高濃度廢水活性炭吸附再生重復利用全自動控制系統應用

金宗良　陸益波　金宗明

摘 要：隨著我國工業的快速發展，每天都會產生大量廢水，一般采用活性炭吸附的方式來進行處理，有利于提升水資源利用率，從而獲得更高經濟效益。關于高濃度廢水活性炭吸附再生重復利用全自動控制系統研究是很有必要的，可以運用實際生產中去。文章先分析活性炭在廢水處理中的優勢，再論述全自動控制系統構建。

關鍵詞：高濃度廢水;活性炭吸附;重復利用;全自動控制系統

引言：

在經濟發展中對水資源需求量變大，如何提高利用率呢？廢水重復利用成為了人們研究的焦點。針對于高濃度廢水而言，其中含有多種成分物質，要采用活性炭吸附的處理方法，可以達到凈化目的，從而實現重復利用。為了保證廢水高效處理，要有效運用全自動控制系統，可以滿足企業發展需求。

一、活性炭吸附處理廢水的優勢

活性炭是經過特殊處理的，其表面積非常大，而且有無數細小孔隙。活性炭具有很強的物理吸附和化學吸附功能，將其應用在廢水處理中可以發揮出有效作用。活性炭可以分為兩種，一種是粉末狀的活性炭，具有吸附能力強、成本低等優勢，但不能重復使用。另一種是顆粒狀的活性炭，價格比較高，但是可以重復使用，所以運用范圍比較廣。

活性炭之所以被應用到廢水處理中，是因為具有顯著優勢。首先對水中有機物有較強吸附能力，例如苯類化合物、酚類化合物等。其次具有較好適應性，主要體現在水溫、水量等方面，即使發生變化也可以取得良好去除效果。再次對重金屬化合物有較強吸附能力，例如汞、鐵等，因此被用于化工企業廢水處理中。最后使用完的活性炭可以回收利用，不會造成環境污染[1]。

二、構建高濃度廢水活性炭吸附再生重復利用全自動控制系統

（一）吸附系統設計

進母液水----廠區硫酸廢水分別經吸附塔底部進入相應的吸附塔。在吸附塔底部環形布水器，以保證廢液能夠勻速穩定的進入到吸附塔里。當廢液由底部進入到吸附塔中，在廢液上升過程中與塔中活性炭充分接觸，活性炭將廢液中的有色物質及COD進行吸附脫除，進行脫除過的再生廢液經過吸附塔頂部均勻環形布置的出料管口排出，排出的液體進入后續工藝單元進行處理。

吸附塔排飽和碳----隨著吸附過程的進行，吸附塔中下部的活性炭首先達到飽和（通過時間和COD檢測判斷），這時需要對吸附塔中下部的活性炭進行更換以保證對廢液的處理效果。這時需要暫時關閉廢液進口閥門，打開吸附塔底部的活性炭卸料閥，首先用循環水反沖洗整個活性炭吸附塔，使水炭混合物含水量增加，加大其流動性。當補入水量足夠后，打開吸附塔與脫酸罐連通的閥門，由于吸附塔頂部與大氣相連通，吸附塔中活性炭具有較大的流動性，在重力作用下，活性炭隨水一道流入吹送槽中，將飽和的活性炭排入到吹送槽后關閉閥門（液位控制）。

吹送槽排碳----在吹送槽排炭過程中，需要首先利用壓縮空氣將廢炭里的廢液吹出到進水緩存槽，再用輸送循環槽內的水對廢炭進行數次沖洗（具體沖洗次數根據洗炭水出水水質確定），將沖洗廢水從出水管排入到進水緩存槽重新送入到吸附塔中進行吸附處理，沖洗完成后的飽和活性炭再利用輸送循環槽內的水將炭輸送到廢炭槽存放。

廢炭槽----當廢炭槽中的廢炭需要排出時，利用同樣的機理先對廢炭槽中的廢炭進行反沖洗以增加廢炭的流動性后依靠重力作用將廢炭送入吹送槽。吹送槽與再生部分的加料裝置高位高位廢炭緩存槽相連，實現活性炭吸附與再生的銜接。當吹送槽中廢炭達到一定量后，利用輸送循環槽水泵將其輸送到高位廢炭緩存槽中[2]。

（二）再生系統設計

再生爐結構外層由炭鋼制成，爐體內部結構以異性耐火磚利用自支撐小角度微拱形砌筑而成，爐中心以可旋轉中心軸貫穿，中心軸上連以耙臂，每層耙臂數目可依需求進行不同設計，耙臂上附有耙齒，耙臂被中軸旋轉帶動時耙齒接觸料層將料層撥開并均勻分布在爐床上，耙齒的角度調整可使物料在爐床上向中心或向壁側移動。

從吸附部分進來的飽和活性炭在高位廢炭緩存槽中暫存，高位廢炭緩存槽通過底部氣動閥將帶水飽和活性炭連續穩定地輸送至底部去水螺旋機，經去水螺旋機初步脫水后的飽和活性炭均勻輸送到再生爐的頂部，由加料口進入到再生爐中。在加料過程中可以通過控制去水螺旋機的轉速調節飽和活性炭的進料速率，去水螺旋機具有將水與飽和活性炭分離的作用，減少過多的水進入到再生爐中。

再生活性炭自再生爐頂端進料后在耙臂的旋轉耙撥下，在爐床表面被均勻分布，耙齒將料層一次次耙開增加料層與較高溫氣體的接觸面積以促進熱能傳遞與質量傳遞速率，再生爐的下料口設計為中心下料與壁側下料相間設計使物料能在爐中有最佳的爐床利用效率，再生活性炭在在再生爐中自上而下經過三個階段：1.干燥期;2.焙燒期;3.活化期。再生機理：在干燥階段再生活性炭中的水分以蒸汽形態脫離活性炭。干燥完成后，再生活性炭進入焙燒階段，這時顆粒活性炭中吸附的有機物開始揮發，焙燒階段主要發生在再生爐的中部。焙燒完成后，再生活性炭進入活化期，溫度提高到800℃～1000℃，這時在再生爐中注入再生蒸汽，再生蒸汽與活性炭中吸附的殘留炭發生水煤氣反應：

三、效益分析

該工藝把全流程都實現遠程自動控制，現場實現無人化，參數化設定，程序化執行，流程化監測管理，達到高效節能安全可靠的運行。為了適應發展需求，要加強技術創新，不斷提升自動化水平，保證活性炭的再生重復利用，對高濃度廢水進行處理，不僅可以避免環境污染，而且能夠提升水資源利用率。在技術應用中要進行總結，在不斷改進中提升運行水平，為企業發展提供可靠保障[3]。

四、結語

綜上所述，工廠生產會排放出大量高濃度廢水，在處理過程中要使用活性炭，為了提高提高利用率，要進行充分利用才可以。全自動控制系統的設計及實現，改變了傳統處理模式，保證系統穩定、高效的運行，實現活性炭再生重復利用的目的，改善廢水處理效果，推動企業可持續發展，創造出更大經濟效益。

參考文獻：

[1]王倩雯，張麗，劉東方， 等.改性活性炭吸附濕法冶金高鹽廢水中有機物的研究[J].工業水處理，2020，40（6）：64-67.

[2]張研，崔偉超，劉紅雨.活性炭吸附法凈化工業廢水的研究[J].鹽科學與化工，2020，49（10）：15-17.

[3]郭茹.活性炭吸附在煉油化工廢水回收利用中的應用[J].山東化工，2020，（7）：257-258.

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