污水處理活性炭
用于水處理的活性炭應有三項要求:吸附容量不一定過大、吸附速度快、機械強度好。
主要用于工業用水，生活用水及各種氣體的前處理和深度凈化，還可用于溶液的脫色精制
一般在水處理中使用的活性炭，其表面積不一定過大，但是應具有較多的過渡孔隙及較大的平均孔徑。中優活性炭對一些液相用的活性炭具有以下特性：比表面積為 650至850m2/g，孔隙容積為0.88至1.5ｍL/g，平均孔隙半徑為40至50?。
技術指標
污水處理活性炭的技術指標:
亞甲蘭吸附ml/g 70
碘吸附mg/g 600
灰分% ≤20
水分% ≤5
硬度% 90
粒度2-6mm% ≥95
容重（KG） 520-650
污水處理活性炭指標也可按用戶要求加工生產
污水提標處理效果
進水總磷10mg/L 出水總磷≤0.5mg/L
氨氮進水30mg/L 出水氨氮≤5mg/L
COD進水200 出水≤38
大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理
王生
工藝簡介
二〇一七年七月一日
大規模工業廢水深度處理是一個難題
隨著我國經濟的高速發展，城市周邊工業園區大量出現，工業園區的污水處理廠一般為多種工業的混合廢水，水量大，成分復雜，可生化性很差，再加對廢水處理標準的不斷提高，以往廣為應用的生化處理工藝，甚至加上傳統的深度處理工藝，對我國水污染考核的主要指標COD也很難達標。
目前，可用于難生化降解工業廢水深度處理的工藝多借鑒給水，或在小規模工業廢水中試用過，成功的經驗不多，它們是：加藥混凝法；臭氧氧化法；fenton氧化法；活性炭吸附法等。
“加藥-混凝-沉淀”法，是常用的傳統污水深度處理方法，適用于膠體較多的工業廢水，多數有效，但難以達到 “一級A標”；少數廢水雖可達標，但加藥量很大，不僅運行成本高，所產大量化學污泥的處置及造成的二次污染，已成另一難題。
臭氧氧化以往曾用于給水，很少用于大規模工業廢水的處理，因為用臭氧氧化解決COD達標問題，臭氧的投加量很大，臭氧現場制取的設備費和制取成本都很高，其運行費很難被接受。此外，有很多工業廢水臭氧的效果并不理想。
Fenton氧化，目前在高濃度工業廢水治理項目中已有應用，需調低及調回PH，投加大量藥物，不適用出水要求較高的廢水。此工藝不僅運行成本高，所產大量化學污泥也是一大難題。
“活性炭吸附”是污水三級處理的方法之一，可去除一般生化處理和物化處理單元難以去除的污染物。吸附物的范圍很廣，不僅可以除臭、脫色、去除微量元素，而且還能吸附諸多類型的有機物，如：高分子烴類、鹵代烴、氯化芳烴、酚類、苯類以及殺蟲劑等。活性炭吸附工藝，以往多用于給水行業，很少用于大規模工業廢水的處理，因為工業廢水COD濃度高，活性炭飽和周期短，飽和炭必須實施現場再生，否則運行成本很高，失去使用價值。活性炭再生的工業生產已經成熟，但活性炭吸附用于大規模廢水深度處理，不僅吸附系統的配水、布水、反洗等工程措施比較復雜；為了再生，飽和炭的提取、輸送、脫水以及再生炭的輸送、投加等環節的工程措施也無成功的先例可循。此因素限制了活性炭吸附工藝在大規模工業廢水深度處理中的應用。
在我國大規模污水處理是改革開放后近30年的事，廢水深度處理并回用則是近幾年的要求；各種工藝多在實驗階段，應用少，不成熟，設計、運行經驗不足，是當前大規模工業廢水深度處理技術存在的主要問題。社會急需和技術落后形成強烈的反差，技術迫在眉睫！
2 “大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理工藝及裝置”
根據處理工業廢水的需要，經多年年的試驗研究，開發出“大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理工藝及裝置”。該工藝采用煤質顆粒活性炭對大規模難生物降解工業廢水進行吸附深度處理。該工藝在吸取了國內外技術和經驗的基礎上，在工藝和設備上進行了大膽。通過大量小試、中試，開發出吸附過濾單元裝置及活性炭提取、輸送、脫水、投加、再生等成套裝置。利用和原型同尺寸的吸附過濾單元裝置對不同工業廢水進行了長時間中試研究，掌握了不同工業廢水適用的活性炭；不同煤種不同活化參數生產出適用不同廢水的活性炭。建立了活性炭再生實驗室，安裝中試規模活性炭回轉再生爐，對一種活性炭已連續飽和/再生7次。幾年的實驗及研究取得了大量實驗數據、運行參數及運行經驗。采用本工藝及開發的全套設備在工業廢水處理當中已經穩定運行四年時間。
3 “大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理工藝”的特點
“大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理工藝及裝置”，采用煤質顆粒活性炭對大規模難生物降解工業廢水吸附處理，出水COD可優于“一級A標”，對色度及臭味的去除效果明顯；飽和活性炭經熱再生后可再回用；全部工藝過程均采用集約化、智能化自動控制，適用于大規模工業生產；運行成本僅為其它深度處理工藝如O3氧化的1/2；基建及設備投資相對較低；處理過程不向水內投加藥物，不產生造成二次污染的污泥或濃水，是典型的“綠色工藝”，主要特點為：
（1），適用各種難生物降解工業廢水對COD和色度的深度處理，出水水質穩定，處理對象廣譜。
（2）本工藝開發的活性炭吸附設備、活性炭輸送設備及再生系統等，用于大規模工業生產，設備簡單，操作方便，可實現自動控制，解決了活性炭吸附用于大規模污水處理的難題。
（3）本工藝采用的煤質破碎顆粒活性炭，原料來源廣、生產簡單，價格便宜，再生方便，對廢水中的大分子污染物吸附效果好。不同的工業廢水，適用不同品種的煤質顆粒活性炭。
（4），飽和活性炭采用回轉爐進行現場熱再生，可反復使用多次，效果并不降低，大大減少了運行成本。
（5），深度處理單元不產生污泥、濃水等二次污染物，是典型的綠色水處理工藝；
（6），具有吸附和過濾兩種功能；
（7），運行水頭低，運行期可對活性炭進行連續或間歇沖洗，可提高吸附性能和減少過濾水頭。
（8），炭的沖洗及飽和炭的排出共用一套壓縮空氣系統，設備及操作簡單可靠；
4本工藝方案與臭氧氧化方案比較
4.1、比較方案
分析工程終端出水水質及總出水要求，可能的工藝方案為：
（1）臭氧氧化方案，此工藝應用于大規模工業廢水處理方面的工程實例很少，通過小試當投加量及反應時間合適也可達標。工藝路線為：
“現終端出水——中間提升泵站——V型濾池——臭氧氧化系統”。
（2）《大規模工業廢水新型活性炭吸附深度處理工藝》方案，此工藝已有應用于10萬噸/日工業廢水處理的工程實例，效果很好。其工藝路線為：
“現終端出水——中間提升泵站——活性炭吸附過濾系統”。
4.2、方案比較說明
（1）本次比較設計規模按2.0萬噸/天。
（2）進水按正常運行時現終端出水COD≤50mg/l，總出水要求達一級A標。
（3）兩方案的中間提升泵站大致相同不參與比較，只 “臭氧氧化”、“濾池”和“吸附過濾”、“活性炭再生”進行比較。
（4）工程投資均不考慮征地費及拆遷費等。
（5）關于O3氧化工藝：《給水排水設計手冊—第5冊城鎮排水》指出：“三級處理的臭氧化單元可參考下述經驗參數設計：降解COD時，臭氧消耗量為降解1mg/l 的 COD消耗4mg/l的O3（臭氧化氣）；接觸時間為15-60min”。臭氧氧化小試，每去除1mg/lCOD約消耗1.4—2.7mg/l臭氧，且隨出水COD降低而逐步增加。考慮當前臭氧大多采用催化氧化，或臭氧和其他工藝聯合應用，投加量應小于單獨投加臭氧，故本次比較按2.0mg.O3/ mg.COD計算接觸時間30min。本廠需臭氧氧化COD為：從110mg/l降解至50mg/l臭氧投加量為100—120mg/l需安裝產量20kg/h（裝機340KW）的臭氧發生器5臺。臭氧發生器采用國產設備，設備費約2000萬元（國產20萬元/kg.O3.h-1；國外設備30-40萬元/Kg.O3.h-1）。
4.3、方案比較結果
表2-2綜合比較表
項目 臭氧氧化方案 新型活性炭吸附方案
建設投資
（萬元） 3550 2240
經營成本
（元/噸水） 1.60 0.615
總成本
（元/噸水） 2.048 0.776
污水處理服務費
（元/噸水） 2.60 1.05
優點 ①臭氧的反應速度快,構筑物少；
②臭氧尾氣經轉化為氧氣,生化系統可利用；不產生污泥,無二次污染。
③在去除COD、消毒的同時,可除嗅、脫色。 ①、投資較小；運行成本低；
②、出水穩定，可除臭、脫色；
③、無污泥、濃水等二次污染，
④、有機污染物分解為可燃氣
體，可再次利用。
⑤、耐沖擊負荷強，可根據需要
調整再生周期。
⑥已應用在大型工業廢水處理項目中（高密二污）。
缺點 ①設備投資大，國外設備價格貴；
②電耗高，運行成本高；
③設備復雜，高壓放電管壽命短，維修成本高；
活性炭再生
熱再生法
熱再生法是目前應用多,工業上成熟的活性炭再生方法。處理有機廢水后的活性炭在再生過程中,根據加熱到不同溫度時有機物的變化,一般分為干燥、高溫炭化及活化三個階段。在干燥階段,主要去除活性炭上的可揮發成分。高溫炭化階段是使活性炭上吸附的一部分有機物沸騰、汽化脫附,一部分有機物發生分解反應,生成小分子烴脫附出來,殘余成分留在活性炭孔隙內成為“固定炭”。在這一階段,溫度將達到800～900°C,為避免活性炭的氧化,一般在抽真空或惰性氣氛下進行。接下來的活化階段中,往反應釜內通入CO2、CO、H2或水蒸氣等氣體,以清理活性炭微孔,使其恢復吸附性能,活化階段是整
