ACCA/活性焦工艺介绍(一)

作者: laokou 分类: 水处理 发布时间: 2020-12-24 08:55

一、ACCA工艺概述

ACCA技术是以活性焦吸附和再生为核心工艺的污水深度处理技术,并集成了除磷技术,实现了污水中CODCr、BOD5、色度、总磷、氨氮、异味、有毒物质等污染物去除,是污水厂水质排放标准达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中Ⅳ类至Ⅲ类水质要求的一种可选的技术方案。ACCA系统工艺流程,如图1所示。

1  ACCA系统工艺流程图

工艺流程说明:系统进水水质为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的三级生化出水自流入中间水池,由提升泵将污水直接送入除磷一体机,投入专利除磷剂将总磷去除至0.3左右,再自流到二级流动床活性焦吸附塔,对CODCr、BOD5、氨氮、总磷、色度、SS、臭味等污染物进行有效的吸附去除,吸附完成后的出水再进入无动力砂池进行过滤去除SS,过滤完成后的产水各指标(除总氮外)达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类水质要求后排入城市内河作为河道生态补充水。

一级流动床吸附塔产生的饱和废焦,气提进入振动筛振动脱水后装入吨袋,再统一运输至活性焦再生系统进行再生,再生后的活性焦装入吨袋,运入活性焦堆料房进行保存。再生后的活性焦或新焦与水混合通过提升泵打入第二级流动床活性焦吸附塔顶部,实现活性焦添加、排出全自动化。

除磷一体机污泥自流进入污泥浓缩池,经药剂调理后由泵提升进入板框压滤机进行脱水,脱水后的污泥达到80%含水率后委外处置。污泥浓缩池上清液及板框压滤机压滤液排入污水池,活性焦流动床洗焦水经沉焦设备处理后的废水与无动力砂滤池反洗出水一并排入污水池,由提升泵将污水送往除磷一体机处理。

二、核心工艺过程简介

1、除磷一体机简介

除磷一体机工艺过程来源于加压容器气浮技术,经过改造部分构造实现了絮凝和、气浮和沉降等工艺过程,能够去除污水中的悬浮物、胶体、总磷和CODCr等污染物,其设备图片如图2所示。

除磷一体机设备图

 工艺过程说明:回流比例约占总水量10%~300%的回流水进行溶气水再循环,通过一个特别设计的均衡释放装置,获得平均直径为2µm的微气泡,这些高密度微气泡的巨大表面积形成了吸附细小悬浮物的强大能力。溶气水,污水以及药剂三者在一个特别设计的管式混凝装置中混合,之后生成的大量絮凝物在高密度微气泡的环境中生成并长大,而粘附微气泡的悬浮粒子在快速上浮区升起至液体表面形成浮渣层。最特殊的地方在于它让污水经过特别设计的次表面捕集装置,使那些缓慢升起的浮力略大于重力的小微粒和小微泡被截取并移动至次表面逐步凝结成较大的絮凝物,当这些絮凝物的浮力逐渐增加后,他们就在不受任何扰动和水流阻碍的情况下上浮至水面。部分比重大的悬浮物沉淀在池底由专门的污泥收集装置收集排放。

2活性焦简介

活性焦是一种由褐煤为原料生产的具有大量功能基团的中孔丰富(2nm-50nm)的碳吸附材料,正是这种孔隙结构和功能基团特点,使活性焦在污水处理领域有广泛的应用空间,主要作用有去除CODCr、色度、胶体、重金属等污染物。

活性焦作为一种多孔煤基吸附材料,在生产过程中材料本身有大量的功能基团包括羟基、酚羟基、碱性含氧功能基团,这些吸附是靠化学键的作用使吸附质与吸附材料发生化学反应,从而去除污染物,同时活性焦与污染物之间会产生范德华力为主的物理吸附,物理吸附与化学吸附共同构成了活性焦优异的吸附性能。

活性焦(扫描电镜图见图3)是一种常见的炭基材料,具有活性炭的特性。即活性焦本身既是吸附剂,又是催化剂,同时还可以用作催化剂载体。活性焦实质上是一种低比表面积活性炭,其比表面积一般为600~1000m2/g。但是,在各种炭基吸附剂中,活性焦由于具有价格相对便宜、可获得很高的硫脱硝效率、机械强度高、耐磨损等优点而受到关注。

3 活性焦的扫描电镜图

当污染物分子接近活性焦固体表面时,首先发生物理吸附,此时污染物分子进一步接近活性焦固体表面,由于电子运动的相互排斥,使污染物分子的势能急剧上升;当污染物分子势能上升到其活化能以上时,就发生化学吸附。

活性焦过滤是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程,被截留的悬浮物充塞于活性焦孔道、表面、空隙间。活性焦对悬浮物的截留能力的大小由活性焦比表面积决定。低流速时,活性焦的过滤能力主要地来自活性焦的筛除作用;高流速时,活性焦的过滤能力来自活性焦颗粒表面的吸附作用。在过滤过程中,活性焦颗粒的比表面积越大,对水中悬浮物的附着力越强。活性焦与活性炭相关指标对比情况,详见表2。

对比项目 活性焦 活性碳(煤基)
粒径 2-8mm(不规则体) 2-6mm(不规则体)
孔容 0.4-0.5mL/g 0.4-0.5mL/g
中孔 0.2~0.4mL/g ~0.20mL/g
比表面积 800~900m2/g 800~900m2/g
COD理论吸附容量 1吨吸附220kg 1吨吸附100kg
COD实际吸附容量 1吨吸附200kg 1吨吸附50kg
单价(含运费、16%增值税) 5000元/吨 7000元/吨
再生得率 95% 90%
活性焦粉末率 33% 33%
再生恢复率 98% 95%
再生成本 3000元/吨(含新焦补充) 4100元/吨(含新碳补充)
吸附一吨COD的成本 1.5万元 8.2万元
吸附10g/吨COD的成本 0.15元 0.82元

3、活性焦吸咐塔/池技术简介

(1)单级流动床主要结构及工作原理

流动床颗粒活性焦吸附塔主体是由罐体和内部构件组成。吸附塔罐体采用标准的建筑用不锈钢、碳钢、玻璃钢或地建结构制造,通过法兰连接进水、出水和清洗用水。内部构件包括进水管、布水器、颗粒活性焦提升装置、颗粒活性焦清洗装置等(如图4所示)。

流动床颗粒活性焦吸附塔结构图

工艺流程说明:吸咐时,流动床活性焦吸咐塔基于逆流原理,待处理的原水经进水管,通过位于吸咐塔底部的布水器进入吸咐塔。水流由下向上逆流通过滤床,经过滤后的过滤液在吸咐塔顶部聚集,经溢流口流出;从而污水中的COD、色度、浊度都得到非常理想的去除效果。吸咐塔底部吸咐饱和的活性焦滤料通过空气提升泵被提升到废料池;上料和卸料工艺简便。流动床颗粒活性焦吸附塔可单级或多级过滤,根据过滤水量的需求选择单台运行或多台并联运行,如图5所示。活性焦吸附塔可单级或多级过滤吸附;深层过滤,滤床深度5000~7000mm;充分保障出水的稳定性,且根据原水情况流量可大可小,抗水质波动性强。

多级流动床活性焦吸附塔并联运行图

 

对于市政污水处理项目,ACCA技术采用土建方池的形势建设吸附池,土建吸附池体尺寸为5m×5m,高度为10m,每间吸附池处理能力为3600m3/d。对于郑州马头岗60m3/d,项目需要建造192间上述吸附池。活性焦填总体充量约为1m3


未完待续