[發(fā)明專(zhuān)利]一種粉末活性炭再生系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210378246.7
• 申請(qǐng)日: 2022-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114700059A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王曉波;田立平;周志偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué);濰坊市市政公用事業(yè)服務(wù)中心
• 主分類(lèi)號(hào): B01J20/34
• 分類(lèi)號(hào): B01J20/34;B01J20/20;C02F1/28;C02F101/30
• 代理公司: 成都方圓聿聯(lián)專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發(fā)明中公開(kāi)了一種粉末活性炭再生系統(tǒng)，包括依次連接設(shè)置的第一混合罐、第一提升泵、吸附池、第一活性炭分離裝置、再生池、第二活性炭分離裝置、第二混合罐和第二提升泵，所述第二提升泵的出水端與吸附池進(jìn)水端連接。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了基于上述再生系統(tǒng)的粉末活性炭再生方法。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)粉末活性炭(PAC)在污水處理工藝應(yīng)用過(guò)程中的“原位”再生，讓污水處理與粉末活性炭再生有效結(jié)合，顯著提高工作效率并降低污水處理的成本；同時(shí)本發(fā)明中粉末活性炭的再生方法簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件要求低，且炭損失小，粉末活性炭的再生率為80％以上，有效解決傳統(tǒng)熱再生PAC時(shí)再生溫度限制、炭損失量大、污染重等難題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水處理吸附與再生領(lǐng)域，具體涉及一種粉末活性炭再生系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

活性炭是水處理領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的綠色除污染材料，具有吸附容量高、去除污染物種類(lèi)多、應(yīng)用范圍廣等特點(diǎn)，在水的除臭、脫色及有機(jī)污染物的吸附等方面發(fā)揮著重要的作用。水處理領(lǐng)域中應(yīng)用的活性炭主要有顆粒活性炭(GAC)和粉末活性炭(PAC)兩種。顆粒活性炭多采用濾池型式進(jìn)行過(guò)濾吸附去除污染物，一般用于各種水處理工藝的凈化過(guò)程。粉末活性炭可更容易地應(yīng)用到不同的處理單元或與其他處理技術(shù)聯(lián)用，包括市政水處理領(lǐng)域的水源水預(yù)處理、混合池、反應(yīng)池、沉淀池、吸附池、二沉池、超濾膜池等多種處理單元，在水體突發(fā)污染的應(yīng)急處理、多種工業(yè)廢水的深度處理工藝等也得到應(yīng)用，具有非常廣泛的適用性。

由于活性炭的用量大、使用成本高，在水處理領(lǐng)域中大多要進(jìn)行再生與回用。然而，吸附飽和活性炭的回收困難、再生成本高等問(wèn)題一直是困擾活性炭廣泛和高效利用的技術(shù)難題。

目前，活性炭再生方法包括生物再生、熱再生、超聲波再生、微波及微波輔助再生、電-熱再生、電-化學(xué)再生、濕式氧化再生、芬頓(類(lèi)芬頓)再生、溶劑再生、超臨界CO2再生等。熱再生方法是通過(guò)加熱使吸附質(zhì)解吸、炭化和氧化分解，最終變成氣體逸出，該方法在工業(yè)上應(yīng)用最多、最成熟，但該方法能耗高、炭損失量大。超聲波再生法主要適用于活性炭物理吸附時(shí)的再生，再生過(guò)程不徹底。微波及微波輔助再生為封閉加熱再生過(guò)程，蒸發(fā)的物質(zhì)不能及時(shí)排除，適用于吸附質(zhì)為熱解型或者難脫附型。電化學(xué)再生主要用于GAC的再生。濕式催化氧化再生適宜于處理毒性高、生物難降解的吸附質(zhì)，但該方法存在再生系統(tǒng)附屬設(shè)施多、操作較繁瑣的缺點(diǎn)。溶劑再生時(shí)活性炭損失較小，適用于可逆吸附特別適用于高濃度、低沸點(diǎn)有機(jī)質(zhì)的吸附，但是該再生方法會(huì)造成二次污染、再生不徹底、微孔易堵塞，多次再生后吸附性能下降或喪失。超臨界CO2再生工藝中的吸附質(zhì)是可溶于超臨界流體中，且設(shè)備材質(zhì)耐壓高。

當(dāng)前，GAC再生與回用技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，而PAC的分離回收與再生回用技術(shù)尚處于起步研究階段，且分離回收的飽和PAC還需要送至專(zhuān)業(yè)再生廠(chǎng)家處理，無(wú)法在水處理工藝的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)或工藝流程中進(jìn)行直接再生與回用，使得飽和活性炭的收集、運(yùn)送、再生、回用等過(guò)程耗費(fèi)了更多的時(shí)間、人力、物力；因此，亟需研發(fā)在水處理工藝應(yīng)用過(guò)程中或應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)的PAC“原位”收集、再生與回用關(guān)鍵技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)PAC的有效再生循環(huán)利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的無(wú)法在水處理現(xiàn)場(chǎng)中直接進(jìn)行粉末活性炭再生與回用的問(wèn)題，提供一種粉末活性炭再生系統(tǒng)與方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種粉末活性炭再生系統(tǒng)，包括依次連接設(shè)置的第一混合罐、第一提升泵、吸附池、第一活性炭分離裝置、再生池、第二活性炭分離裝置、第二混合罐和第二提升泵，所述第二提升泵的出水端與吸附池進(jìn)水端連接。

優(yōu)選地，所述第一活性炭分離裝置和第二活性炭分離裝置均為板框壓濾機(jī)、浸沒(méi)式炭水分離器、層疊式板框過(guò)濾器或真空抽濾機(jī)中的一種。

優(yōu)選地，所述再生池內(nèi)設(shè)置有超聲波發(fā)生器和臭氧曝氣裝置。

一種粉末活性炭再生方法，使用上述再生系統(tǒng)，包括以下步驟：

S1、向第一混合罐中投加新的粉末活性炭，配置成新的粉末活性炭懸浮漿液；