一种粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺系统及方法与流程

1.本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺及方法。


背景技术：

2.随着国家环保政策的收紧，环保政策执行力度的增大，如何对难降解工业废水进行更加有效的处理，逐渐成为行业内的迫切需求。
3.粉末活性炭处理难降解工业废水因其处理效率高，成本相对低、可控性强、操作简便、处理程度高、出水水质稳定、与其他方法联合使用效果更佳，是目前主流的难降解工业废水处理工艺之一。
4.传统的粉末活性炭处理技术直接将粉末活性炭投入到接触反应池中，待吸附过程完成后，通过投加絮凝剂、助凝剂等药品，如pac(聚合氯化铝)、pam(阴离子型聚丙烯酰胺)，将吸附饱和的粉末活性炭从目标废水中分离出来。仅靠絮凝沉淀这种固液分离方式，不仅药品投加量大，从而造成工艺整体运营成本高，而且无法将部分细小的活性炭粉末(如粉末活性炭中含有的灰分)完全分离出来，从而导致二次污染，造成后续处理后废水出水ss、悬浮物、浊度等指标偏高，出水不达标。若此后端工艺中包含膜处理系统，pac的投加过量或不充分，还可能对膜系统造成不可逆的损害，从而影响整个工艺稳定的运行。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，尤其是粉末活性炭处理难降解工业废水存在的固液分离不彻底、运行费用高等问题，本发明通过粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺，通过先吸附、沉淀，后气浮的方式，充分利用气浮过程中产生的大量微小气泡，通过气泡与无法被絮凝沉淀的粉末活性炭微粒之间的相互作用，使气泡粘附在粉末活性炭上，形成整体比重小于1的结合体，在浮力作用下浮至水面，实现固、液分离，与此同时减小絮凝剂、助凝剂的投加量，优化工艺运行条件，在减少运行费用的同时，保证了工艺出水的稳定性，使整体工艺能够稳定连续运行，出水符合相关排放要求。
6.本发明提供的技术方案如下：
7.第一方面，本发明提供一种粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺系统，包括粉末活性炭吸附单元、混凝沉淀单元、加压溶气气浮单元、多介质过滤器单元和污泥浓缩系统；
8.所述粉末活性炭吸附单元包括反应池、搅拌机；
9.所述混凝沉淀单元包括混凝池、絮凝池、污泥浓缩池、出水池、搅拌机、刮泥机、斜板填料、液位计、污泥回流泵；
10.所述加压溶气气浮单元包括加压溶气气浮机、废水输送泵；
11.所述多介质过滤器单元包括多介质过滤器、废水输送泵；
12.所述污泥浓缩系统包括污泥沉淀池、搅拌机、液位计、污泥输送泵；
13.所述粉末活性炭吸附单元、混凝沉淀单元、加压溶气气浮单元、多介质过滤器单元
依次连接；所述混凝沉淀单元通过管道连接到粉末活性炭吸附单元，以将部分废水回输给粉末活性炭吸附单元；所述污泥浓缩系统连接到混凝沉淀池和溶气气浮池的污泥出口以回收并处理污泥。
14.第二方面，本发明提供一种利用权利要求1所述工艺系统的粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺的方法，包括以下步骤：
15.(1)将废水和粉末活性炭加入到反应池中，充分搅拌进行吸附反应；
16.(2)将步骤(1)的反应液转入混凝池中，减量加投絮凝剂和助凝剂，进行混凝沉淀；
17.(3)步骤(2)的沉淀物转入污泥沉淀池，废水转入溶气气浮机，通过加压溶气气浮对废水进行处理；
18.(4)步骤(3)得到的浮渣收集后处理，沉淀转入污泥沉淀池，废水转入多介质过滤器进行处理；
19.(5)污泥沉淀池对污泥进行处理，对废水进行进一步的过滤处理，确保膜系统进水水质符合其技术要求，优化膜系统运行条件，延长膜系统运行寿命。
20.进一步，所述步骤(1)中，废水为工业降解废水。
21.进一步，所述步骤(2)中，絮凝剂为pac，助凝剂为pam。
22.进一步，所述活性炭与絮凝剂和助凝剂之和的质量比为1:1:1-1:0.5。
23.进一步，所述步骤(4)中，所述介质过滤器用于过滤废水中悬浮物及未被完全分离的细小活性炭粉末等。
24.本发明充分利用粉末活性炭吸附单元中粉末活性炭约500到1500m2/g巨大的比表面积，丰富的内部微孔结构及表面具有各种官能团，对废水中的污染物质进行强力的吸附。步骤(3)气浮处理过程利用加压溶气气浮过程中产生的大量微小气泡，通过气泡与无法被絮凝沉淀的粉末活性炭微粒之间的相互作用，使气泡粘附在粉末活性炭上，形成整体比重小于1的结合体，在浮力作用下浮至水面，后续对未被絮凝沉淀的粉末活性炭等形成的浮渣进行收集处理，整个气浮单元无需进行破乳剂的投加。
25.本发明的有益效果如下：
26.1、提高了固、液分离程度，降低出水ss、浊度等指标。絮凝沉淀，溶气气浮、多介质过滤三种处理方式相结合，废水中大部分粉末活性炭经过絮凝沉淀，在沉淀池中被分离出来；少部分粒径极小未能被絮凝沉淀的粉末活性炭进入气浮系统，与气浮产生的微气泡相互作用，形成整体比重小于1的结合体，在浮力作用下浮至水面，进一步固、液分离；气浮处理后的废水进入多介质过滤器，进一步提高固液分离程度，降低出水ss、浊度等指标，确保出水水质达标。
27.2、减少药剂投加量。以pac(聚合氯化铝)为例，传统的絮凝沉淀系统投加质量比为:m(活性炭)：m(pac)＝1:1-1:1.2；粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺，通过絮凝沉淀，溶气气浮、多介质过滤三种处理方式相结合的方法，延长处理工段，降低药剂投加量至m(活性炭)：m(pac)＝1:1-1:0.5。
28.3、增强整体工艺稳定性。传统的粉末活性炭、絮凝沉淀工艺中，絮凝剂的投加量对整体工艺的运行效率影响较大，絮凝剂投加量少时，絮凝沉淀效率低，出水浊度高；絮凝剂投加量大时，多余的絮凝剂会进入后端，影响出水水质。粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺降低了工艺整体对絮凝剂的依赖程度，使整个工艺保持连续稳定，保证工艺的高效运行。
附图说明
29.图1为粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺系统结构图。
具体实施方式
30.见为了更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明专利作进一步地描述。本发明的内容完全不限于此。
31.图1示出了粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺系统的结构，包括粉末活性炭吸附单元、混凝沉淀单元、加压溶气气浮单元、多介质过滤器单元和污泥浓缩系统；
32.所述粉末活性炭吸附单元包括反应池、搅拌机；
33.所述混凝沉淀单元包括混凝池、絮凝池、污泥浓缩池、出水池、搅拌机、刮泥机、斜板填料、液位计、污泥回流泵；
34.所述加压溶气气浮单元包括加压溶气气浮机、废水输送泵；
35.所述多介质过滤器单元包括多介质过滤器、废水输送泵；
36.所述污泥浓缩系统包括污泥沉淀池、搅拌机、液位计、污泥输送泵；
37.所述粉末活性炭吸附单元、混凝沉淀单元、加压溶气气浮单元、多介质过滤器单元依次连接；所述混凝沉淀单元通过管道连接到粉末活性炭吸附单元，以将部分废水回输给粉末活性炭吸附单元；所述污泥浓缩系统连接到混凝沉淀池和溶气气浮池的污泥出口以回收并处理污泥。
38.粉末活性炭沉淀与气浮联用工艺的方法，具体如下：
39.1、粉末活性炭吸附单元，将待处理废水进入接触反应池，与此同时，向池内投加一定量的粉末活性炭(粉末活性炭具体投加量可根据小试实验确定，如针对焦化废水，粉末活性炭的投加量为500ppm)，通过搅拌机加速接触反应效率，粉末活性炭整体停留时间约为1.5h。
40.2、混凝沉淀单元，废水经过粉末活性炭吸附单元后，进入絮凝沉淀系统，向池中投加絮凝剂(聚合氯化铝pac)与助凝剂(聚丙烯酰胺pam)，搅拌反应，待絮凝反应完成后，目标废水进入斜板沉淀池进行固液分离。所述活性炭与絮凝剂和助凝剂之和的质量比为1:1:1-1:0.5。
41.3、加压溶气气浮单元，废水经过混凝沉淀单元后，进入加压溶气气浮系统，利用加压溶气气浮过程中产生的大量微小气泡，通过气泡与无法被絮凝沉淀的粉末活性炭微粒之间的相互作用，使气泡粘附在粉末活性炭上，形成整体比重小于1的结合体，在浮力作用下浮至水面，后续对未被絮凝沉淀的粉末活性炭等形成的浮渣进行收集处理。整个气浮单元无需进行破乳剂的投加，对絮凝沉淀系统中未有效去除的ss、悬浮物等进行进一步的去除，特别是投加在工段中的粉末活性炭里灰分等粒径极小的物质。
42.4、多介质过滤单元，废水经过加压溶气气浮系统后，进入多介质过滤单元，对废水进行进一步的过滤处理，保证出水指标满足后续工段要求。所述介质过滤器用于过滤废水中悬浮物及未被完全分离的细小活性炭粉末等。
43.5、污泥浓缩系统，斜板沉淀池与气浮系统的污泥进入污泥浓缩系统，后续对污泥进行进一步处置。
44.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明保护的范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在发明的保护范围之内。