使用1μm過濾器時，過濾器濾芯堵塞2天，壓差達到0.2MPa，需要更換濾芯。同時，反滲透裝置前的安全過濾器(5微米)壓差達到0.15兆帕，因此需要更換濾芯。使用0.4的浸沒式微濾膜過濾時，反滲透裝置前的保安過濾器壓差達到0.15MPa7天；當采用0.02μm超濾膜過濾時，反滲透裝置前的保安過濾器壓差在一個月左右達到0.15MPa?？梢钥闯觯褂?.02μm超濾膜可以有效減緩后端水處理裝置的碳粉結垢。

 

5.設備的定期恢復分析

 

在實際運行中，從運行壓差可以看出，超濾膜的結垢事件隨著裝置運行時間的延長而增加。由于反洗可以恢復超濾膜的操作壓力，因此分析了反洗周期與超濾膜操作壓差***的關系，結果如圖2所示?？梢钥闯觯瑸V膜的操作壓差隨著反沖洗周期的延長而增加。每2.5h反洗一次時，反洗后的操作壓差可恢復到初始值。如果反洗周期繼續(xù)延長，反洗后壓差會增***，長期運行會導致壓差越來越***，甚至不可恢復。反洗水量隨著反洗周期的縮短而增加，這將增加反洗水處理系統(tǒng)的負荷。綜合運行壓差、可回收性和機組反洗水量，反洗周期為2.5h

 

此外，活性炭粉末將隨著產(chǎn)出水進入產(chǎn)水箱。隨著運行時間的延長，產(chǎn)水箱中的碳粉越來越多。如果不及時清洗，沉淀下來的碳粉會進入后端水處理裝置，所以定期清洗活性炭產(chǎn)水箱是一項工作。

 

6.解決方案

 

超濾膜用于預先截留碳粉。通過實際運行發(fā)現(xiàn)，超濾裝置進出口水壓差從0.07兆帕逐漸增加到0.20兆帕，出水量減少。同時發(fā)現(xiàn)炭粉分布在超濾膜的孔徑和間隙中，采用水洗和化學清洗難以回收超濾膜的通量，即在超濾膜下降的活性炭生產(chǎn)管上安裝一個200μm的金屬濾網(wǎng)，可以作為過濾裝置，可以截留***顆?；钚蕴?，因此需要定期檢查該過濾裝置的堵塞情況。另外，在安裝過程中，要注意腐蝕造成的定期更換的難度和難度，所以過濾網(wǎng)不宜安裝在罐內(nèi)。二次過濾裝置采用自清潔精密過濾器，其過濾介質(zhì)為一種濾料顆粒，過濾精度***，為2μm，可提前去除50%以上的碳粉，有效改善超濾膜的污垢。

 

自潔式精密過濾器可去除2μm以上的***部分碳粉，進出水壓差小于< 0.02MPa，運行一段時間后，可通過反洗恢復其處理能力。在活性炭吸附去除化學需氧量的工程實踐中，碳粉導致設備結垢問題，直接影響生產(chǎn)運行。根據(jù)Q水廠的運行經(jīng)驗，解決碳粉結垢的措施主要有:

 

①源頭控制，應嚴格制定活性炭的采購標準，確保COD去除單元和后端水處理系統(tǒng)的正常運行。此外，在進入吸附塔之前，碳被洗滌以還原碳粉。

 

②選擇有效的過濾方法是控制活性炭粉末對水處理設備污染的關鍵，即采用0.02μm超濾裝置可以有效截留活性炭粉末，從而解決后續(xù)水處理裝置中的碳粉污染堵塞問題。

 

③超濾系統(tǒng)的反沖洗周期在一定程度上決定了超濾膜的可回收性。發(fā)現(xiàn)反沖洗周期為2.5h，既能保證超濾裝置的回收，又能減少反沖洗水進入系統(tǒng)。其次，定期清洗活性炭生產(chǎn)罐，可以防止沉降的碳粉過多進入后端過濾裝置。

 

④在解決后端水處理設備污染堵塞的過程中，單個超濾膜也造成了超濾裝置的碳粉污染堵塞。本項目采用200μm金屬過濾器、2μm自清潔過濾器和0.02μm超濾膜組成的三級過濾裝置，通過匹配不同的過濾精度等級實現(xiàn)高精度的碳粉去除，有效減少過濾裝置和后端反滲透膜的碳粉污染堵塞。