高濃度廢水活性炭吸附再生重復(fù)利用全自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用

金宗良　陸益波　金宗明

摘 要：隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，每天都會(huì)產(chǎn)生大量廢水，一般采用活性炭吸附的方式來進(jìn)行處理，有利于提升水資源利用率，從而獲得更高經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)于高濃度廢水活性炭吸附再生重復(fù)利用全自動(dòng)控制系統(tǒng)研究是很有必要的，可以運(yùn)用實(shí)際生產(chǎn)中去。文章先分析活性炭在廢水處理中的優(yōu)勢，再論述全自動(dòng)控制系統(tǒng)構(gòu)建。

關(guān)鍵詞：高濃度廢水;活性炭吸附;重復(fù)利用;全自動(dòng)控制系統(tǒng)

引言：

在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中對水資源需求量變大，如何提高利用率呢？廢水重復(fù)利用成為了人們研究的焦點(diǎn)。針對于高濃度廢水而言，其中含有多種成分物質(zhì)，要采用活性炭吸附的處理方法，可以達(dá)到凈化目的，從而實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。為了保證廢水高效處理，要有效運(yùn)用全自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以滿足企業(yè)發(fā)展需求。

一、活性炭吸附處理廢水的優(yōu)勢

活性炭是經(jīng)過特殊處理的，其表面積非常大，而且有無數(shù)細(xì)小孔隙?；钚蕴烤哂泻軓?qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能，將其應(yīng)用在廢水處理中可以發(fā)揮出有效作用?；钚蕴靠梢苑譃閮煞N，一種是粉末狀的活性炭，具有吸附能力強(qiáng)、成本低等優(yōu)勢，但不能重復(fù)使用。另一種是顆粒狀的活性炭，價(jià)格比較高，但是可以重復(fù)使用，所以運(yùn)用范圍比較廣。

活性炭之所以被應(yīng)用到廢水處理中，是因?yàn)榫哂酗@著優(yōu)勢。首先對水中有機(jī)物有較強(qiáng)吸附能力，例如苯類化合物、酚類化合物等。其次具有較好適應(yīng)性，主要體現(xiàn)在水溫、水量等方面，即使發(fā)生變化也可以取得良好去除效果。再次對重金屬化合物有較強(qiáng)吸附能力，例如汞、鐵等，因此被用于化工企業(yè)廢水處理中。最后使用完的活性炭可以回收利用，不會(huì)造成環(huán)境污染[1]。

二、構(gòu)建高濃度廢水活性炭吸附再生重復(fù)利用全自動(dòng)控制系統(tǒng)

（一）吸附系統(tǒng)設(shè)計(jì)

進(jìn)母液水----廠區(qū)硫酸廢水分別經(jīng)吸附塔底部進(jìn)入相應(yīng)的吸附塔。在吸附塔底部環(huán)形布水器，以保證廢液能夠勻速穩(wěn)定的進(jìn)入到吸附塔里。當(dāng)廢液由底部進(jìn)入到吸附塔中，在廢液上升過程中與塔中活性炭充分接觸，活性炭將廢液中的有色物質(zhì)及COD進(jìn)行吸附脫除，進(jìn)行脫除過的再生廢液經(jīng)過吸附塔頂部均勻環(huán)形布置的出料管口排出，排出的液體進(jìn)入后續(xù)工藝單元進(jìn)行處理。

吸附塔排飽和碳----隨著吸附過程的進(jìn)行，吸附塔中下部的活性炭首先達(dá)到飽和（通過時(shí)間和COD檢測判斷），這時(shí)需要對吸附塔中下部的活性炭進(jìn)行更換以保證對廢液的處理效果。這時(shí)需要暫時(shí)關(guān)閉廢液進(jìn)口閥門，打開吸附塔底部的活性炭卸料閥，首先用循環(huán)水反沖洗整個(gè)活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流動(dòng)性。當(dāng)補(bǔ)入水量足夠后，打開吸附塔與脫酸罐連通的閥門，由于吸附塔頂部與大氣相連通，吸附塔中活性炭具有較大的流動(dòng)性，在重力作用下，活性炭隨水一道流入吹送槽中，將飽和的活性炭排入到吹送槽后關(guān)閉閥門（液位控制）。

吹送槽排碳----在吹送槽排炭過程中，需要首先利用壓縮空氣將廢炭里的廢液吹出到進(jìn)水緩存槽，再用輸送循環(huán)槽內(nèi)的水對廢炭進(jìn)行數(shù)次沖洗（具體沖洗次數(shù)根據(jù)洗炭水出水水質(zhì)確定），將沖洗廢水從出水管排入到進(jìn)水緩存槽重新送入到吸附塔中進(jìn)行吸附處理，沖洗完成后的飽和活性炭再利用輸送循環(huán)槽內(nèi)的水將炭輸送到廢炭槽存放。

廢炭槽----當(dāng)廢炭槽中的廢炭需要排出時(shí)，利用同樣的機(jī)理先對廢炭槽中的廢炭進(jìn)行反沖洗以增加廢炭的流動(dòng)性后依靠重力作用將廢炭送入吹送槽。吹送槽與再生部分的加料裝置高位高位廢炭緩存槽相連，實(shí)現(xiàn)活性炭吸附與再生的銜接。當(dāng)吹送槽中廢炭達(dá)到一定量后，利用輸送循環(huán)槽水泵將其輸送到高位廢炭緩存槽中[2]。

（二）再生系統(tǒng)設(shè)計(jì)

再生爐結(jié)構(gòu)外層由炭鋼制成，爐體內(nèi)部結(jié)構(gòu)以異性耐火磚利用自支撐小角度微拱形砌筑而成，爐中心以可旋轉(zhuǎn)中心軸貫穿，中心軸上連以耙臂，每層耙臂數(shù)目可依需求進(jìn)行不同設(shè)計(jì)，耙臂上附有耙齒，耙臂被中軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)時(shí)耙齒接觸料層將料層撥開并均勻分布在爐床上，耙齒的角度調(diào)整可使物料在爐床上向中心或向壁側(cè)移動(dòng)。

從吸附部分進(jìn)來的飽和活性炭在高位廢炭緩存槽中暫存，高位廢炭緩存槽通過底部氣動(dòng)閥將帶水飽和活性炭連續(xù)穩(wěn)定地輸送至底部去水螺旋機(jī)，經(jīng)去水螺旋機(jī)初步脫水后的飽和活性炭均勻輸送到再生爐的頂部，由加料口進(jìn)入到再生爐中。在加料過程中可以通過控制去水螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)飽和活性炭的進(jìn)料速率，去水螺旋機(jī)具有將水與飽和活性炭分離的作用，減少過多的水進(jìn)入到再生爐中。

再生活性炭自再生爐頂端進(jìn)料后在耙臂的旋轉(zhuǎn)耙撥下，在爐床表面被均勻分布，耙齒將料層一次次耙開增加料層與較高溫氣體的接觸面積以促進(jìn)熱能傳遞與質(zhì)量傳遞速率，再生爐的下料口設(shè)計(jì)為中心下料與壁側(cè)下料相間設(shè)計(jì)使物料能在爐中有最佳的爐床利用效率，再生活性炭在在再生爐中自上而下經(jīng)過三個(gè)階段：1.干燥期;2.焙燒期;3.活化期。再生機(jī)理：在干燥階段再生活性炭中的水分以蒸汽形態(tài)脫離活性炭。干燥完成后，再生活性炭進(jìn)入焙燒階段，這時(shí)顆粒活性炭中吸附的有機(jī)物開始揮發(fā)，焙燒階段主要發(fā)生在再生爐的中部。焙燒完成后，再生活性炭進(jìn)入活化期，溫度提高到800℃～1000℃，這時(shí)在再生爐中注入再生蒸汽，再生蒸汽與活性炭中吸附的殘留炭發(fā)生水煤氣反應(yīng)：

三、效益分析

該工藝把全流程都實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)無人化，參數(shù)化設(shè)定，程序化執(zhí)行，流程化監(jiān)測管理，達(dá)到高效節(jié)能安全可靠的運(yùn)行。為了適應(yīng)發(fā)展需求，要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，不斷提升自動(dòng)化水平，保證活性炭的再生重復(fù)利用，對高濃度廢水進(jìn)行處理，不僅可以避免環(huán)境污染，而且能夠提升水資源利用率。在技術(shù)應(yīng)用中要進(jìn)行總結(jié)，在不斷改進(jìn)中提升運(yùn)行水平，為企業(yè)發(fā)展提供可靠保障[3]。

四、結(jié)語

綜上所述，工廠生產(chǎn)會(huì)排放出大量高濃度廢水，在處理過程中要使用活性炭，為了提高提高利用率，要進(jìn)行充分利用才可以。全自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)，改變了傳統(tǒng)處理模式，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、高效的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)活性炭再生重復(fù)利用的目的，改善廢水處理效果，推動(dòng)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造出更大經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]王倩雯，張麗，劉東方， 等.改性活性炭吸附濕法冶金高鹽廢水中有機(jī)物的研究[J].工業(yè)水處理，2020，40（6）：64-67.

[2]張研，崔偉超，劉紅雨.活性炭吸附法凈化工業(yè)廢水的研究[J].鹽科學(xué)與化工，2020，49（10）：15-17.

[3]郭茹.活性炭吸附在煉油化工廢水回收利用中的應(yīng)用[J].山東化工，2020，（7）：257-258.

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