專利名稱：電鍍廢水cod的生物活性炭處理設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及廢水處理領(lǐng)域，尤其是涉及一種電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備。
背景技術(shù)：
在電鍍行業(yè)中，按照鍍種和電鍍工藝的不同，在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水中有機廢物包括含油廢水、含不同絡合難降解有機物物廢水等。隨著電鍍廢水處理排放標準和監(jiān)察力度的提高，電鍍廢水中COD (化學需氧量)的達標排放成為處理和治理的難點。電鍍廢水存在以下特點:鹽分較高；COD的主要來源為難生物降解有機污染物。目前的電鍍廢水處理技術(shù)(如化學沉淀和離子交換)可以使廢水重金屬離子達到排放標準，但這些技術(shù)對于廢水中C0D、氨氮和總磷的去除效果較差，一般這些污染物經(jīng)上述處理仍達不到排放要求。生物活性炭是將微生物接種于活性炭柱中，利用活性炭的吸附以及活性炭層內(nèi)微生物氧化和有機分解作用，對活性炭進行“生物再生”。由于活性炭吸附能力較強，可以先將難降解有機物截留于活性炭柱中待生物氧化碳化。同時活性炭作為微生物的生存載體，抵消了外界環(huán)境的一些不良影響，如鹽分高等。生物活性炭不僅可以有效地降低電鍍廢水中C0D,而且具有一定的脫氮除磷作用。目前生物活性炭工藝已普遍應用于城市污水和給水處理領(lǐng)域，但總結(jié)下來普遍存在以下問題:1、生物活性炭工藝通過加設細孔的曝氣設備，鼓入空氣達到充氧效果，該方式存在濾料易于堵塞曝氣管，維護運行費用較高的問題；2、活性炭老化等問題需定期更換，但由于目前生物活性炭設備均為周圍密封結(jié)構(gòu)，更換活性炭時需人工將活性炭挖出再裝入新活性炭。此方式不僅操作麻煩，而且破壞了長期運行形成的含特定微生物群的生物膜。更換活性炭后，需運行較長時間才能恢復處理效果。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出一種電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，以解決現(xiàn)有工藝存在的問題。本實用新型的一個方面提出一種電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，包括:砂濾罐、過水槽、溶氣壓力泵、溶氣罐以及生物活性炭反應器。該砂濾罐具有砂濾進水口及砂濾出水口，該砂濾進水口輸入電鍍廢水,該砂濾出水口輸出過濾后的電鍍廢水。該過水槽具有進水端及出水端，該進水端連接該砂濾罐的砂濾出水口。該溶氣壓力泵連接該過水槽的該出水端。該溶氣罐具有進水口、出水口及進氣口，該溶氣罐的進水口連接該溶氣壓力泵的輸出端以部分地輸入來自該溶氣壓力泵的進水，該進氣口輸入壓縮空氣，從而在該溶氣罐內(nèi)進行加壓溶氣。該生物活性炭反應器具有進水口和出水口，該生物活性炭反應器的進水口連接該溶氣罐的出水口及該溶氣壓力泵的輸出端，以輸入廢水并去除廢水中的有機物，該生物活性炭反應器的活性炭柱下方布置有溶氣出水管，該溶氣出水管上分布有小孔以排出廢水及減壓釋放而產(chǎn)生的微細、粒度均勻的氣泡。在本實用新型的一實施例中，上述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備還包括反洗泵，該砂濾罐還具有砂濾反洗進水口和砂濾反洗出水口，且該該過水槽還具有反洗供水口，該反洗泵的輸入端連接該反洗供水口，該反洗泵的輸出端連接該砂濾反洗進水口。在本實用新型的一實施例中，上述的活性炭柱內(nèi)包含多個相互獨立的分段模塊，每一分段模塊內(nèi)裝填有活性炭。在本實用新型的一實施例中，上述的多個分段模塊上下相互間隔。在本實用新型的一實施例中，每一分段模塊具有可打開的上頂蓋及下頂蓋，該上頂蓋的周圍均勻安裝有多個吊環(huán)。在本實用新型的一實施例中，上述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備還包括設置在該活性炭柱和該溶氣出水管之間的承托層。本實用新型由于采用以上技術(shù)方案，通過加壓溶氣的方式在廢水中溶入大量的氣體，而在廢水進入生物活性炭反應器后，氣體減壓釋放會產(chǎn)生微細、粒度均勻的氣泡。這些氣泡上浮穩(wěn)定、對液體擾動微小、充氧效果較好。與現(xiàn)有的曝氣技術(shù)相比，本實用新型不需使用細孔徑的曝氣管，因而避免了濾料堵塞的問題。而且，水和氣同步推流式上升，減小了濾料對水的阻力，又便于廢水保持穩(wěn)定的流速，因此無需設置配水室，從而減小了設備的體積和高度。

為讓本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，
以下結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
作詳細說明，其中:圖1示出本實用新型一實施例的生物活性炭處理設備結(jié)構(gòu)示意圖。圖2A示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的上部平面圖。圖2B示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的底部平面圖。圖3A示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的分段模塊側(cè)視圖。圖3B示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的分段模塊的俯視圖。圖4示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的分段模塊的布置圖。圖5示出本實用新型一實施例的生物活性炭處理流程圖。圖6示出本實用新型一實施范例的廢水COD處理效果圖。
具體實施方式
本實用新型的實施例針對電鍍廢水中COD的特點，結(jié)合生物活性炭工藝獨特的優(yōu)點，提出利用生物活性炭處理電鍍廢水中C0D。本實用新型實施例的重點是發(fā)揮生物的氧化作用。生物活性炭法是利用活性炭表面生長的微生物降解與活性炭吸附作用共同去除有機物。由于微生物能優(yōu)先降解水中的有機物，降低了活性炭的吸附負荷，增加了炭床在達至IJ“穿透”或“失效”時通水倍數(shù)，延長了活性炭的使用周期，減少了活性炭的再生頻率，從而降低生產(chǎn)成本與能耗。[0026]活性炭強大的吸附功能，為微生物生長提供了有利條件。與普通生物法比，生物活性炭法在處理低濃度、難降解廢水方面具有很大優(yōu)勢，主要因為:(I)活性炭表面對有機物的富集功能:Rittmann與McCarty提出最小基質(zhì)(Smin)理論，有機物濃度低于Smin時生物膜無法形成，如乙酸的Smin為0.66mg/L。但采用生物活性炭法時，即使液相中有機物濃度低于Smin時，由于活性炭的吸附能提高炭粒周圍有機物濃度，利于生物活性炭中生物降解作用的發(fā)生。此外，一些基質(zhì)濃度高于Smin，也可以作為一級基質(zhì)促進生物膜形成，然后將其它濃度低于Smin的有機物作為二級基質(zhì)共代謝去除。(2)活性炭吸附可去除大部分對微生物有毒害作用的有機物，降低處理水的毒性，減小廢水對微生物的抑制性，利于微生物生長。活性炭有發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，一般活性炭的微孔的孔隙容積為高達0.95mL/g,孔隙數(shù)量約為1020個/g，能吸附達自身重量幾倍的有機物。Eherhadt與Rehm分別采用游離與固定化菌種降解苯酹,結(jié)果發(fā)現(xiàn)游離細菌對苯酹的耐受濃度為1.5g/L，而活性炭固定菌種對苯酚的耐受濃度最高可達15g/L，對炭粒吸附酚的降解率高達90%。ff.Nishijima指出，活性炭作為生物載體，可將有機物的生物降解速率由無煙煤的1.7提高到4.9，采用活性炭作為生物載體能刺激生物活性，但不改變細菌的組成與菌數(shù)。(3)活性炭粗糙的表面與巨大的比表面積，利于微生物棲息；而且炭粒在表面由于對流與擴散受到限制，活性炭表面的PH，溫度及各種物質(zhì)的濃度變化相對于外界較為緩和?；钚蕴烤哂袕姶蟮奈焦δ?，使微生物能比較牢固地吸附在活性炭表面，在受到水流、氣流沖刷時,微生物損失較少。圖1示出本實用新型一實施例的生物活性炭處理設備結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1所示，生物活性炭處理設備主要包括砂濾罐10、反洗泵20、過水槽30、溶氣壓力泵40、溶氣罐50、以及生物活性炭反應器60。砂濾罐10具有砂濾進水口 11、砂濾出水口 12、砂濾反洗進水口13和砂濾反洗出水口 14。電鍍廢水從砂濾進水口 11進入砂濾罐10，經(jīng)過濾后從砂濾出水口 12輸出。過水槽30具有進水端及出水端。過水槽30的進水端連接砂濾罐10的砂濾出水口 12。過水槽30還具有反洗供水口，可向反洗泵20提供出水。反洗泵20的進水口連接過水槽30，出水口連接砂濾罐10的砂濾反洗進水口 13。反洗泵20的進水可由閥門31控制。過水槽30的出水端連接溶氣壓力泵40的輸入端，并且可由閥門32控制。承上述,過水槽30的出水經(jīng)溶氣壓力泵40 —部分(例如進入溶氣壓力泵40的水流量的90%-95%)地進入溶氣罐50。溶氣罐50具有進水口 51、出水口 52及進氣口 53。進水口 51連接溶氣壓力泵40的輸出端。進氣口 53則輸入壓縮空氣。在壓縮空氣的輸入管路上可設有電磁閥54，控制管路的開和閉。溶氣罐50內(nèi)進行的是加壓溶氣過程。也就是說,通過往溶氣罐50內(nèi)加入壓縮空氣，使氣體能夠以更大的溶解度溶解在廢水中。溶氣罐
50經(jīng)出水口 52輸出溶氣后的廢水到生物活性炭反應器60。溶氣罐50還可具有液位計55，以檢測罐內(nèi)的液位。另一方面，過水槽30的出水經(jīng)溶氣壓力泵40后一部分(例如進入溶氣壓力泵40的水流量的5%-10%)直接進入生物活性炭反應器60。生物活性炭反應器60具有進水口 61和出水口 62。進水口 61同時連接溶氣壓力泵40的出水端及溶氣罐50的出水口 52。圖2A示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的上部平面圖。參照圖2A所示，生物活性炭反應器60內(nèi)設有排水堰63，在排水堰之外是排水槽64。圖2B示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的底部平面圖。參照圖2B所示，生物活性炭反應器60內(nèi)的底部布置一個溶氣進水管66和多個溶氣出水管67。這些溶氣釋放管布置在反應器的活性炭柱之下。溶氣進水管66可視為主管，多個溶氣出水管67可視為支管。這些溶氣出水管67分散布置在生物活性炭反應器60內(nèi)，并且均與溶氣進水管66連通。溶氣出水管67的端部封閉，管壁上均勻布置有孔徑在數(shù)mm的小孔。這些小孔用以排出氣體和水。具體地說，溶氣進水管66引入溶解有氣體的廢水，之后溶入廢水的氣體經(jīng)驟然減壓釋放，經(jīng)小孔排出。在此，減壓釋放產(chǎn)生的氣泡不僅微細、粒度均勻、密集度大、而且上浮穩(wěn)定、對液體擾動微小、充氧效果較好。另外值得注意的是，來自過水槽30的廢水僅有一部分經(jīng)過加壓溶氣后進入生物活性炭反應器60，而另一部分直接經(jīng)溶氣壓力泵40輸送到生物活性炭反應器60，這種部分加壓的方式可以節(jié)約能源。在較佳實施例中，在溶氣釋放管和活性炭柱之間布置有承托層，以避免活性炭柱中的炭微粒落入溶氣釋放管的孔徑中。承托層可簡單地由卵石組成。相比細孔徑的曝氣管，本實施例溶氣釋放管的孔徑更大，不僅可以避免濾料堵塞，而且水和氣同步推流式上升，減小了濾料對水的阻力，又便于廢水保持穩(wěn)定的流速，因此可直接通過加壓溶氣水的低壓釋放后經(jīng)過承托層達到氣水混合的作用而無需另設配水室。因此只需簡單鋪設由卵石組成的承托層，從而減小了設備的體積和高度。生物活性炭反應器60還具有反沖洗進水管68。在此由于溶氣出水管為粗孔徑，因此也可作為反沖洗布水和布氣管，而無需另設反沖洗裝置。圖4示出本實用新型一實施例的生物活性炭反應器的分段模塊的布置圖。參照圖4所示，生物活性炭反應器60的主體為生物活性炭柱65。本實施例的生物活性炭柱65分為內(nèi)外結(jié)構(gòu)，外部為周圍密封柱狀結(jié)構(gòu)的外殼體，內(nèi)部放置分段模塊70。這些模塊70設置成可自由吊裝的圓餅式模塊，裝入活性炭柱65中。分段模塊70的示意圖見圖3A及3B所示，該模塊上、下部的頂蓋71、72均可以打開。上、下頂蓋71、72可均為一定孔徑的鋼絲網(wǎng)(鋼絲網(wǎng)孔徑應小于裝填活性炭的孔徑)。模塊上部(具體為上頂蓋)外周均勻安裝吊環(huán)73，以便在吊裝時被抓取。另外，各個吊環(huán)73在分段模塊70安裝到活性炭柱內(nèi)時還能起到間隔作用。參照圖4所示，在活性炭柱內(nèi)裝有3段分段模塊70，它們之間被各自的吊環(huán)73間隔開。各分段模塊70內(nèi)填入活性炭，活性炭不應裝滿分段模塊70，而應預留少量的空間。在一個實施例中，可使用一個分段模塊的容器來鋪設卵石，作為承托層，并放在各分段模塊的最底部。在另一實施例中，可直接在最底部的分段模塊的底部設置承托層，再在其上填入活性炭。本實施例采用分段模塊化的構(gòu)造極大降低了更換活性炭的難度。在定期更換時，只需將各個分段模塊吊出后更換活性炭，而且只需將最底部的分段模塊更換掉，而不更換上部的其它活性炭層。另外，可將新的分段模塊置于最頂部。這樣不僅節(jié)約活性炭更換成本，而且可以保持特定微生物群的穩(wěn)定，不致需長時間恢復處理效果。此種結(jié)構(gòu)還具有多級塔式生物濾池的作用。圖5示出本實用新型一實施例的生物活性炭處理流程圖。參照圖5并結(jié)合圖1所示，本實施例的生物活性炭處理流程如下。[0043]在步驟501，將經(jīng)過化學沉淀的電鍍廢水經(jīng)過砂濾罐10，以去除懸浮顆粒物。在步驟502，從砂濾罐10輸出經(jīng)過濾的廢水至過水槽30。在步驟503，從過水槽30的輸出一部分廢水至溶氣罐50，并向溶氣罐50中通入壓縮空氣，進行加壓溶氣以提高廢水中空氣的溶解度。在步驟504，從溶氣罐50輸出廢水，并從過水槽30輸出另一部分廢水至生物活性炭反應器60停留一段預設時間，以去除廢水中的有機物。這里，廢水從該生物活性炭反應器的活性炭柱底部注入，廢水中加壓溶入的氣體經(jīng)驟然減壓釋放而產(chǎn)生氣泡。所產(chǎn)水的氣泡不僅微細、粒度均勻、密集度大、而且上浮穩(wěn)定、對液體擾動微小、充氧效果較好。廢水在生物活性炭反應器60中停留一定時間進行反應后，直接出水排放。下面給出本實用新型的一個實際實施的范例。處理實際的鍍鋅廠產(chǎn)生的電鍍廢水，該廢水已基本去除重金屬離子。采用本實用新型實施例的處理設備，具體方案如下:生物活性炭反應器的直徑0.9m，總高度5m，有效高度(活性炭高度)2.5m，距離反應器底部0.2m處布有溶氣釋放管，主管(溶氣進水管)采用DN32，支管(溶氣出水管)采用DN25，且在支管上均勻布置6mm的小孔。在距底部0.3m出設有反沖洗管，距底部0.4m處設有承托層。承托層為0.2m厚直徑2cm左右的卵石，其上再填充2.5m厚直徑f 2mm的活性炭。采用人工掛膜的方式培養(yǎng)生物膜(活性污泥已經(jīng)過馴化)，待形成穩(wěn)定生物膜后，以設計處理水量2m3/h運行，水力停留時間約lh，反沖洗方式采用氣水聯(lián)合反沖，沖洗周期為5d (天)。本范例穩(wěn)定期間處理結(jié)果見圖6。由圖6可知，在進水COD濃度為138 207mg/L的情況下，出水基本維持于60mg/L以下，去除率維持60%以上，處理效果穩(wěn)定。雖然本實用新型已參照當前的具體實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明本實用新型，在沒有脫離本實用新型精神的情況下還可作出各種等效的變化或替換，因此，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)對上述實施例的變化、變型都將落在本申請的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于包括: 砂濾罐，該砂濾罐具有砂濾進水口及砂濾出水口，該砂濾進水口輸入電鍍廢水，該砂濾出水口輸出過濾后的電鍍廢水； 過水槽，具有進水端及出水端，該進水端連接該砂濾罐的砂濾出水口 ； 溶氣壓力泵，連接該過水槽的該出水端； 溶氣罐，具有進水口、出水口及進氣口，該溶氣罐的進水口連接該溶氣壓力泵的輸出端以部分地輸入來自該溶氣壓力泵的進水，該進氣口輸入壓縮空氣，從而在該溶氣罐內(nèi)進行加壓溶氣；以及 生物活性炭反應器，具有進水口和出水口，該生物活性炭反應器的進水口連接該溶氣罐的出水口及該溶氣壓力泵的輸出端，以輸入廢水并去除廢水中的有機物，該生物活性炭反應器的活性炭柱下方布置有溶氣出水管，該溶氣出水管上分布有小孔以排出廢水及減壓釋放而產(chǎn)生的微細、粒度均勻的氣泡。
2.如權(quán)利要求1所述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于，還包括反洗泵，該砂濾罐還具有砂濾反洗進水口和砂濾反洗出水口，且該該過水槽還具有反洗供水口，該反洗泵的輸入端連接該反洗供水口，該反洗泵的輸出端連接該砂濾反洗進水口。
3.如權(quán)利要求1所述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于，該活性炭柱內(nèi)包含多個相互獨立的分段模塊，每一分段模塊內(nèi)裝填有活性炭。
4.如權(quán)利要求3所述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于，該多個分段模塊上下相互間隔。
5.如權(quán)利要求3所述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于，每一分段模塊具有可打開的上頂蓋及下頂蓋，該上頂蓋的周圍均勻安裝有多個吊環(huán)。
6.如權(quán)利要求1所述的電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備，其特征在于，還包括設置在該活性炭柱和該溶氣出水管之間的承托層。
專利摘要本實用新型涉及一種電鍍廢水COD的生物活性炭處理設備。該處理設備包括砂濾罐、過水槽、溶氣壓力泵、溶氣罐以及生物活性炭反應器。本實用新型的特點是，該溶氣罐的進水口連接該溶氣壓力泵的輸出端以部分地輸入來自該溶氣壓力泵的進水，該進氣口輸入壓縮空氣，從而在該溶氣罐內(nèi)進行加壓溶氣。該生物活性炭反應器輸入廢水并去除廢水中的有機物，該生物活性炭反應器的活性炭柱下方布置有溶氣出水管，該溶氣出水管上分布有小孔以排出廢水及減壓釋放而產(chǎn)生的微細、粒度均勻的氣泡。
文檔編號C02F9/14GK202968320SQ201220678068
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月10日
發(fā)明者楊林, 邱真真 申請人:上海輕工業(yè)研究所有限公司