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  • 华康环保

    活性炭吸附塔工艺运行情况及过滤方式

    文章出处:华康中天    人气:134     发表时间:2019-04-02

    化工废水成分复杂,有机物含量高。目前,脱除或分 解 废水中有机物的方法包括吸附法、化学混凝法、电化学法、臭氧氧 化法、生物法和微电解法等。活性炭具有较大的比表面积、多功能吸附位及丰富的表面化学结构,对多数常见的有机污染物和重金属离子都有很强的物理和化学吸附能力,是去除废水中有机物的一种常用工艺。尤其适用于化学沉淀、生物处理等工艺之后,可有效脱除难生化、难化学去除的有机污染物。活性炭工艺简单且运行成本低,大量试验结果表明,活性炭吸附脱除coD的效果良好,但炭粉对工艺设备的污染防治是一项十分困难的工作,这限制了活性炭在工程实践中的应用。笔者针对炭粉对水处理设备污染防治工程的应用效果进行阐述,旨在为炭粉的污染防治提供新的途径。

    1.工艺运行情况

    Q   水厂采用移动床连续活性炭工艺脱除COD,对商品活性炭运输过程中产生的炭粉在新炭槽中进行清洗。活性炭塔底部进水、顶部出水,新炭由活性炭塔的顶部加入,废炭由底部排出,进水与活J险炭逆向接触,活性炭处于流动态,因此在活性炭塔装填及运行过程中会产生炭粉。活性炭塔出水进入活性炭产水槽,产水槽既对产水起到   的缓冲作用,还能沉降部分炭粉,产水槽再通过产水泵泵入过滤装置进一步过滤脱除炭粉,产水槽出水进入后端水处理系统,如反渗透等。在实际运行过程中,活性炭炭粉会随着产水一起进入后端水处理装置,导致装置频繁出现炭粉污堵现象,提高了设备的故障率,严重影响生产运行,增加了运行成本。

    后压成块破碎,或压成条切成粒,这种工艺的活性炭炭粉少。水处理装置的污堵问题来源于活性炭,因此从源头上控制十分重要。活性炭颗粒越小,比表面积越大,对coD的去除效果相对越好,但活性炭颗粒越小,越难以被截留,对后续水处理设备越容易造成污堵。因此,在工程应用中不能仅以活性炭脱除效果为依据来选择活性炭,还应考虑活性炭炭粉的影响。实践证明,以采购清洗过的大颗粒、高强度的活性炭为宜。

    2.活性炭炭粉含量

    活性炭中含有   量的炭粉,因此活性炭   经过细筛,将粉末筛掉,本工程采用以下方式检测炭粉量:将试样置于(150士5)℃的电热恒温干燥箱内,干燥至质量恒定。冷却后称取20g样品于200mL蒸馏水中,搅拌后静置10min,将未沉淀的炭粉采用20μm的滤纸进行过滤,测得炭粉的百分含坚巨。

    本工程采用8x30目的颗粒活性炭,选取5个厂家(A、B、C、D、E)的活性炭检测其炭粉含量,结果表明A、B、C、D、E厂的炭粉含量分别为0.3%、0.4%、0.45%、0.8%、1.8%。可以看出,不同厂家活性炭的炭粉含量不同。该5种活性炭在工程实践中的应用结果表明,当炭粉含量<;0.5%时,后端水处理装置的炭粉污堵情况明显好转。可见,采购的活性炭除了满足正常的指标需求外,还需严格控制其炭粉含量,工程实践证明炭粉含量以低于0.5%为宜。

    3.洗炭

    进入活性炭吸附塔前   要清洗干净新装的活J险炭,清洗过程中将输送水槽中的水从新炭槽下部打入,水自下而上清洗活性炭,从新炭槽上端溢流到输送水槽,完成活性炭的清洗。

    4.过滤方式

    在实际生产过程中,分别将1μm的过滤器(过滤器中装填滤芯)、0.4μm的浸没微滤膜(采用自吸泵抽8min、停2min,膜出水负压小于-0.04MPa)和0.02μm的超滤膜(设有进、出水压力表,通过压差和流量变化控制运行,并采取定期反洗的方式恢复处理能力)置于活性炭产水工艺后面,分析后端反渗透装置的污堵情况。

    采用1μm的过滤器时,过滤器滤芯2d就出现了堵塞,其压差达到0.2MPa,需   换滤芯,同时反渗透装置前的保安过滤器(5μm)2d的压差达到0.15MPa,需   换滤芯;采用0.4林m的浸没微滤膜过滤时,反渗透装置前的保安过滤器7d的压差达到0.15MPa;采用0.02μm的超滤膜过滤时,反渗透装置前的保安过滤器经过1个月左右压差才达到0.15MPa。可见,采用0.02μm的超滤膜过滤能有效减缓后端水处理装置的炭粉污堵情况。

    5.设备周期性恢复分析

    实际运行中,从运行压差可以看出,超滤膜的污堵事件随着装置运行时间的延长而增加。由于反洗可恢复超滤膜的运行压力,因此分析了反洗周期与超滤膜达到较大运行压差之间的关系,结果如图2所示。可以看出,超滤膜运行压差随着反洗周期的延长而增大。每隔2.5h反洗1次时,反洗后的运行压差可恢复至初始值。若继续延长反洗周期,则反洗后压差呈增加趋势,长期运行将导致压差越来越大,甚至不可恢复。反洗水量随反洗周期的缩短而增加,这将增大反洗水处理系统的负荷。综合装置的运行压差、可恢复性以及反洗水量,反洗周期为2.5h较好。

    另外,活性炭炭粉会随着产水一并进入产水槽,随着运行时间的延长,产水槽中的炭粉越来越多,若不及时清理,沉降后的炭粉将会进入后端水处理装置,因此定期清理活性炭产水槽是一项   的工作。

    6.解决措施

    采用超滤膜对炭粉进行预先截留,通过实际运行发现,超滤装置的进、出水压差逐渐变大,由0.07MPa增加至0.20MPa,且产水量下降。同时发现,炭粉分布在超滤膜的孔径和缝隙中,采用水清洗及化学清洗很难恢复超滤膜的通量,即超滤膜下降的活性炭产水管上安装有200μm的金属滤网,可作为过滤装置,它可截留大颗粒的活性炭,因此对此过滤装置需定期检查堵塞情况。另外,安装过程中需注意腐蚀造成的定期   换的操作困难和   性,因此滤网不可安装在罐内。二级过滤装置采用自清洗精密过滤器,其过滤介质是一种   滤料颗粒,较大过滤精度为2μm,可将50%以上的炭粉提前去除,从而有效改善超滤膜的污堵情况,自清洗精密过滤器产水中炭粉的粒径分析结果。

    自清洗精密过滤器可去除绝大部分2μm以上的炭粉,进、出水压差<0.02MPa,运行一段时间后通过反冲洗的方式恢复其处理能力。在活性炭吸附法脱除COD的工程实践中,炭粉导致设备出现污堵问题,直接影响生产运行,根据Q   水厂的运行经验,解决炭粉污堵的措施主要有:

    ①源头控制,需严格制定活性炭的采购标准,以保证去除COD单元及后端水处理系统的正常运行。另外,在进吸附塔前对其进行洗炭操作,以减少炭粉。

    ②选择有效的过滤方式是控制活性炭炭粉对水处理设备污染的关键,即采用0.02μm超滤装置可有效截留活性炭炭粉,从而解决后续水处理装置炭粉污堵问题。

    ③超滤系统的反洗周期在   程度上决定了超滤膜的可恢复性,试验发现,反洗周期为2.5h较好,既能保证超滤装置的恢复,又能减少不   的反洗水进入系统。其次,定期清理活性炭产水槽可避免沉降后的炭粉过多地进入后端过滤装置。

    ④单一的超滤膜在解决后端水处理设备污堵过程中,也造成了超滤装置的炭粉污堵,工程中采用200μm金属滤网、2μm自清洗过滤器和0.02μm超滤膜组成三级过滤装置,通过不同过滤精度级匹配,实现高精度的炭粉脱除,从而有效降低过滤装置及后端反渗透膜的炭粉污堵情况。


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