连续性活性炭处理装置及处理系统和应用的制作方法

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装置及处理系统和应用。

背景技术：

活性炭是用含炭为主的物质作原料，经高温炭化和活化而制成的疏水性吸附剂。活性炭在制造过程中，晶格间生成的空隙形成许多形状和大小不同的细孔，细孔的表面则具有吸附作用。每克吸附剂具有的表面积称为比表面积。活性炭的比表面积可以达到500-1700cm²/g，能够吸附胶体、有机物、油等物质，能有效去除色度、臭味，可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物，以及某些有毒的重金属。

现有活性炭处理技术中，通常采用活性炭过滤装置处理废液或者污水。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，待活性炭达到饱和后装置停止，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，当活性炭饱和后需要停机处理进行新炭更换，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。

鉴于此，有必要进行研究以提供一种方案。

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装置，用于改善传统活性炭过滤装置在使用过程中需要停机更换活性炭，从而导致不能连续运行的技术问题。

本发明的目的在于提供一种连续性活性炭废液处理系统。

本发明的目的在于提供一种连续性活性炭处理装置或连续性活性炭废液处理系统的应用。

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；

所述挡板上设置有若干个第一水帽和第二水帽，废液通过所述第一水帽和所述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；

所述塔体下部设有废液入口，所述塔体上部设有处理液出口，废液通过所述废液入口进入到所述塔体内部，经过所述活性炭吸附区处理后，从所述处理液出口排出；

在靠近所述处理液出口的下方设有活性炭入口，所述塔体底部设有活性炭出口。

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；

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

进一步的，所述挡板上开设有若干个通孔，所述第一水帽和第二水帽通过所述通孔与所述挡板可拆卸连接。

进一步的，所述塔体内部设置有液体分布器，所述液体分布器与所述废液入口相连，将废液引入所述塔体内部。

进一步的，所述塔体内部的顶部设有溢流堰，所述溢流堰位于所述处理液出口的上方。

进一步的，所述处理液出口处还安设有检测器。

进一步的，所述塔体内部还设有用于防止水流速度过快的阻流板，若干个阻流板沿所述塔体内部周向均匀排布。

进一步的，所述塔体上还设有若干个压差取入口，每个所述压差取入口分别位于每块所述挡板的上方。

本发明还提供了一种连续性活性炭处理系统，包括上述连续性活性炭处理装置。

本发明还提供了一种连续性活性炭处理装置或连续性活性炭处理系统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装置及连续性活性炭处理系统具有如下有益效果：

(1)本发明提供的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，活性炭吸附区采用挡板隔设形成，挡板上设置有若干个第一水帽和第二水帽，第一水帽和第二水帽均可实现废液自下向上的流动。当需要更换活性炭时，水流停止，由于第一水帽和第二水帽采用了结构不同的设计，使得最靠近塔体底部的下段活性炭吸附区中的废弃活性炭只能经由第二水帽进入到塔体底部从活性炭出口排出，而位于下段活性炭吸附区上方的上段活性炭吸附区中的活性炭，经由上段挡板上的第二水帽落入到下段活性炭吸附区中，从而实现活性炭自上段活性炭吸附区向下段活性炭吸附区的自动补充，改善了传统固定床式活性炭过滤装置需要停机更换活性炭，从而使得过滤处理过程不能连续运行，处理效率低下的缺陷。

(2)本发明提供的连续性活性炭处理装置，通过将废液入口和处理液出口分别设置在塔体下部和上部，使得废液进入到塔体内部，以逆流的方式进入到活性炭吸附区内进行过滤，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。

(3)本发明提供的连续性活性炭处理系统，采用上述连续性活性炭处理装置，自动化程度高，可实现活性炭的自动补充以及废液的连续处理，节约了人力成本，大大提高了处理效率。

(4)本发明提供的连续性活性炭处理装置或连续性活性炭处理系统对于废液有良好的净化效果，可广泛应用于废液处理等领域。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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为本发明实施例一提供的连续性活性炭处理装置的结构简图；

图2为图1中连续性活性炭处理装置沿a-a面的截面图；

图3为图1中连续性活性炭处理装置沿b-b面的截面图；

图4为本发明第一水帽的结构示意图；

图5为本发明第二水帽的结构示意图。

图标：1-塔体；2-挡板；3-活性炭吸附区；4-液体分布器；5-溢流堰；6-阻流板；7-检测器；11-废液入口；12-处理液出口；13-活性炭入口；14-活性炭出口；15-压差取入口；16-人孔；21-第一水帽；22-第二水帽；23-加强筋；24-中空导管；25-帽座；26-帽沿；27-紧固件；28-密封垫；41-总管；42-分布支管；251-底座；252-滤栅；253-导流孔；254-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。

实施例一

根据本发明的一个方面，提供了一种连续性活性炭处理装置，其中，图1为连续性活性炭处理装置的结构简图，图2和图3分别为连续性活性炭处理装置沿a-a面和b-b面的截面图，图4和图5分别为第一水帽和第二水帽的结构示意图。

如图1-3所示，该连续性活性炭处理装置包括塔体1以及设置在塔体1内部的至少一段活性炭吸附区3，活性炭吸附区3内设有活性炭。

活性炭吸附区3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。

在塔体1内部设有若干块挡板2用于承托废液处理介质-活性炭。挡板2沿塔体1轴向设置，将塔体1内部隔设形成若干个活性炭吸附区3。挡板2的数量与隔设形成的活性炭吸附区3的段数相同，可根据实际需要进行设定。

挡板2上设置有若干个第一水帽21和第二水帽22，废液通过第一水帽21和第二水帽22能够自下向上流动，第二水帽22的滤孔254大于活性炭的尺寸，使得活性炭能够通过第二水帽22自上向下流动。

第一水帽21和第二水帽22的主要作用是使废液沿第一水帽21和第二水帽22自下向上流动，而且使得废液在活性炭吸附区3分布均匀。另外，当需要进行活性炭的更换时，活性炭还能通过第二水帽22自上向下流动，从而实现活性炭的自动补充。而此时，活性炭并不能通过第一水帽21从上段的活性炭吸附区3进入到下段的活性炭吸附区3。

塔体1下部设有废液入口11，塔体1上部设有处理液出口12。在塔体1上部靠近处理液出口12的下方设有活性炭入口13，塔体1底部设有活性炭出口14。废液通过废液入口11进入到塔体1内部，经过活性炭吸附区3处理后，从塔体1上部的处理液出口12排出。

通过将废液入口11和处理液出口12分别设置在塔体1下部和上部，将活性炭入口13和活性炭出口14分别设置在塔体1上部和下部，使得废液进入到塔体1内部，以逆流的方式进入到活性炭吸附区3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。

第一水帽21和第二水帽22的结构相似，均包括中空导管24、帽座25和位于帽座25顶部的帽沿26，具体如图4和图5所示。

具体的，帽座25包括底座251和滤栅252，底座251与中空导管24相连接，底座251上开有导流孔253，导流孔253与中空导管24相贯通；滤栅252位于底座251上并沿底座251圆周方向均布，相邻的两个滤栅252之间留有孔隙从而形成滤孔254。

帽沿26设置于滤栅252上方，并与滤栅252固定连接。

在上述技术方案的基础上，水帽还包括紧固件27和密封垫28，紧固件27与中空导管24可拆卸连接，密封垫28套设于中空导管24的外侧。

第一水帽21和第二水帽22的不同之处在于帽沿26的大小不同。第一水帽21的帽沿26的横截面积大于或者等于帽座25的横截面积，从而使得第一水帽21的滤孔254较小，只允许废液从第一水帽21的中空导管24和滤孔254自下向上通过，而不允许活性炭从滤孔254和中空导管24自上向下通过。第二水帽22的帽沿26的横截面积小于帽座25的横截面积，从而使得第二水帽22的滤孔254较第一水帽21的滤孔254大，既使得废液从第二水帽22的中空导管24和滤孔254自下向上通过，又满足活性炭自上向下从滤孔254和中空导管24通过的需求。

为了便于第一水帽21和第二水帽22的安装，挡板2上开设有若干个通孔，第一水帽21和第二水帽22可通过通孔与挡板2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，即第一水帽21和第二水帽22的中空导管24上设有外螺纹通过与螺母配合，安装在挡板2上。

废液从塔体1底部穿过挡板2上的第一水帽21和第二水帽22与活性炭吸附区3中的活性炭进行接触。通孔的尺寸与第一水帽21和第二水帽22的尺寸相配合。为保证废液均匀分布，每块挡板2上均设置多个第一水帽21和第二水帽22。相应的，挡板2上通孔的数量也为多个，且多个通孔在挡板2上均匀分布。

对于第一水帽21和第二水帽22的数量不作具体限定。一般来说，第一水帽21的数量多于第二水帽22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2上第一水帽21的数量优选为200-300个，进一步优选为220-280；每块挡板2上第二水帽22的数量优选为1-5个，进一步优选为2-4个。

为加强挡板2对于活性炭的支撑作用，增强挡板2的强度，在挡板2上还设有加强筋23，具体如图2所示。若干条加强筋23沿挡板2所在平面均匀分布。

为使得废液在塔体1内部分布均匀，故在塔体1内部设置有液体分布器4，液体分布器4与废液入口11相连，将废液引入塔体1内部并进行均匀的初始分布。液体分布器4的类型不作特别限定，只要能达到将废液进行均匀分布的目的即可。从图1和图3中可以看出，在本实施例中的液体分布器4包括总管41和若干个分布支管42，若干个分布支管42沿塔体1轴向均匀分布，在各分布支管42上开设有一定数量的小孔，废液从总管41进入，分散到分布各支管进行喷淋。

进一步的，塔体1内部的顶部设有溢流堰5，溢流堰5位于处理液出口12的上方。

废液沿塔体1轴线方向自下向上流动，经过若干段活性炭吸附区3处理后，到达塔体1顶部，沿溢流堰5从处理液出口12排出。

在上述技术方案的基础上，如图2所示，在塔体1内部还设有若干块阻流板6，若干个阻流板6沿塔体1内部周向均匀排布。阻流板6主要用于控制废液流动速度，防止废液流动速度过快从而引起废液与活性炭接触时间短，接触不充分而使得废液净化处理效果下降。

更进一步的，在塔体1上还设有压差取入口15，压差取入口15位于挡板2的上方。通过压差取入口15对活性炭吸附区3中活性炭的压差进行测定，以确定活性炭填充高度与液相流量之间的对应关系。

还应该说明的是，处理液出口12处还安设有用于检测水质的检测器7。通过检测分析出水水质的cod或者其他水质参数，以确定活性炭是否需要更换。为了便于检修，在塔体1上还设有若干个人孔16。

本发明提供的连续性活性炭处理装置，包括塔体1以及设置在塔体1内部的至少一段活性炭吸附区3，活性炭吸附区3采用挡板2隔设形成，挡板2上设置有若干个第一水帽21和第二水帽22，第一水帽21和第二水帽22均可实现废液自下而上的流动。当需要更换活性炭时，水流停止，由于第一水帽21和第二水帽22采用了结构不同的设计，使得最靠近塔体1底部的下段活性炭吸附区3中的废弃活性炭只能经由第二水帽22进入到塔体1底部从活性炭出口14排出，而位于下段活性炭吸附区3上方的上段活性炭吸附区3中的活性炭，经由上段挡板2上的第二水帽22落入到下段活性炭吸附区3中，从而实现新的活性炭自上段活性炭吸附区3向下段活性炭吸附区3的自动补充，改善了传统固定床式活性炭过滤装置需要停机更换活性炭，从而使得过滤处理过程不能连续运行，处理效率低下的缺陷。

为进一步阐述本发明提供的连续性活性炭处理装置的工作方式，以塔体1内部设有四段活性炭吸附区的连续性活性炭处理装置为例进行说明。

沿塔体1底部向顶部方向，将各段活性炭吸附区依次设为第一段活性炭吸附区、第二段活性炭吸附区、第三段活性炭吸附区和第四段活性炭吸附区，即第一段活性炭吸附区靠近塔体1底部，第四段活性炭吸附区靠近塔体1顶部。

废液经通过废液入口11经过液体分布器4进行均匀分布后，进入塔体1内部。随着废液量的增多，废液沿塔体1自下向上流动。废液穿过挡板2上的第一水帽21和第二水帽22后，最先与第一段活性炭吸附区的活性炭进行接触过滤，而后废液从第一段活性炭吸附区依次向第二段活性炭吸附区、第三段活性炭吸附区和第四段活性炭吸附区流动，直至到达塔体1内部的顶部溢流堰5后，从处理液出口12流出。在上述处理过程中，由于第一段活性炭吸附区的活性炭与废液最先接触，所以该段的活性炭就愈容易吸附污染物达到饱和而失效，处理的废液越向上，废液中的污染物含量越少。

采用处理液出口12处的检测器7检测处理液的cod或其他参数。当cod或其他参数小于设定值，则说明处理液达到净化要求。当cod或其他参数大于设定值，则说明处理液未达到净化要求，说明塔体1内的活性炭已经不能满足净化要求，此时，需要对第一段活性炭吸附区的活性炭进行更换。

对第一段活性炭吸附区的活性炭进行更换时，需要停止废液的加入，此时第一段活性炭吸附区的活性炭随废液经由第二水帽22落入到塔体1底部，废活性炭从废炭出口排出塔体1。由于每段活性炭吸附区都是由挡板2隔设而成，相应的，第二段活性炭吸附区的活性炭经由第二水帽22落入到第一段活性炭吸附区，第三段活性炭吸附区的活性炭经由第二水帽22落入到第二段活性炭吸附区，第四段活性炭吸附区的活性炭经由第二水帽22落入到第三段活性炭吸附区，将新的活性炭从活性炭入口13加入到第四段活性炭吸附区，即完成了活性炭的更换。新的活性炭的加入量与废活性炭的排出量相等。

采用上述方式，只需将已达到饱和的活性炭(第一段活性炭吸附区)排出，未达到饱和的第二至四段活性炭吸附区中的活性炭分别自动流动至第一至三段活性炭吸附区，继续使用，新的活性炭则补充至第四段活性炭吸附区，使得各吸附区的活性炭达到有效、合理利用。

本发明提供的连续性活性炭处理装置，它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。

实施例二

根据本发明的另一个方面，还提供了一种连续性活性炭处理系统，该处理系统包括上述连续性活性炭处理装置。

该连续性活性炭处理系统还包括与连续性活性炭处理装置配合使用的新炭储槽和废炭储槽，以及用于控制上述装置的控制器。通过控制器对各装置进行控制，使得整个连续性活性炭处理系统可实现自动化补炭，从而实现活性炭处理系统的连续化生产。

本发明提供的连续性活性炭处理装置和连续性活性炭处理系统均可用于废液处理技术领域，可以有效提升废液处理效率，实现废液的连续化处理。

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。