[发明专利]一种利用粉末活性炭净化污水的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种利用粉末活性炭净化污水的方法，属于环保技术领域。

背景技术

粉状活性炭净化技术对水进行处理的历史已达70年之久，从美国第一次应用粉状活性炭消除氯酚所带来的嗅味至今，去除水中杂质的有效方式仍是活性炭净化技术，其净化效果已得到众多国家首肯。

活性炭按外观形状可分为粉末活性炭或颗粒活性炭。一般将90％以上通过80目标准筛或粒度小于0.175mm的活性炭通称粉末活性炭或粉状炭，粒度大于0.175mm的活性炭称作颗料活性炭。随着分离技术的进步和某些应用要求的出现，粉状炭的粒度有越来越细化的倾向，有的场合已达到微米甚至纳米级。活性炭是由含碳材料制成的一种外观呈黑色，内部孔隙结构发达、表面积大，吸附能力强的一类微品质碳素材料。活性炭作为一种表面积大、吸附能力强的低成本吸附剂，目前在城市污水、工业废水深度处理和污染水源净化方面的应用非常广泛。

粉末活性炭吸附水中溶质分子是一个复杂的过程，是几种力共同作用的结果，包括离子吸引力、范德华力、化学杂和力。投加粉末活性炭后，水体相当部分有机物得到去除，水体中胶状物质含量减少，表面粘度下降。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利于絮体的架桥，能改善絮体的结构，所以对浊度较低、污染严重的水体，投加粉末活性炭除有良好的去除有机污染能力，使出水水质得到大幅度提高，是一种投资相对小、收效快，尤其是对于规模较大的旧水厂，是一种可靠的净化工艺。

颗粒活性炭价格较贵，可再生后重复使用，并且操作管理方便，因此目前在水处理中应用较多。与颗粒状的活性炭相比，粉末活性炭制备容易，价格相对较低，吸附能力强，吸附速度快，且吸附能力使用充分等优点，但需专有的分离方法，且再生困难成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种廉价且高效的利用活性炭处理污水的系统。

本发明的技术方案包括以下步骤：

（1）向污水中投加粉末活性炭，粉末活性炭和污水的重量比例在1‰以上，混合0.3～0.8小时；

（2）将炭水混合液进行炭水分离，分离出的粉末活性炭重复使用，若分离出的水色度达到10倍，需对粉末活性炭进行再生；

（3）再生按如下过程进行：将活性下降的粉末活性炭用酸调节pH0.5~2，搅拌20~40分钟，脱掉酸液后水洗，再置于真空加热装置中，保持真空度0.05MPa～0.08MPa，升温至250～650℃后，再保持8~12h。

活性炭吸附的有机物在高温下分解、挥发、碳化，活性炭恢复中孔和微孔的空隙。再生后的活性炭恢复吸附活性，可以投加到污水中重复使用3次左右。

步骤（2）中，炭水分离可以使用板框压滤机。

本发明采用板框压滤机对粉末活性炭进行炭水分离，设备简单易操作，成本低，分离出的粉末活性炭可重复使用。经约3次使用后，粉末活性炭活性降低，吸附量趋于饱和，经本发明方法进行活化再生后可重新使用。由于粉末活性炭可以再生约30次，所以本发明方法中粉末活性炭的使用效率很高，整体运行成本很低。

具体实施方式

实施例1：

1、将30~300kg/h的粉末活性炭（粒度小于0.175mm）投入到300m³/h流量物化处理后的污水中，曝气搅拌20min，用泵抽入板框压滤机中过滤，分离粉末活性炭形成滤层。压滤速度快，污水得到净化，平均滤液色度小于3倍、浊度小于1.5NTU，化学需氧量小于60mg/L。

2、工作8h左右，板框压滤压力增高，过滤速率较慢，活性炭充满板框内，停止进水，打开板框，分离的湿活性炭再次投加到污水中，重复第1步骤，当重复次数达到3次，过滤后污水色度为10倍，活性炭吸附污染物接近饱和，需考虑再生。

3、将需再生的活性炭用36.5wt%盐酸调节pH至0.5~2，过滤掉酸液，水洗去酸，湿的活性炭送至真空加热装置，保持真空度0.05MPa～0.08MPa，加热，脱除活性炭水分，再逐步升温至650℃，控制真空度0.05MPa，保持8h，使活性炭中吸附的有机物分解挥发，活性炭得以再生。

将20克活性炭溶于250mL自来水，实验室用真空泵抽滤形成滤层，取浙江某印染污水处理厂中水车间二沉池出水750mL继续抽滤，记录抽滤时间，测定浊度、色度及化学需氧量。再生实验结果如下表1：

表1  活化再生结果

实施例2