活性炭吸附塔的工艺操作和过滤方式

活性炭吸附塔的工艺操作和过滤方式

 

化工废水成分复杂，有机物含量高。目前，去除或分解废水中有机物的方法包括吸附法、化学混凝法、电化学法、臭氧氧化法、生物法和微电解法。活性炭比表面积***，吸附位点多，表面化学结构丰富，对***多数常见的有机污染物和重金属离子具有很强的物理化学吸附能力，是去除废水中有机物的常用工艺。***别适用于化学沉淀、生物处理等工艺后难以生化和化学去除的有机污染物的去除。活性炭工艺简单，运行成本低。***量实验结果表明，活性炭对coD的去除效果较***，但碳粉对工艺设备的污染防治是一项非常困难的任务，这限制了活性炭在工程实践中的应用。阐述了碳粉在水处理设备污染防治工程中的应用效果，旨在为碳粉污染防治提供一种新的途径。

 

1.过程操作

 

q水厂采用移动床连续活性炭工艺去除COD，并将商品活性炭运输过程中产生的碳粉清理到新炭罐中。活性炭塔底部进水，***部出水，***部添加新炭，底部排放废炭。进水与活性J型炭逆向接触，活性炭处于流动状态，因此活性炭塔在装填和运行过程中会产生碳粉。活性炭塔出水进入活性炭生产池，不仅对生产水起到缓冲作用，还能沉淀部分碳粉。生产水箱由生产水泵泵入过滤装置进一步过滤去除碳粉，生产水箱进入反渗透等后端水处理系统。在实际运行过程中，活性炭粉末会随着生产水进入后端水处理装置，导致装置内碳粉频繁结垢，增加设备故障率，严重影响生产运行，增加运行成本。

 

经过压成块粉碎，或者压成条再切成颗粒，这种工艺的活性炭粉较少。水处理厂的结垢问题来源于活性炭，因此从源头控制非常重要。活性炭颗粒越小，比表面积越***，coD去除效果越***，但活性炭颗粒越小，越难截留，越容易对后续水处理设备造成污染堵塞。因此，在工程应用中，不仅要根据活性炭的去除效果来选择活性炭，还要考虑活性炭粉末的影响。实践证明，购买***颗粒、高强度的清洁活性炭是可取的。

 

2.活性炭的碳粉含量

 

活性炭含有***量的碳粉，所以活性炭通过细筛，将粉末筛出。本项目通过以下方法检测碳粉量:将样品置于(150±5)℃冷却后，在200毫升蒸馏水中称取20克样品，搅拌静置10分钟，用20μm滤纸过滤未沉淀的碳粉，发现碳粉百分比含有硬度。

 

本项目采用8x30目颗粒活性炭，测试了五家工厂(A、B、C、D、E)活性炭的碳粉含量。结果表明，甲、乙、丙、丁、戊工厂的碳粉含量分别为0.3%、0.4%、0.45%、0.8%和1.8%。可以看出，不同厂家的活性炭的碳粉含量是不同的。这五种活性炭在工程实践中的应用结果表明，当炭粉含量<；0.5%时，后端水处理装置的炭粉污堵情况明显***转。可见，采购的活性炭除了满足正常的指标需求外，还需严格控制其炭粉含量，工程实践证明炭粉含量以低于0.5%为宜。

 

3.洗木炭

 

进入活性炭吸附塔前，清洗新安装的活J危险炭。清洗过程中，从新炭罐下部抽出输送水箱中的水，自下而上清洗活性炭，从新炭罐上端溢流至输送水箱，完成活性炭的清洗。

 

4.过滤方法

 

在实际生产过程中，在活性炭制水工艺后放置1μm过滤器(装有滤芯)、0.4μm浸没式微滤膜(用自吸泵泵送8分钟，停送2分钟，膜出水负压小于-0.04MPa)和0.02μm超滤膜(配有进出口压力表，通过压差和流量变化控制，定期反洗恢复处理能力)，并对后端反渗透装置进行分析

 

使用1μm过滤器时，过滤器滤芯堵塞2天，压差达到0.2MPa，需要更换滤芯。同时，反渗透装置前的安全过滤器(5微米)压差达到0.15兆帕，因此需要更换滤芯。使用0.4的浸没式微滤膜过滤时，反渗透装置前的保安过滤器压差达到0.15MPa7天；当采用0.02μm超滤膜过滤时，反渗透装置前的保安过滤器压差在一个月左右达到0.15MPa。可以看出，使用0.02μm超滤膜可以有效减缓后端水处理装置的碳粉结垢。

 

5.设备的定期恢复分析

 

在实际运行中，从运行压差可以看出，超滤膜的结垢事件随着装置运行时间的延长而增加。由于反洗可以恢复超滤膜的操作压力，因此分析了反洗周期与超滤膜操作压差***的关系，结果如图2所示。可以看出，超滤膜的操作压差随着反冲洗周期的延长而增加。每2.5h反洗一次时，反洗后的操作压差可恢复到初始值。如果反洗周期继续延长，反洗后压差会增***，长期运行会导致压差越来越***，甚至不可恢复。反洗水量随着反洗周期的缩短而增加，这将增加反洗水处理系统的负荷。综合运行压差、可回收性和机组反洗水量，反洗周期为2.5h

 

此外，活性炭粉末将随着产出水进入产水箱。随着运行时间的延长，产水箱中的碳粉越来越多。如果不及时清洗，沉淀下来的碳粉会进入后端水处理装置，所以定期清洗活性炭产水箱是一项工作。

 

6.解决方案

 

超滤膜用于预先截留碳粉。通过实际运行发现，超滤装置进出口水压差从0.07兆帕逐渐增加到0.20兆帕，出水量减少。同时发现炭粉分布在超滤膜的孔径和间隙中，采用水洗和化学清洗难以回收超滤膜的通量，即在超滤膜下降的活性炭生产管上安装一个200μm的金属滤网，可以作为过滤装置，可以截留***颗粒活性炭，因此需要定期检查该过滤装置的堵塞情况。另外，在安装过程中，要注意腐蚀造成的定期更换的难度和难度，所以过滤网不宜安装在罐内。二次过滤装置采用自清洁精密过滤器，其过滤介质为一种滤料颗粒，过滤精度***，为2μm，可提前去除50%以上的碳粉，有效改善超滤膜的污垢。

 

自洁式精密过滤器可去除2μm以上的***部分碳粉，进出水压差小于< 0.02MPa，运行一段时间后，可通过反洗恢复其处理能力。在活性炭吸附去除化学需氧量的工程实践中，碳粉导致设备结垢问题，直接影响生产运行。根据Q水厂的运行经验，解决碳粉结垢的措施主要有:

 

①源头控制，应严格制定活性炭的采购标准，确保COD去除单元和后端水处理系统的正常运行。此外，在进入吸附塔之前，碳被洗涤以还原碳粉。

 

②选择有效的过滤方法是控制活性炭粉末对水处理设备污染的关键，即采用0.02μm超滤装置可以有效截留活性炭粉末，从而解决后续水处理装置中的碳粉污染堵塞问题。

 

③超滤系统的反冲洗周期在一定程度上决定了超滤膜的可回收性。发现反冲洗周期为2.5h，既能保证超滤装置的回收，又能减少反冲洗水进入系统。其次，定期清洗活性炭生产罐，可以防止沉降的碳粉过多进入后端过滤装置。

 

④在解决后端水处理设备污染堵塞的过程中，单个超滤膜也造成了超滤装置的碳粉污染堵塞。本项目采用200μm金属过滤器、2μm自清洁过滤器和0.02μm超滤膜组成的三级过滤装置，通过匹配不同的过滤精度等级实现高精度的碳粉去除，有效减少过滤装置和后端反渗透膜的碳粉污染堵塞。