难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法
【专利摘要】本发明涉及一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，包括以下步骤：将难降解有机废水注入吸附装置中，向吸附装置中投加粉末活性炭并搅拌，粉末活性炭对难降解有机废水中的难降解有机物进行吸附；将完成吸附的固液两相产物进行固液分离，排出废水，收集固体；在活性炭自生——再生反应器中将收集的固体与过氧化氢溶液混合，密闭条件下升温至200～250℃，搅拌反应6～8h；反应结束后，固液两相反应液进行固液分离，得到的固体进行循环利用。本发明能够对难降解有机废水进行处理，实现粉末活性炭的异位自生和再生，实现粉末活性炭的循环利用。
【专利说明】
难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法
技术领域
[0001]本发明属于工业废水处理的技术领域，特别是涉及一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法。
【背景技术】
[0002]印染、化工、制药等工业废水难处理众所周知，目前工程界开始应用臭氧、芬顿等高级氧化的技术，利用其强氧化性在去除废水中一部分有机物的同时改善废水的可生化性，后续采用生物处理，以提高废水中有机物的去除效率;或将臭氧、芬顿等用于二级生化出水的深度处理，以进一步去除难以生化降解的有机物。但在实际应用中，许多工业废水由于含有的有机物质成分复杂，采用上述高级氧化技术往往亦难以获得良效。从理论上分析，对于这类处理难度更高的难降解有机工业废水，只能采用氧化效率更高的湿式氧化、超临界氧化等方法，但这类方法由于装备操作复杂、难以大中型化、投资及运行成本高等限制性因素，难以推向工程实践。活性炭吸附技术是去除废水中有机物公认的有效技术，对于废水中难降解有机物去除具有良好的广谱性，但吸附饱和以及再生费用高是其应用中最大的障碍。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，能够对难降解有机废水进行处理，实现粉末活性炭的异位自生和再生，实现粉末活性炭的循环利用。
[0004]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，包括以下步骤:
[0005](I)将难降解有机废水注入吸附装置中，向吸附装置中投加粉末活性炭并搅拌，粉末活性炭对难降解有机废水中的难降解有机物进行吸附；
[0006](2)将完成吸附的固液两相产物进行固液分离，排出废水，收集固体；
[0007](3)在活性炭自生一一再生反应器中将收集的固体与过氧化氢溶液混合，密闭条件下升温至200?250°C，搅拌反应6?8h;
[0008](4)反应结束后，固液两相反应液进行固液分离，得到的固体进行步骤(I)的循环利用。
[0009]作为本发明一种优选的实施方式，所述步骤(I)中的粉末活性炭采用湿法投加。
[0010]作为本发明另一种优选的实施方式，所述收集的固体与过氧化氢溶液混合前通过向活性炭自生一一再生反应器中加水制成粉末活性炭溶浆。
[0011]作为本发明另一种优选的实施方式，所述固液分离采用脱水机进行脱水。
[0012]作为本发明另一种优选的实施方式，所述吸附装置附设有搅拌器。
[0013]作为本发明另一种优选的实施方式，所述活性炭自生一一再生反应器附设有搅拌器和加热器。
[0014]作为本发明另一种优选的实施方式，所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%，投量为3.0?5.0mIV(IJtA)t3
[0015]有益效果
[0016]本发明先通过粉末活性炭对难降解有机废水中的难降解有机物进行吸附，从而实现对难降解有机废水的处理，再将吸附后的固液两相废水进行脱水处理，所得液体能够直接排放，所得固体加入到活性炭自生一一再生反应器中进行自生和再生反应，通过投加过氧化氢溶液，并在密闭、升温、搅拌的条件下，通过活性炭自生一一再生反应器内部过氧化氢的湿式氧化和水热炭化的双重作用，实现粉末活性炭的自生和再生，反应后的固液两相产物通过脱水处理所得的固体即为自生和再生的粉末活性炭，从而能够进行循环使用，有利于降低难降解有机废水处理的成本。
【附图说明】
[0017]图1为本发明粉末活性炭异位自生和再生的流程图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0019]如图1所示的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，包括以下步骤:
[0020](I)将难降解有机废水注入吸附装置中，向吸附装置中投加粉末活性炭，吸附装置附设有搅拌器，开启搅拌，通过粉末活性炭将废水中的难降解有机物充分吸附，粉末活性炭优先采用湿法进行投加，避免产生大量扬尘；
[0021](2)将完成吸附的固液两相产物通过脱水机进行固液分离，排出液体废水，从而实现对难降解有机废水的处理，收集得到的固体；
[0022](3)将收集的固体投入活性炭自生一一再生反应器，并向活性炭自生一一再生反应器中加水，活性炭自生一一再生反应器附设有搅拌器，开启搅拌形成粉末活性炭溶浆。再投加过氧化氢溶液，过氧化氢溶液的质量浓度为30%，投量为3.0?5.0mL/(L废水)，活性炭自生——再生反应器附设有加热器，在密闭条件下升温至200?250°C，搅拌反应6?8h;
[0023](4)反应结束后，固液两相反应液通过脱水机进行脱水，得到的固体即为自生和再生的粉末活性炭，能够进行步骤(I)的循环利用。
[0024]本发明的原理是:利用活性炭对废水中难降解有机物的吸附具有广谱性的特性，可以先通过粉末活性炭将废水中的难降解有机物吸附除去，再将吸附有难降解有机物的粉末活性炭分离出来，通过创造湿式氧化反应和水热炭化反应的条件实现粉末活性炭的异位自生和再生，再通过脱水处理即可获得能够循环利用的自生和再生的粉末活性炭。湿式氧化反应通过向密闭、加热、搅拌的活性炭自生一一再生反应器中投加过氧化氢进行反应，且在活性炭自生一一再生反应器密闭并调控反应温度的条件下，能够形成水热炭化的反应条件。活性炭再生是通过活性炭自生一一再生反应器中的湿式氧化对吸附于炭孔中的有机物进行矿化而实现的，活性炭的自生过程则首先通过水热炭化将吸附于活性炭上有机物炭化，然后在密闭、加热活性炭自生一一再生反应器中蒸气、有机物矿化过程中形成的0)2的活化作用下，将有机物转变为具有较大孔隙率的活性炭，从而具有吸附能力。
[0025]实施例1
[0026]某纺织印染企业，排出的PVA (聚乙烯醇)退浆废水水量为300m3/d，COD为8000?10000mg/L，经芬顿氧化处理COD的去除率仅为20?25%，难以获得良好的有机物去除效果。采用本发明的方法进行处理，具体步骤为:(I)将PVA废水经粉末活性炭吸附处理，除去PVA废水中的PVA难降解有机物；(2)吸附完全的固液两相产物经过脱水机脱水处理，收集所得固体，排出的废水经过检测，COD降至1000?1200mg/L，最终与企业其它低浓度染色废水混合后排入废水处理站统一处理；(3)将收集的固体投入活性炭自生一一再生反应器中进行自生和再生处理，先向活性炭自生一一再生反应器注水制成粉末活性炭溶浆，再投加质量浓度为30%的过氧化氢溶液，投加量为3.5mL/(L废水)，密闭活性炭自生一一再生反应器并进行升温，在230°C条件下搅拌反应7h; (4)反应结束后固液两相反应液经脱水机脱水，所得固体即为异位自生和再生的粉末活性炭，能够进行循环使用。
[0027]实施例2
[0028]某纺织印染企业，其混合废水水量为1000m3/d，二级生化出水经臭氧氧化、曝气生物滤池深度处理后COD为40?60mg/L，稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2012)中COD彡60.0mg/L的一级B排放标准。其中500m3/d的深度处理水经超滤、反渗透的双膜法处理后回用至染色环节，双膜工艺的回收率为60%，在膜处理工艺中产生200m3/d的浓缩液，浓缩液COD为100?150mg/L，无法达到一级B标准，需要进行进一步处理。采用本发明的方法进行处理，具体步骤为:(I)将浓缩废水经粉末活性炭吸附处理，除去浓缩废水中的难降解有机物；(2)吸附完全后所得固液两相产物经过脱水处理，排出的废水经过检测，COD降至30?50mg/L，可以直接进行排放，收集所得固体；(3)将收集的固体投入活性炭自生一一再生反应器中进行自生和再生处理，先向活性炭自生一一再生反应器注水制成粉末活性炭溶浆，再投加质量浓度为30%的过氧化氢溶液，投加量为3.0mL/(L废水)，密闭活性炭自生一一再生反应器并进行升温，在210°C条件下搅拌反应6h; (5)反应结束后固液两相反应液经脱水处理，所得固体即为异位自生和再生的粉末活性炭，能够进行循环使用。
[0029]本发明的优势在于:实现了粉末活性炭的异位自生和再生，使得体系中最初投加的粉末活性炭能够循环使用，无需补充新的粉末活性炭，同时避免了传统活性炭焚烧再生方法的费用高昂的问题，有利于降低废水处理的成本。该方法实现了难降解有机废水中难降解有机物的去除及资源化，适用于印染、化工等各种含有高浓度及低浓度有机物的工业废水，尤其是难以通过臭氧、芬顿等高级氧化处理的难降解有机工业废水。
【主权项】
1.一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，包括以下步骤: (1)将难降解有机废水注入吸附装置中，向吸附装置中投加粉末活性炭并搅拌，粉末活性炭对废水中的难降解有机物进行吸附； (2)将完成吸附的固液两相废水进行固液分离，排出废水，收集固体； (3)在活性炭自生一一再生反应器中将收集的固体与过氧化氢溶液混合，密闭条件下升温至200?250 °C，搅拌反应6?8h; (4)反应结束后，固液两相反应液进行固液分离，得到的固体进行步骤(I)的循环利用。2.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述步骤(I)中的粉末活性炭采用湿法投加。3.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述收集的固体与过氧化氢溶液混合前通过向活性炭自生一一再生反应器中加水制成粉末活性炭溶浆。4.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述固液分离采用脱水机进行脱水。5.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述吸附装置附设有搅拌器。6.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述活性炭自生一一再生反应器附设有搅拌器和加热器。7.根据权利要求1所述的一种难降解有机废水处理的粉末活性炭异位自生及再生方法，其特征在于:所述过氧化氢溶液的质量浓度为30%，投量为3.0?5.0mL/L废水。
【文档编号】B01J20/34GK105903460SQ201610301952
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月9日
【发明人】薛罡, 陈红, 高品, 张文启, 李响, 陈畅愉, 张禾
【申请人】东华大学