難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，包括以下步驟：將難降解有機(jī)廢水注入吸附裝置中，向吸附裝置中投加粉末活性炭并攪拌，粉末活性炭對(duì)難降解有機(jī)廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行吸附；將完成吸附的固液兩相產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，排出廢水，收集固體；在活性炭自生——再生反應(yīng)器中將收集的固體與過氧化氫溶液混合，密閉條件下升溫至200～250℃，攪拌反應(yīng)6～8h；反應(yīng)結(jié)束后，固液兩相反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，得到的固體進(jìn)行循環(huán)利用。本發(fā)明能夠?qū)﹄y降解有機(jī)廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的異位自生和再生，實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的循環(huán)利用。
【專利說明】
難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)廢水處理的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法。
【背景技術(shù)】
[0002]印染、化工、制藥等工業(yè)廢水難處理眾所周知，目前工程界開始應(yīng)用臭氧、芬頓等高級(jí)氧化的技術(shù)，利用其強(qiáng)氧化性在去除廢水中一部分有機(jī)物的同時(shí)改善廢水的可生化性，后續(xù)采用生物處理，以提高廢水中有機(jī)物的去除效率;或?qū)⒊粞酢⒎翌D等用于二級(jí)生化出水的深度處理，以進(jìn)一步去除難以生化降解的有機(jī)物。但在實(shí)際應(yīng)用中，許多工業(yè)廢水由于含有的有機(jī)物質(zhì)成分復(fù)雜，采用上述高級(jí)氧化技術(shù)往往亦難以獲得良效。從理論上分析，對(duì)于這類處理難度更高的難降解有機(jī)工業(yè)廢水，只能采用氧化效率更高的濕式氧化、超臨界氧化等方法，但這類方法由于裝備操作復(fù)雜、難以大中型化、投資及運(yùn)行成本高等限制性因素，難以推向工程實(shí)踐?；钚蕴课郊夹g(shù)是去除廢水中有機(jī)物公認(rèn)的有效技術(shù)，對(duì)于廢水中難降解有機(jī)物去除具有良好的廣譜性，但吸附飽和以及再生費(fèi)用高是其應(yīng)用中最大的障礙。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，能夠?qū)﹄y降解有機(jī)廢水進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的異位自生和再生，實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的循環(huán)利用。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，包括以下步驟:
[0005](I)將難降解有機(jī)廢水注入吸附裝置中，向吸附裝置中投加粉末活性炭并攪拌，粉末活性炭對(duì)難降解有機(jī)廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行吸附；
[0006](2)將完成吸附的固液兩相產(chǎn)物進(jìn)行固液分離，排出廢水，收集固體；
[0007](3)在活性炭自生一一再生反應(yīng)器中將收集的固體與過氧化氫溶液混合，密閉條件下升溫至200?250°C，攪拌反應(yīng)6?8h;
[0008](4)反應(yīng)結(jié)束后，固液兩相反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，得到的固體進(jìn)行步驟(I)的循環(huán)利用。
[0009]作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述步驟(I)中的粉末活性炭采用濕法投加。
[0010]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述收集的固體與過氧化氫溶液混合前通過向活性炭自生一一再生反應(yīng)器中加水制成粉末活性炭溶漿。
[0011]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述固液分離采用脫水機(jī)進(jìn)行脫水。
[0012]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述吸附裝置附設(shè)有攪拌器。
[0013]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述活性炭自生一一再生反應(yīng)器附設(shè)有攪拌器和加熱器。
[0014]作為本發(fā)明另一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述過氧化氫溶液的質(zhì)量濃度為30%，投量為3.0?5.0mIV(IJtA)t3
[0015]有益效果
[0016]本發(fā)明先通過粉末活性炭對(duì)難降解有機(jī)廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行吸附，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)廢水的處理，再將吸附后的固液兩相廢水進(jìn)行脫水處理，所得液體能夠直接排放，所得固體加入到活性炭自生一一再生反應(yīng)器中進(jìn)行自生和再生反應(yīng)，通過投加過氧化氫溶液，并在密閉、升溫、攪拌的條件下，通過活性炭自生一一再生反應(yīng)器內(nèi)部過氧化氫的濕式氧化和水熱炭化的雙重作用，實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的自生和再生，反應(yīng)后的固液兩相產(chǎn)物通過脫水處理所得的固體即為自生和再生的粉末活性炭，從而能夠進(jìn)行循環(huán)使用，有利于降低難降解有機(jī)廢水處理的成本。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明粉末活性炭異位自生和再生的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0019]如圖1所示的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，包括以下步驟:
[0020](I)將難降解有機(jī)廢水注入吸附裝置中，向吸附裝置中投加粉末活性炭，吸附裝置附設(shè)有攪拌器，開啟攪拌，通過粉末活性炭將廢水中的難降解有機(jī)物充分吸附，粉末活性炭?jī)?yōu)先采用濕法進(jìn)行投加，避免產(chǎn)生大量揚(yáng)塵；
[0021](2)將完成吸附的固液兩相產(chǎn)物通過脫水機(jī)進(jìn)行固液分離，排出液體廢水，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)廢水的處理，收集得到的固體；
[0022](3)將收集的固體投入活性炭自生一一再生反應(yīng)器，并向活性炭自生一一再生反應(yīng)器中加水，活性炭自生一一再生反應(yīng)器附設(shè)有攪拌器，開啟攪拌形成粉末活性炭溶漿。再投加過氧化氫溶液，過氧化氫溶液的質(zhì)量濃度為30%，投量為3.0?5.0mL/(L廢水)，活性炭自生——再生反應(yīng)器附設(shè)有加熱器，在密閉條件下升溫至200?250°C，攪拌反應(yīng)6?8h;
[0023](4)反應(yīng)結(jié)束后，固液兩相反應(yīng)液通過脫水機(jī)進(jìn)行脫水，得到的固體即為自生和再生的粉末活性炭，能夠進(jìn)行步驟(I)的循環(huán)利用。
[0024]本發(fā)明的原理是:利用活性炭對(duì)廢水中難降解有機(jī)物的吸附具有廣譜性的特性，可以先通過粉末活性炭將廢水中的難降解有機(jī)物吸附除去，再將吸附有難降解有機(jī)物的粉末活性炭分離出來，通過創(chuàng)造濕式氧化反應(yīng)和水熱炭化反應(yīng)的條件實(shí)現(xiàn)粉末活性炭的異位自生和再生，再通過脫水處理即可獲得能夠循環(huán)利用的自生和再生的粉末活性炭。濕式氧化反應(yīng)通過向密閉、加熱、攪拌的活性炭自生一一再生反應(yīng)器中投加過氧化氫進(jìn)行反應(yīng)，且在活性炭自生一一再生反應(yīng)器密閉并調(diào)控反應(yīng)溫度的條件下，能夠形成水熱炭化的反應(yīng)條件?；钚蕴吭偕峭ㄟ^活性炭自生一一再生反應(yīng)器中的濕式氧化對(duì)吸附于炭孔中的有機(jī)物進(jìn)行礦化而實(shí)現(xiàn)的，活性炭的自生過程則首先通過水熱炭化將吸附于活性炭上有機(jī)物炭化，然后在密閉、加熱活性炭自生一一再生反應(yīng)器中蒸氣、有機(jī)物礦化過程中形成的0)2的活化作用下，將有機(jī)物轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂休^大孔隙率的活性炭，從而具有吸附能力。
[0025]實(shí)施例1
[0026]某紡織印染企業(yè)，排出的PVA (聚乙烯醇)退漿廢水水量為300m3/d，COD為8000?10000mg/L，經(jīng)芬頓氧化處理COD的去除率僅為20?25%，難以獲得良好的有機(jī)物去除效果。采用本發(fā)明的方法進(jìn)行處理，具體步驟為:(I)將PVA廢水經(jīng)粉末活性炭吸附處理，除去PVA廢水中的PVA難降解有機(jī)物；(2)吸附完全的固液兩相產(chǎn)物經(jīng)過脫水機(jī)脫水處理，收集所得固體，排出的廢水經(jīng)過檢測(cè)，COD降至1000?1200mg/L，最終與企業(yè)其它低濃度染色廢水混合后排入廢水處理站統(tǒng)一處理；(3)將收集的固體投入活性炭自生一一再生反應(yīng)器中進(jìn)行自生和再生處理，先向活性炭自生一一再生反應(yīng)器注水制成粉末活性炭溶漿，再投加質(zhì)量濃度為30%的過氧化氫溶液，投加量為3.5mL/(L廢水)，密閉活性炭自生一一再生反應(yīng)器并進(jìn)行升溫，在230°C條件下攪拌反應(yīng)7h; (4)反應(yīng)結(jié)束后固液兩相反應(yīng)液經(jīng)脫水機(jī)脫水，所得固體即為異位自生和再生的粉末活性炭，能夠進(jìn)行循環(huán)使用。
[0027]實(shí)施例2
[0028]某紡織印染企業(yè)，其混合廢水水量為1000m3/d，二級(jí)生化出水經(jīng)臭氧氧化、曝氣生物濾池深度處理后COD為40?60mg/L，穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2012)中COD彡60.0mg/L的一級(jí)B排放標(biāo)準(zhǔn)。其中500m3/d的深度處理水經(jīng)超濾、反滲透的雙膜法處理后回用至染色環(huán)節(jié)，雙膜工藝的回收率為60%，在膜處理工藝中產(chǎn)生200m3/d的濃縮液，濃縮液COD為100?150mg/L，無法達(dá)到一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，需要進(jìn)行進(jìn)一步處理。采用本發(fā)明的方法進(jìn)行處理，具體步驟為:(I)將濃縮廢水經(jīng)粉末活性炭吸附處理，除去濃縮廢水中的難降解有機(jī)物；(2)吸附完全后所得固液兩相產(chǎn)物經(jīng)過脫水處理，排出的廢水經(jīng)過檢測(cè)，COD降至30?50mg/L，可以直接進(jìn)行排放，收集所得固體；(3)將收集的固體投入活性炭自生一一再生反應(yīng)器中進(jìn)行自生和再生處理，先向活性炭自生一一再生反應(yīng)器注水制成粉末活性炭溶漿，再投加質(zhì)量濃度為30%的過氧化氫溶液，投加量為3.0mL/(L廢水)，密閉活性炭自生一一再生反應(yīng)器并進(jìn)行升溫，在210°C條件下攪拌反應(yīng)6h; (5)反應(yīng)結(jié)束后固液兩相反應(yīng)液經(jīng)脫水處理，所得固體即為異位自生和再生的粉末活性炭，能夠進(jìn)行循環(huán)使用。
[0029]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于:實(shí)現(xiàn)了粉末活性炭的異位自生和再生，使得體系中最初投加的粉末活性炭能夠循環(huán)使用，無需補(bǔ)充新的粉末活性炭，同時(shí)避免了傳統(tǒng)活性炭焚燒再生方法的費(fèi)用高昂的問題，有利于降低廢水處理的成本。該方法實(shí)現(xiàn)了難降解有機(jī)廢水中難降解有機(jī)物的去除及資源化，適用于印染、化工等各種含有高濃度及低濃度有機(jī)物的工業(yè)廢水，尤其是難以通過臭氧、芬頓等高級(jí)氧化處理的難降解有機(jī)工業(yè)廢水。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，包括以下步驟: (1)將難降解有機(jī)廢水注入吸附裝置中，向吸附裝置中投加粉末活性炭并攪拌，粉末活性炭對(duì)廢水中的難降解有機(jī)物進(jìn)行吸附； (2)將完成吸附的固液兩相廢水進(jìn)行固液分離，排出廢水，收集固體； (3)在活性炭自生一一再生反應(yīng)器中將收集的固體與過氧化氫溶液混合，密閉條件下升溫至200?250 °C，攪拌反應(yīng)6?8h; (4)反應(yīng)結(jié)束后，固液兩相反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，得到的固體進(jìn)行步驟(I)的循環(huán)利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述步驟(I)中的粉末活性炭采用濕法投加。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述收集的固體與過氧化氫溶液混合前通過向活性炭自生一一再生反應(yīng)器中加水制成粉末活性炭溶漿。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述固液分離采用脫水機(jī)進(jìn)行脫水。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述吸附裝置附設(shè)有攪拌器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述活性炭自生一一再生反應(yīng)器附設(shè)有攪拌器和加熱器。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種難降解有機(jī)廢水處理的粉末活性炭異位自生及再生方法，其特征在于:所述過氧化氫溶液的質(zhì)量濃度為30%，投量為3.0?5.0mL/L廢水。
【文檔編號(hào)】B01J20/34GK105903460SQ201610301952
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月9日
【發(fā)明人】薛罡, 陳紅, 高品, 張文啟, 李響, 陳暢愉, 張禾
【申請(qǐng)人】東華大學(xué)