高浓度废水活性炭吸附再生重复利用全自动控制系统应用

金宗良 陆益波 金宗明

摘 要：随着我国工业的快速发展，每天都会产生大量废水，一般采用活性炭吸附的方式来进行处理，有利于提升水资源利用率，从而获得更高经济效益。关于高浓度废水活性炭吸附再生重复利用全自动控制系统研究是很有必要的，可以运用实际生产中去。文章先分析活性炭在废水处理中的优势，再论述全自动控制系统构建。

关键词：高浓度废水;活性炭吸附;重复利用;全自动控制系统

引言：

在经济发展中对水资源需求量变大，如何提高利用率呢？废水重复利用成为了人们研究的焦点。针对于高浓度废水而言，其中含有多种成分物质，要采用活性炭吸附的处理方法，可以达到净化目的，从而实现重复利用。为了保证废水高效处理，要有效运用全自动控制系统，可以满足企业发展需求。

一、活性炭吸附处理废水的优势

活性炭是经过特殊处理的，其表面积非常大，而且有无数细小孔隙。活性炭具有很强的物理吸附和化学吸附功能，将其应用在废水处理中可以发挥出有效作用。活性炭可以分为两种，一种是粉末状的活性炭，具有吸附能力强、成本低等优势，但不能重复使用。另一种是颗粒状的活性炭，价格比较高，但是可以重复使用，所以运用范围比较广。

活性炭之所以被应用到废水处理中，是因为具有显著优势。首先对水中有机物有较强吸附能力，例如苯类化合物、酚类化合物等。其次具有较好适应性，主要体现在水温、水量等方面，即使发生变化也可以取得良好去除效果。再次对重金属化合物有较强吸附能力，例如汞、铁等，因此被用于化工企业废水处理中。最后使用完的活性炭可以回收利用，不会造成环境污染[1]。

二、构建高浓度废水活性炭吸附再生重复利用全自动控制系统

（一）吸附系统设计

进母液水----厂区硫酸废水分别经吸附塔底部进入相应的吸附塔。在吸附塔底部环形布水器，以保证废液能够匀速稳定的进入到吸附塔里。当废液由底部进入到吸附塔中，在废液上升过程中与塔中活性炭充分接触，活性炭将废液中的有色物质及COD进行吸附脱除，进行脱除过的再生废液经过吸附塔顶部均匀环形布置的出料管口排出，排出的液体进入后续工艺单元进行处理。

吸附塔排饱和碳----随着吸附过程的进行，吸附塔中下部的活性炭首先达到饱和（通过时间和COD检测判断），这时需要对吸附塔中下部的活性炭进行更换以保证对废液的处理效果。这时需要暂时关闭废液进口阀门，打开吸附塔底部的活性炭卸料阀，首先用循环水反冲洗整个活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流动性。当补入水量足够后，打开吸附塔与脱酸罐连通的阀门，由于吸附塔顶部与大气相连通，吸附塔中活性炭具有较大的流动性，在重力作用下，活性炭随水一道流入吹送槽中，将饱和的活性炭排入到吹送槽后关闭阀门（液位控制）。

吹送槽排碳----在吹送槽排炭过程中，需要首先利用压缩空气将废炭里的废液吹出到进水缓存槽，再用输送循环槽内的水对废炭进行数次冲洗（具体冲洗次数根据洗炭水出水水质确定），将冲洗废水从出水管排入到进水缓存槽重新送入到吸附塔中进行吸附处理，冲洗完成后的饱和活性炭再利用输送循环槽内的水将炭输送到废炭槽存放。

废炭槽----当废炭槽中的废炭需要排出时，利用同样的机理先对废炭槽中的废炭进行反冲洗以增加废炭的流动性后依靠重力作用将废炭送入吹送槽。吹送槽与再生部分的加料装置高位高位废炭缓存槽相连，实现活性炭吸附与再生的衔接。当吹送槽中废炭达到一定量后，利用输送循环槽水泵将其输送到高位废炭缓存槽中[2]。

（二）再生系统设计

再生炉结构外层由炭钢制成，炉体内部结构以异性耐火砖利用自支撑小角度微拱形砌筑而成，炉中心以可旋转中心轴贯穿，中心轴上连以耙臂，每层耙臂数目可依需求进行不同设计，耙臂上附有耙齿，耙臂被中轴旋转带动时耙齿接触料层将料层拨开并均匀分布在炉床上，耙齿的角度调整可使物料在炉床上向中心或向壁侧移动。

从吸附部分进来的饱和活性炭在高位废炭缓存槽中暂存，高位废炭缓存槽通过底部气动阀将带水饱和活性炭连续稳定地输送至底部去水螺旋机，经去水螺旋机初步脱水后的饱和活性炭均匀输送到再生炉的顶部，由加料口进入到再生炉中。在加料过程中可以通过控制去水螺旋机的转速调节饱和活性炭的进料速率，去水螺旋机具有将水与饱和活性炭分离的作用，减少过多的水进入到再生炉中。

再生活性炭自再生炉顶端进料后在耙臂的旋转耙拨下，在炉床表面被均匀分布，耙齿将料层一次次耙开增加料层与较高温气体的接触面积以促进热能传递与质量传递速率，再生炉的下料口设计为中心下料与壁侧下料相间设计使物料能在炉中有最佳的炉床利用效率，再生活性炭在在再生炉中自上而下经过三个阶段：1.干燥期;2.焙烧期;3.活化期。再生机理：在干燥阶段再生活性炭中的水分以蒸汽形态脱离活性炭。干燥完成后，再生活性炭进入焙烧阶段，这时颗粒活性炭中吸附的有机物开始挥发，焙烧阶段主要发生在再生炉的中部。焙烧完成后，再生活性炭进入活化期，温度提高到800℃～1000℃，这时在再生炉中注入再生蒸汽，再生蒸汽与活性炭中吸附的残留炭发生水煤气反应：

三、效益分析

该工艺把全流程都实现远程自动控制，现场实现无人化，参数化设定，程序化执行，流程化监测管理，达到高效节能安全可靠的运行。为了适应发展需求，要加强技术创新，不断提升自动化水平，保证活性炭的再生重复利用，对高浓度废水进行处理，不仅可以避免环境污染，而且能够提升水资源利用率。在技术应用中要进行总结，在不断改进中提升运行水平，为企业发展提供可靠保障[3]。

四、结语

综上所述，工厂生产会排放出大量高浓度废水，在处理过程中要使用活性炭，为了提高提高利用率，要进行充分利用才可以。全自动控制系统的设计及實现，改变了传统处理模式，保证系统稳定、高效的运行，实现活性炭再生重复利用的目的，改善废水处理效果，推动企业可持续发展，创造出更大经济效益。

参考文献：

[1]王倩雯，张丽，刘东方， 等.改性活性炭吸附湿法冶金高盐废水中有机物的研究[J].工业水处理，2020，40（6）：64-67.

[2]张研，崔伟超，刘红雨.活性炭吸附法净化工业废水的研究[J].盐科学与化工，2020，49（10）：15-17.

[3]郭茹.活性炭吸附在炼油化工废水回收利用中的应用[J].山东化工，2020，（7）：257-258.