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    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?

    在化工園區污水末端深度處理或提標改造方面,活性炭吸附工藝因為反應機理簡單、運維便捷,是很多單位會考慮的解決方案之一。


    但是,我們發現,不管是污水廠業主,還是第三方運維方,對于活性炭吸附這個看似簡單的事兒,也還是有不少疑惑,比如:


    什么情況下選活性炭吸附工藝比較合適?

    是選顆粒炭還是粉末炭?

    活性炭什么性能指標跟吸附效果相關?

    活性炭如何與其他工藝結合,以及飽和活性炭危廢問題怎么解決等?


    我們將通過上下兩篇文章,跟您分享一下,如何更合理地用活性炭做好工業園區污水深度處理,以實現達標或提標排放目的。


    01

    什么情況下選活性炭吸附工藝比較合適


    一般來說,化工園區污水廠經過幾級生化之后仍有難以去除的COD,常見的濃度范圍是COD 150mg/l~60mg/l,現在需要處理到一級A, COD 50mg/l的比較多, 有的地方更高,要求處理到地表Ⅳ類水, COD 30mg/l。污水深度處理的常見工藝除了活性炭,還有臭氧(或+BAF),芬頓等。至于選哪個工藝,通常的做法是通過中試比選,確定哪種或哪幾種工藝組合最優。處理效果、穩定性、安全性、經濟性以及運維方操作便利性等諸多因素,影響著人們的選擇。


    根據我們用活性炭吸附的經驗,一般來說,如果COD去除目標在20mg/左右, 比如從COD70mg/l去除到50mg/l、或COD50mg/l去除到30mg/l等,或者目前系統運行介于達標或不達標之間,以上情況選擇活性炭吸附工藝比較合適,不但效果可靠,噸水處理成本也適當,而且,最重要的是,運維簡單,對運營人員要求不高,不像芬頓工藝那樣需要前后調污水PH進行不同反應,以及購買及管理化學品等增加運營管理工作。還有的污水提標對色度、嗅味有要求的,選活性炭就更有不可比擬的優勢了。


    如果您要去除的COD目標超過20mg/l比較多,比如從COD120mg/l降低到60mg/l,單獨用活性炭吸附的話,要么炭吸附飽和比較快,要么炭投加量比較大,噸水運行成本通常會偏高,還是建議您先試試芬頓或臭氧等其他工藝, 運行成本或許會更經濟些。也可以前端先用別的工藝,末端再用活性炭作為保安工藝,這種情況也比較多見。


    02

    選顆粒炭還是粉末炭


    確定用活性炭工藝后,選擇顆粒炭還是粉末炭,也有很多細節需要注意。

    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?


    如果考慮活性炭再生利用,我們建議您選顆粒炭,因為顆粒炭再生技術成熟,不管是在污水廠內再生,還是委外再生,可選方案多。

    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?


    潔炭環保一化工園區污水提標項目,顆粒炭吸附

    污水規模5000噸/天,COD 80mg/l去除到50mg/l


    不過,選顆粒炭有個很大的問題,您要規避,就是往往對顆粒炭的吸附效力及飽和周期預估不準。比如有企業在上項目之前做測算時,把顆粒碳研磨成粉末后測定活性炭的吸附效力并以此推算炭的飽和周期是9個月,而實際項目運行時,炭投加后(炭沒有變)吸附3個月后就飽和了。這是因為顆粒炭磨成粉后比表面積大大增加,吸附效力增強,在活性炭量一定的情況下,推算出的飽和周期長,用得更久;而實際運行時以顆粒形式發揮吸附功效,吸附效力大打折扣,所以飽和周期比測算的短了很多。這就很麻煩,活性炭飽和周期短了,更換頻次高了,就意味著單噸水運營成本成倍超過了預算,導致項目運營嚴重偏離預期。所以,要準確地估算成本,一定要做顆粒炭實際吸附實驗, 實驗時間還要足夠長,才能估算得準,也才能選出效果及成本合適的炭。


    顆粒炭吸附形式,是選構筑物濾池形式還是吸附罐體設備形式(如上圖)都可以,主要還是看企業的偏好。不過有一點很重要的,一定要考慮裝卸碳的自動便利輸送,靠人工裝卸炭會非常麻煩,而且會弄得現場很臟。我們見過早期有些活性炭吸附罐靠人力裝卸碳的,我們幫他們改成了水力輸送方式。

    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?


    潔炭環保-顆粒炭吸附及進出炭示意圖


    與顆粒炭相比,粉末炭的吸附效力及處理成本估量得通常都比較準,簡單的燒杯實驗就能基本評估準確。更重要的是,粉末炭吸附設備一次性投資低很多,普通的投加-吸附-沉淀-過濾就可以了。同時,用粉末炭,一次性備炭的投資也低得多(可能幾十噸就夠了),運行時根據需要每天投加,水質達標時可以不加,不需要像顆粒炭那樣,上項目時必須把吸附設備都填滿,采購顆粒炭可能要幾百噸,一次性投資比粉末炭高太多。


    從單噸水運行成本上來看,如果不考慮再生的話,選粉末炭通常比顆粒炭成本低。因為粉末炭比表面積比顆粒炭大得多,吸附效力更高。同時,因為水力穿透有限,顆粒炭還存在表面吸附容量飽和但內核吸附容量浪費的問題,也影響顆粒炭的吸附效果。

    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?


    潔炭環保一工業園區污水提標項目,粉末炭吸附+多效澄清

    污水規模10000噸/天,色度30去除到10,SS 20mg/l 去除到10mg/l

    如何更合理地用活性炭做好化工園區污水提標處理?


    不足的是,飽和粉末碳再生技術難度大,可選方案少,這個方面不如顆粒炭。


    03

    關于選炭的建議


    關于選炭,想要跟您分享的是,不管是顆粒炭還是粉末炭,其產品參數指標如碘值、亞蘭值等,不一定跟其吸附效果成比例。比如碘值為900的炭,COD吸附效果不一定比碘值為800的炭吸附效果更好;而產品參數指標相同的炭,吸附效果不一定相同,甚至差別很大。這是因為決定炭吸附效果的,是由炭本身的很多因素決定的,比如基材、工藝等,這些因素并不能完全反映在其產品參數指標上。這就是為什么很多業主在選炭時定了一個參數指標的活性炭,運營時按同樣的參數指標采購的另一批次的炭,效果卻差別很大,就是這個原因。所以,建議您每次買炭,要么指定某一個廠家的某一類基材的某型號活性炭,要么每次采購大貨前,都讓供應商發樣品做實驗。


    另外,有關成本問題,很多人更關心每噸炭價格,但是我們建議您應該更關心每噸水用炭成本。比如我們用粉末炭A,投加量是50ppm,炭價格是7500元/噸,則每噸水用炭成本是0.375元;粉末炭B, 投加量是70ppm,炭價格是6500元/噸,則每噸水炭成本是0.455元。您看,選用單價高的粉末炭A,噸水炭成本反倒更低,而且因為投加量少,產生的污泥量也少,污泥成本也更低。


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