连续性活性炭处理系统及控制方法和应用与流程

本发明涉及废液处理技术领域，具体而言，涉及连续性活性炭处理系统及控制方法和应用。

背景技术：

活性炭处理是处理废液、污水过程中常用的水处理装置之一。活性炭过滤装置就是在过滤器里面填充一定量的活性炭。活性炭在装置中通常是以固定床式为主。在过滤废液过程中，活性炭吸附液体中的污染物，待活性炭接近或者达到饱和后，装置停止，需要更换新的活性炭。虽然上述装置对于废液具有一定的处理能力且能达到一定的净化效果，但是由于活性炭在过滤器中是以固定形式存在的，当需要更换活性炭时，需要停机操作，更换作业复杂，不方便，从而导致不能连续进行活性炭过滤的问题，整体处理效率不高。

同时，现有的活性炭过滤装置通常是人工加料排料，处理效率低下，且人力成本较高。

鉴于此，有必要进行研究以提供一种系统性方案及控制方法。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种连续性活性炭处理系统，用于改善传统的活性炭处理装置需要停机更换活性炭，且需要人工加炭排炭，不能连续性生产，从而造成效率低下的技术问题。

本发明的目的在于提供一种连续性活性炭处理系统的控制方法，以改善现有活性炭处理系统控制方法自动化程度不高的技术问题。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供的一种连续性活性炭处理系统，包括连续性活性炭处理装置、控制器、用于储存新炭的新炭储槽和对连续性活性炭处理装置中的废炭进行收集的废炭储槽，所述新炭储槽和所述废炭储槽均位于所述连续性活性炭处理装置的一侧，所述新炭储槽和所述废炭储槽与所述连续性活性炭处理装置相连通；

其中，所述连续性活性炭处理装置，包括塔体以及设置在塔体内部的至少一段活性炭吸附区，所述活性炭吸附区内设有活性炭，所述活性炭吸附区采用挡板隔设形成；

所述塔体下部设有废液入口和活性炭出口，所述活性炭出口位于所述废液入口的下方，所述塔体上部设有处理液出口和活性炭入口，所述活性炭入口位于所述处理液出口的下方，废液从所述塔体底部的废液入口进入，以逆流的方式进入到活性炭吸附区内进行过滤，然后从所述塔体上部的处理液出口排出；

所述挡板上设有若干个第一水帽和第二水帽，废液通过所述第一水帽和第二水帽能够自下向上流动，所述第二水帽的滤孔大于所述活性炭的尺寸，使得所述活性炭能够通过所述第二水帽自上向下流动；

所述连续性活性炭处理装置、所述新炭储槽和所述废炭储槽分别与所述控制器电连接。

进一步的，所述第一水帽和所述第二水帽均包括中空导管、帽座和位于帽座上方的帽沿；

所述第一水帽的帽沿的横截面积大于或者等于所述帽座的横截面积，所述第二水帽的帽沿的横截面积小于所述帽座的横截面积。

进一步的，所述连续性活性炭处理系统包括新炭计量槽，所述新炭计量槽位于所述新炭储槽的下方，所述新炭计量槽与所述新炭储槽相连。

进一步的，所述新炭储槽的上方还设置有吊装装置，新炭通过所述吊装装置吊入到所述新炭储槽中。

进一步的，所述连续性活性炭处理装置的侧面设置有塔梯。

一种连续性活性炭处理系统控制方法，采用上述的连续性活性炭处理系统，包括以下步骤：

(a)将新炭储槽中的新炭投入到连续性活性炭处理装置中，采用连续性活性炭处理装置对废液进行净化处理；

(b)待连续性活性炭处理装置中的部分活性炭接近或者达到吸附饱和后，将接近或者达到吸附饱和的活性炭从连续性活性炭处理装置中排出至废炭储槽，然后重复步骤(a)。

进一步的，步骤(a)中，在将新炭储槽中的新炭投入到连续性活性炭处理装置之前，还包括将新炭进行清洗除杂的步骤；

所述清洗除杂的步骤在所述新炭储槽中进行。

进一步的，步骤(a)中，所述新炭储槽中的新炭通过新炭计量槽计量后，投入到连续性活性炭处理装置中。

进一步的，所述的连续性活性炭处理系统的控制方法，包括如下步骤：

(a)将新炭储槽中的新炭进行清洗除杂，清洗除杂后的新炭通过新炭计量槽计量后，投入到连续性活性炭处理装置中，采用连续性活性炭处理装置对废液进行净化处理；

废液从连续性活性炭处理装置内部自下向上依次流过各段活性炭吸附区，与活性炭进行对流吸附，从而对废液进行净化处理；

(b)待连续性活性炭处理装置中的部分活性炭接近或者达到吸附饱和后，将接近或者达到吸附饱和的活性炭从连续性活性炭处理装置中排出至废炭储槽，然后重复步骤(a)进行补炭。

本发明还提供了一种上述连续性活性炭处理系统或连续性活性炭处理系统的控制方法在废液处理中的应用。

与现有技术相比，本发明提供的连续性活性炭处理系统及控制方法具有如下有益效果：

(1)本发明提供的连续性活性炭处理系统，通过连续性活性炭处理装置、新炭储槽、废炭储槽和控制器的配合使用，使得净化处理过程中的加炭、排炭以及塔体内的自动补炭步骤均实现了自动化控制，使得废液净化处理过程能够连续性运行，显著提升了处理效率，降低了工人的劳动负荷，改善了传统的活性炭处理装置需要停机更换活性炭，且需要人工加炭排炭，不能连续性处理，从而造成效率低下的技术问题。

(2)本发明提供的连续性活性炭处理系统的控制方法，该控制方法操作简单、快捷，且采用该控制方法使得连续性活性炭处理系统可连续稳定运行，进而使废液得到高效净化处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中的连续性活性炭处理系统的俯视图；

图2为本发明中的新炭储槽和废炭储槽的结构示意图；

图3为本发明中的连续性连续性活性炭处理装置的结构示意图；

图4为图3沿a-a截面的结构示意图；

图5为本发明中的第一水帽的结构示意图；

图6为本发明中的第二水帽的结构示意图。

图标：1-连续性活性炭处理装置；2-新炭储槽；3-废炭储槽；4-新炭计量槽；5-吊装装置；6-塔梯；7-集装箱包；11-塔体；12-活性炭吸附区；13-挡板；14-第一水帽；15-第二水帽；16-中空导管；17-帽座；18-帽沿；19-液体分布器；20-检测器；21-新炭入口；111-废液入口；112-处理液出口；113-活性炭入口；114-活性炭出口；131-加强筋；161-紧固件；162-密封垫；171-底座；172-滤栅；173-导流孔；174-滤孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

根据本发明的一个方面，提供了一种连续性活性炭处理系统，其中，图1为连续性活性炭处理系统的俯视图，图2为新炭储槽和废炭储槽的结构示意图，图3为连续性连续性活性炭处理装置的结构示意图，图4为连续性连续性活性炭处理装置沿a-a截面的结构示意图，图5为第一水帽的结构示意图，图6为第二水帽的结构示意图，。

如图1-6所示，该连续性活性炭处理系统包括连续性活性炭处理装置1、控制器、用于储存新炭的新炭储槽2和对连续性活性炭处理装置1中的废炭进行收集的废炭储槽3。

新炭储槽2和废炭储槽3均位于连续性活性炭处理装置1的一侧，新炭储槽2和废炭储槽3分别与连续性活性炭处理装置1相连通。连续性活性炭处理装置1、新炭储槽2和废炭储槽3分别与控制器电连接。

其中，连续性活性炭处理装置1，包括塔体11以及设置在塔体11内部的至少一段活性炭吸附区12，活性炭吸附区12内设有活性炭，活性炭吸附区12采用挡板13隔设形成。

在塔体11内部设有若干块用于承托滤料-活性炭的挡板13。挡板13沿塔体11轴向设置，将塔体11内部隔设形成若干段活性炭吸附区12。活性炭吸附区12的段数可为一段、两段、三段、四段、五段、六段等等，此处不作特殊限定，具体可根据实际废液中污染物浓度以及要求出水的净化程度进行设定。多段活性炭吸附区12的设置，使得在废液处理过程中，不同段数内的活性炭不会混合，而且使得各段活性炭吸附区12内的活性炭具有不同的吸附能力，从而保证活性炭吸附能力的合理利用。

挡板13的数量与隔设形成的活性炭吸附区12的段数相同，可根据实际需要进行设定。

塔体11下部设有废液入口111和活性炭出口114，活性炭出口114位于废液入口111的下方，塔体11上部设有处理液出口112和活性炭入口113，活性炭入口113位于处理液出口112的下方，废液从塔体11底部的废液入口111进入，以逆流的方式进入到活性炭吸附区12内进行过滤，然后从塔体11上部的处理液出口112排出；

通过将废液入口111和处理液出口112分别设置在塔体11的下部和上部，将活性炭入口113和活性炭出口114分别设置在塔体11的上部和下部，使得废液进入到塔体11内部，以逆流的方式进入到活性炭吸附区12内进行过滤，可延长废液与活性炭的接触时间，使得两者充分接触，最大程度发挥活性炭的吸附能力。同时，活性炭处于流动状态，可以进一步提高活性炭的吸附效率。

为使得废液在塔体11内部分布均匀，故在塔体11内部设置有液体分布器19，液体分布器19与废液入口111相连，将废液引入塔体11内部并进行均匀的初始分布。

在上述技术方案的基础之上，挡板13上设有若干个第一水帽14和第二水帽15，废液通过第一水帽14和第二水帽15能够自下向上流动，第二水帽15的滤孔174大于活性炭的尺寸，使得活性炭能够通过第二水帽15自上向下流动。

即在废液处理过程中，废液通过第一水帽14和第二水帽15能够自下向上依次通过各段活性炭吸附区12。由于最靠近塔体11底部的一段活性炭吸附区中的活性炭最先与废液接触，故该段活性炭吸附区中的活性炭最先容易达到饱和。当最靠近塔体11底部的活性炭吸附区内的活性炭接近或者达到饱和需要更换时，只需停止废液流入，该段活性炭吸附区内的活性炭通过第二水帽15落入到塔体11底部，从活性炭出口114排出，而其他各段活性炭吸附区中的活性炭依靠重力作用分别沿各段挡板13上的第二水帽15从各段活性炭吸附区流动位于其下方的下一段的活性炭吸附区，从而实现活性炭自上一段活性炭吸附区到下一段活性炭吸附区的自动补充。新的活性炭只需补入到靠近塔体11顶部的一段活性炭吸附区即可。

连续性活性炭处理装置1、新炭储槽2和废炭储槽3分别与控制器(在图中未标识)电连接。且控制器也能够实现该系统的一键自动启动和自动停止。

可见，活性炭在塔体11内的自动补充、新炭的加入和废炭排出，均实现了自动化操作，不需要停机处理进行人工操作，显著提高了处理效率，降低了工人的工作负荷。

第一水帽14和第二水帽15是实现塔体11内部废液和活性炭分流的关键部件。具体的，第一水帽14和第二水帽15均包括中空导管16、帽座17和位于帽座17上方的帽沿18；

帽座17包括底座171和滤栅172，底座171与中空导管16相连接，底座171上开有导流孔173，导流孔173与中空导管16相贯通；滤栅172位于底座171上并沿底座171圆周方向均布，相邻的两个滤栅172之间留有孔隙从而形成滤孔174；

帽沿18设置于滤栅172上方，并与滤栅172固定连接。

第一水帽14的帽沿18的横截面积大于或者等于帽座17的横截面积，第二水帽15的帽沿18的横截面积小于帽座17的横截面积。或者也可以理解为，第一水帽14的帽沿18的横截面积大于或者等于底座171的横截面积，第二水帽15的帽沿18的横截面积小于底座171的横截面积。

第一水帽14和第二水帽15结构上的不同，使得两者对于活性炭的滤过能力有显著差异。

通过在挡板13上设置不同数量且相互配合使用的第一水帽14和第二水帽15，在废液处理过程中，使得废液可经第一水帽14和第二水帽15的中空导管16沿帽座17上的滤孔174排出，当需要更换活性炭时，停止废液流入后，各段活性炭吸附区内的活性炭经过第二水帽15的滤孔174进入沿中空导管16排出至其下方的活性炭吸附区。

对于每块挡板13上的第一水帽14和第二水帽15的数量不作具体限定。一般来说，第一水帽14的数量多于第二水帽15的数量，其目的是为了更好的控制废液和活性炭的流动速度。

在本实施例中，每块挡板13上第一水帽14的数量优选为200-300个，进一步优选为220-280；每块挡板13上第二水帽15的数量优选为1-5个，进一步优选为2-4个。

为实现第一水帽14和第二水帽15的安装固定，在中空导管16外侧还设有紧固件161。紧固件161与中空导管16可拆卸连接。此处，可拆卸连接方式有多种连接方式，比如，螺纹连接、卡扣连接和铰链连接等等。在本实施例中，优选为螺纹连接，即在中空导管16的表面设置有外螺纹，紧固件161与中空导管16螺纹连接。此时，紧固件161可以选为螺母。

进一步的，在中空导管16外侧还套设有密封垫162，可有效增强连接的密封性和牢固度。在本实施例中，密封垫162的材质优选为橡胶材料。

一般来说，密封垫162安装于帽座17与紧固件161之间。

另外，为了加强挡板13的承压强度，在挡板13上还设置有若干条加强筋131。

在将新的活性炭(新炭)投入到连续性活性炭处理装置1之前，需要对新炭进行计量。故连续性活性炭处理系统包括新炭计量槽4，新炭计量槽4位于新炭储槽2的下方，新炭计量槽4与新炭储槽2相连。新炭计量槽4内的新炭通过管道移送至连续性活性炭处理装置1顶部的活性炭入口113，新炭经过活性炭入口113进入到最靠近塔顶的一段活性炭吸附区内，进行补炭操作。

进一步的，新炭储槽2的上方还设置有吊装装置5，在新炭储槽2的顶部开设有新炭入口21，新炭通过吊装装置5通过新炭入口21进入到新炭储槽2中。

由于连续性活性炭处理装置1的高度较高，连续性活性炭处理装置1的侧面设置有塔梯6。

塔梯6优选为螺旋状，塔梯6的高度小于或者等于连续性活性炭处理装置1的高度。

本发明提供的连续性活性炭处理系统可实现废炭的排出、新炭的加入和不同活性炭吸附区内活性炭的自动补充。

该连续性活性炭处理系统所处理的介质不局限于水，还可以其他的液体，具体涵盖液体介质的提纯、脱色、去味、除油、吸附有机物和去除氧化性物质。

根据本发明的另一个方面，还提供了上述连续性活性炭处理系统的控制方法，包括以下步骤：

(a)将新炭储槽2中的新炭投入到连续性活性炭处理装置1中，采用连续性活性炭处理装置1对废液进行净化处理；

(b)待连续性活性炭处理装置1中的部分活性炭接近或者达到吸附饱和后，将接近或者达到吸附饱和的活性炭从连续性活性炭处理装置1中排出至废炭储槽3，然后重复步骤(a)。

连续性活性炭处理装置1运行一段时间后，塔体11内的活性炭对于废液的净化能力会降低。采用处理水出口处的检测器20对处理水的cod值等水质参数进行检测。当cod值等水质参数接近于或者超出预设值，则说明连续性活性炭处理装置1中的部分活性炭接近或者达到吸附饱和，故需要对此失效部分活性炭(或者废炭)进行更换。

将从塔体11底部排出的废炭投入到废炭储槽3，在废炭储槽3下方还设置有集装箱包7，废炭储槽3中的废炭通过集装箱包7运至活性炭再生工段，进行加工、再生处理后，从而继续使用。

需要说明的是，从连续性活性炭处理装置1中排出的废炭量与新炭的加入量大致相当。

排炭、加炭等上述操作均可通过控制器进行操作，自动化程度高，不需要停机操作，处理效率高。

进一步的，步骤(a)中，在将新炭储槽2中的新炭投入到连续性活性炭处理装置1之前，还包括将新炭进行清洗除杂的步骤；

清洗除杂的步骤在新炭储槽2中进行。

由于新炭中可能会存在杂质，故新炭在投入到连续性活性炭处理装置1之前需要进行清洗、除杂和反洗，以防止杂质对活性炭在后续使用时的吸附效率产生不利影响。新炭在新炭储槽2内清洗，根据出水水质或定时自动将新炭投入到连续性活性炭处理装置1内。

更进一步的，步骤(a)中，新炭储槽2中的新炭通过新炭计量槽4计量后，投入到连续性活性炭处理装置1中。

将新炭储槽2中清洗好的活性炭移送至新炭计量槽4中，当需要补充新炭时，将计量好的新炭通过管道移送至连续性活性炭处理装置1中。

优选的，的连续性活性炭处理系统的控制方法，包括如下步骤：

(a)将新炭储槽2中的新炭进行清洗除杂，清洗除杂后的新炭通过新炭计量槽4计量后，投入到连续性活性炭处理装置1中，采用连续性活性炭处理装置1对废液进行净化处理；

废液从塔体11内部自下向上依次流过各段活性炭吸附区，与活性炭进行对流吸附，从而进行废液的净化处理；

(b)待连续性活性炭处理装置1中的部分活性炭接近或者达到吸附饱和后，将接近或者达到吸附饱和的活性炭从连续性活性炭处理装置1中排出至废炭储槽3，然后重复步骤(a)。

本发明提供的连续性活性炭处理系统的控制方法，该控制方法操作简单、快捷，且采用该控制方法使得连续性活性炭处理系统可连续稳定运行，进而使废液得到高效净化处理。

鉴于上述连续性活性炭处理系统及控制方法的特性，该处理系统以及控制方法在广泛应用于废液处理领域。

最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。