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如何更合理地用活性炭做好化工园区污水提标处理

发布时间: 2021-09-28  点击次数: 197次

由于反应机理简单,操作方便,所以在化工园区污水终端深度处理或提标改造中,活性炭吸附工艺是许多装置都会考虑的解决方案之一。但我们发现,无论是污水厂业主,还是第三方运维方,对于活性炭吸附这件看似简单的事情,还是有不少疑问,比如,活性炭吸附法是选颗粒炭还是吸附法比较合适,是选活性炭还是第三方运维方?

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在何种条件下选择活性炭吸附工艺

一般情况下,化工园区污水厂在经过若干阶段生化处理后,仍然存在着 COD难去除的问题,通常的浓度范围是COD150mg/l/60 mg/l,现在需要处理到一级 A,有些地方比较多 COD 50 mg/l,有些地方则要求处理地表Ⅳ类水,COD30mg/l。除活性碳外,臭氧(或+ BAF)、芬顿等是污水深度处理常用的工艺。对于选择哪一种工艺,通常的做法是通过中试比选,确定哪种或哪种工艺组合最优。其处理效果、稳定性、安全性、经济性及运维方操作方便等因素影响着人们的选择。

以活性炭吸附为例,一般情况下, COD去除目标在20 mg/l左右,如从COD70mg/l去除到50 mg/l,或COD50mg/l去除至30 mg/l等,或者目前系统运行处于达标或不达标状态,以上情况选择活性炭吸附工艺比较合适,这样不仅效果更可靠,而且处理成本较低。还有些污水提标对色、味要求高,选用活性炭更有优势。

如 COD浓度高于20 mg/l/l,可以将COD120mg/l降至60 mg/l,单独用活性炭吸附,要么炭吸附速度较快,要么炭投加量较大,吨水运行成本通常会偏高,或者臭氧等其他工艺条件下,先试试芬顿或臭氧等工艺,运行成本可能更低。还可采用其他工艺先用前端,以活性炭作为护罩工艺,这种情况也比较多见。

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炭粒选型或粉状炭

在确定采用活性炭工艺后,选择颗粒炭还是粉末炭,也有很多细节需要注意。

如考虑再生活性炭,我们建议您选择颗粒炭,因为颗粒炭再生技术已经成熟,无论是在污水厂再生,还是委外再生,可选择的方案多。

化工园区洁炭环保净化项目,颗粒炭吸附

5000吨/天、COD80mg/l脱除50 mg/l

但是,选颗粒炭有一个很大的问题,你要回避的,是经常对颗粒炭的吸附效力和饱和时间估计不准。在工程前,我们有一个客户,在进行工程测量时,将颗粒碳研磨成粉末,然后测定活性炭吸附效力,以此推算,炭的饱和周期为9个月,而实际工程运行时,炭投加后(炭没有变)吸附3个月后就饱和了,这是因为颗粒炭磨成粉后比实际工程中的饱和时间短,因此比实际工程中的吸附作用短。这样做很麻烦,活性炭的饱和和周期短,更换频率高,就意味着一吨水的运行成本成倍地超过预算,导致项目运作严重偏离预期。因此,要精确地估算成本,一定要做颗粒炭实际吸附实验,实验时间要足够长,估计得准,也才能筛选出炭效果好、成本合适。

微粒炭吸附形式,是选择构筑物过滤形式还是吸附罐体设备形态(如上图),都可以,主要还是看你的喜好。但有一点很重要,必须考虑到装运碳的自动方便运输,靠人工装卸炭会很麻烦,而且现场会弄得很脏。早期有一些活性炭吸附罐是靠人力搬运碳的,我们帮他们改为水力输送。

清洁碳环境-颗粒炭吸附与进料炭示意图

粉末炭的吸附力和处理成本的估算通常比颗粒炭要准一些,简单的烧杯试验可以基本判断准确。另外,粉炭吸附装置一次投资低很多,一般投加-吸附-沉淀-过滤即可。与此同时,粉状炭,一次性备炭的投资也低得多(可能是几十吨就足够了),运转时按需每天投加,水质达标时可不加,不需要颗粒炭,上项目时必须将吸附设备全部填满,采购颗粒炭可能要几百吨。

就单吨运行成本而言,若不考虑再生性,粉状炭通常比颗粒炭成本低。由于粉炭比表面积远大于颗粒炭,因而具有较高的吸附效力。与此同时,由于水力渗透有限,颗粒炭还存在着表面吸附容量饱和而浪费内核吸附容量的问题,也影响颗粒炭吸附效果。

清洁炭环保一工业园区污水提升项目,粉末炭吸附+多效澄清,污水规模10000吨/天,色度30去除至10 mg/l,SS20mg/l去除率10 mg/l

缺点是饱和粉碳再生技术难度大,可选择方案少,这一方面不如颗粒炭。

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选料方面的意见

至于炭素的选择,想和你分享的是,无论是颗粒炭还是粉炭,其产品参数指标如碘值、亚兰值等,不一定与其吸附效果成比例。例如碘值为900的炭, COD吸附效果并不一定优于碘值为800的炭;同样产品参数相同的炭,吸附效果不一定相同,甚至有很大差异。因为炭素吸附的效果取决于许多因素,如基材、工艺等,而炭本身所具有的各项指标不能完全反映在其产品参数指标上。因此,许多业主在选炭时设定了参数指标的活性炭,运营时按相同的参数指标采购另一批炭,效果差别很大,就是这个原因。因此,建议您每次购买炭,或者某一厂家的某一类基材中的一种型号活性炭,或者每次进货前,让供应商发样品做试验。

此外,关于成本问题,很多人更关心每吨木炭的价格,但我们建议你更多关注每吨水的炭价。例如 A粉状炭,投加量为50 ppm,炭价格为7500元/吨,那么每吨水的碳成本为0.375元;粉炭 B则是70 ppm,每吨水炭成本是6500元/吨,每吨水炭成本是0.375元。你看,选择单价较高的粉炭 A,则吨水炭成本反而较低,而且由于投料少,产生污泥量少,污泥成本较低。


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