活性炭生产(特别是化学法生产,如磷酸活化法)会产生大量高浓度、高污染性的废水,其特点是:
化学需氧量(COD)极高:通常可达数千甚至数万mg/L。
含磷(或锌):如果使用磷酸(或氯化锌)作为活化剂,废水中会含有高浓度的磷酸根(或锌离子)。
酸性强:pH值通常很低。
含有焦油等难降解有机物:成分复杂,可生化性差。
因此,处理这类废水需要一套组合工艺和设备,核心目标是去除COD、回收磷酸、实现达标排放或回用。
以下是整个废水处理流程中各个工段的关键设备及其功能:
目的是去除大颗粒杂质、调整pH值,为后续处理创造条件。
格栅
设备类型:人工格栅或机械自动格栅(如回转式、钢丝绳牵引式)。
功能:拦截废水中较大的悬浮物、碎炭颗粒等,保护后续水泵和设备。
调节池
设备构成:水池、耐腐蚀提升泵(如氟塑料泵)、空气搅拌或潜水搅拌机。
功能:均化水质、水量,减少对后续处理单元的冲击负荷。搅拌防止悬浮物沉淀。
中和沉淀池(预沉淀池)
设备构成:
反应池:配备搅拌机,用于投加碱(如NaOH、石灰乳)调整pH至中性或微碱性。
沉淀池:如竖流式沉淀池或斜板沉淀池,配备刮泥机。
功能:通过中和反应,使废水中的部分磷酸根生成磷酸钙等沉淀物初步析出,同时去除部分悬浮物。沉淀下来的磷酸钙污泥可进一步回收磷酸。
这是废水处理的关键,主要任务是高效去除有机物(COD)和回收磷。
混凝气浮池或高级氧化设备
设备类型:溶气气浮机(DAF)或芬顿反应塔。
功能:
气浮:投加混凝剂和絮凝剂,通过产生微气泡粘附絮体,使其上浮分离,有效去除废水中的胶体物质和部分COD(特别是焦油类物质)。
高级氧化:如采用芬顿法(Fenton),需要芬顿反应池和中和沉淀池。通过强氧化剂(双氧水+亚铁离子)降解难生化有机物,提高废水可生化性。
生化处理系统
经过预处理后,废水可生化性提高,可采用生化法进一步降解COD。
厌氧反应器:
设备类型:上流式厌氧污泥床反应器(UASB)、内循环厌氧反应器(IC)。
功能:在无氧条件下,利用厌氧微生物将大部分有机物分解为甲烷和二氧化碳,能有效处理高浓度有机废水,并产生沼气(可回收能源)。
好氧反应器:
设备类型:序批式活性污泥法反应器(SBR)、膜生物反应器(MBR)、生物接触氧化池。
功能:在曝气条件下,利用好氧微生物进一步降解剩余的有机物。MBR工艺将生物降解与膜分离相结合,出水水质更好。
磷酸回收系统(专属特色设备)
这是化学法活性炭生产废水处理的核心价值环节之一。
设备构成:
蒸发浓缩系统:如多效蒸发器(MVR)或传统多效蒸发器。通过加热蒸发水分,浓缩废水中的磷酸。
冷凝水回收系统:将蒸发出的水蒸气冷凝,冷凝水(水质较好)可回用于生产。
磷酸调配槽:将浓缩后的磷酸溶液回用于生产工段,实现资源循环利用。
确保最终出水稳定达标,或满足回用要求。
深度氧化设备
设备类型:臭氧发生器+催化氧化塔、电催化氧化设备。
功能:去除生化处理后残留的难降解微量有机物,确保COD达标。
过滤设备
设备类型:砂滤罐、活性炭过滤器、精密过滤器。
功能:去除水中的微小悬浮物和色度,使出水清澈。
膜分离设备(用于高标准回用)
设备类型:反渗透(RO)装置、纳滤(NF)装置。
功能:脱除盐分和几乎所有有机物,产水可达到高级回用标准(如冲洗、冷却补水甚至工艺用水)。
处理各环节产生的沉淀污泥。
污泥浓缩池
污泥脱水机
设备类型:板框压滤机(最常用,脱水率高)、带式压滤机、离心脱水机。
功能:将污泥中的水分挤出,形成干泥饼,便于外运处置。脱水产生的滤液返回调节池重新处理。
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