活性炭吸附塔的工藝操作和過濾方式

 

化工廢水成分復(fù)雜，有機(jī)物含量高。目前，去除或分解廢水中有機(jī)物的方法包括吸附法、化學(xué)混凝法、電化學(xué)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(diǎn)多，表面化學(xué)結(jié)構(gòu)豐富，對(duì)***多數(shù)常見的有機(jī)污染物和重金屬離子具有很強(qiáng)的物理化學(xué)吸附能力，是去除廢水中有機(jī)物的常用工藝。***別適用于化學(xué)沉淀、生物處理等工藝后難以生化和化學(xué)去除的有機(jī)污染物的去除?；钚蕴抗に嚭唵危\(yùn)行成本低。***量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭對(duì)coD的去除效果較***，但碳粉對(duì)工藝設(shè)備的污染防治是一項(xiàng)非常困難的任務(wù)，這限制了活性炭在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。闡述了碳粉在水處理設(shè)備污染防治工程中的應(yīng)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(dòng)床連續(xù)活性炭工藝去除COD，并將商品活性炭運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碳粉清理到新炭罐中?；钚蕴克撞窟M(jìn)水，***部出水，***部添加新炭，底部排放廢炭。進(jìn)水與活性J型炭逆向接觸，活性炭處于流動(dòng)狀態(tài)，因此活性炭塔在裝填和運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生碳粉?；钚蕴克鏊M(jìn)入活性炭生產(chǎn)池，不僅對(duì)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(jìn)一步過濾去除碳粉，生產(chǎn)水箱進(jìn)入反滲透等后端水處理系統(tǒng)。在實(shí)際運(yùn)行過程中，活性炭粉末會(huì)隨著生產(chǎn)水進(jìn)入后端水處理裝置，導(dǎo)致裝置內(nèi)碳粉頻繁結(jié)垢，增加設(shè)備故障率，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行，增加運(yùn)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(jié)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(duì)后續(xù)水處理設(shè)備造成污染堵塞。因此，在工程應(yīng)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(shí)踐證明，購買***顆粒、高強(qiáng)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(xì)篩，將粉末篩出。本項(xiàng)目通過以下方法檢測(cè)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(xiàng)目采用8x30目顆?；钚蕴?，測(cè)試了五家工廠(A、B、C、D、E)活性炭的碳粉含量。結(jié)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(shí)踐中的應(yīng)用結(jié)果表明，當(dāng)炭粉含量<；0.5%時(shí)，后端水處理裝置的炭粉污堵情況明顯***轉(zhuǎn)?？梢?，采購的活性炭除了滿足正常的指標(biāo)需求外，還需嚴(yán)格控制其炭粉含量，工程實(shí)踐證明炭粉含量以低于0.5%為宜。

 

3.洗木炭

 

進(jìn)入活性炭吸附塔前，清洗新安裝的活J危險(xiǎn)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(shí)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(fù)壓小于-0.04MPa)和0.02μm超濾膜(配有進(jìn)出口壓力表，通過壓差和流量變化控制，定期反洗恢復(fù)處理能力)，并對(duì)后端反滲透裝置進(jìn)行分析

 

使用1μm過濾器時(shí)，過濾器濾芯堵塞2天，壓差達(dá)到0.2MPa，需要更換濾芯。同時(shí)，反滲透裝置前的安全過濾器(5微米)壓差達(dá)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(shí)，反滲透裝置前的保安過濾器壓差達(dá)到0.15MPa7天；當(dāng)采用0.02μm超濾膜過濾時(shí)，反滲透裝置前的保安過濾器壓差在一個(gè)月左右達(dá)到0.15MPa?？梢钥闯?，使用0.02μm超濾膜可以有效減緩后端水處理裝置的碳粉結(jié)垢。

 

5.設(shè)備的定期恢復(fù)分析

 

在實(shí)際運(yùn)行中，從運(yùn)行壓差可以看出，超濾膜的結(jié)垢事件隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的延長而增加。由于反洗可以恢復(fù)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(guān)系，結(jié)果如圖2所示。可以看出，超濾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(shí)，反洗后的操作壓差可恢復(fù)到初始值。如果反洗周期繼續(xù)延長，反洗后壓差會(huì)增***，長期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致壓差越來越***，甚至不可恢復(fù)。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(fù)荷。綜合運(yùn)行壓差、可回收性和機(jī)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(jìn)入產(chǎn)水箱。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長，產(chǎn)水箱中的碳粉越來越多。如果不及時(shí)清洗，沉淀下來的碳粉會(huì)進(jìn)入后端水處理裝置，所以定期清洗活性炭產(chǎn)水箱是一項(xiàng)工作。

 

6.解決方案

 

超濾膜用于預(yù)先截留碳粉。通過實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，超濾裝置進(jìn)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(shí)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(xué)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(gè)200μm的金屬濾網(wǎng)，可以作為過濾裝置，可以截留***顆粒活性炭，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(jìn)出水壓差小于< 0.02MPa，運(yùn)行一段時(shí)間后，可通過反洗恢復(fù)其處理能力。在活性炭吸附去除化學(xué)需氧量的工程實(shí)踐中，碳粉導(dǎo)致設(shè)備結(jié)垢問題，直接影響生產(chǎn)運(yùn)行。根據(jù)Q水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，解決碳粉結(jié)垢的措施主要有:

 

①源頭控制，應(yīng)嚴(yán)格制定活性炭的采購標(biāo)準(zhǔn)，確保COD去除單元和后端水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。此外，在進(jìn)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(duì)水處理設(shè)備污染的關(guān)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(jìn)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(jìn)入后端過濾裝置。

 

④在解決后端水處理設(shè)備污染堵塞的過程中，單個(gè)超濾膜也造成了超濾裝置的碳粉污染堵塞。本項(xiàng)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(jí)過濾裝置，通過匹配不同的過濾精度等級(jí)實(shí)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。