自来水厂用颗粒活性炭有关问题探讨山西华青活性炭集团有限公司

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,#,LOGO,LOGO,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,自来水厂用颗粒活性炭再生有关问题探讨,黄铸 周婷,山西华青活性炭集团有限公司,上海冠成水务工程有限公司,Page,2,目录,活性炭再生意义,1,活性炭再生机理,2,活性炭再生设备,3,活性炭再生的判定,4,5,决定活性炭再生质量的因素,活性炭的再生方式,6,7,8,华青活性炭集团公司一体化服务方案,对自来水厂活性炭再生的几点建议,Page,3,1,、活性炭再生意义,1.1,自来水厂深度处理用活性炭的再生成本通常是新炭的,1/3,，生物活性炭的再生损耗通常是,10%-15%,，加上补充新炭的成本，比全部更换新炭节约成本,40%60%,。,节约成本、降低投资,以一个生产规模为,20,万吨,/,天的水厂计算，以,4,年为一个再生周期来估算，通过再生更换活性炭，比完全使用新炭，每年节约活性炭使用成本约,100,万元左右。,Page,4,1,、活性炭再生意义,1.,2,保护自然资源，减少煤矿开发,1.,3,减少环境影响与二氧化炭排放，活性炭再生比不再生可减少,5,倍的二氧化炭的排放,1.,4,降低客户废弃物的处置责任,Page,5,2,、活性炭再生机理,2.1 活性炭再生机理,(1),活性炭,饱和炭,活性炭是高空隙率的炭材料，具有多种多样的孔径尺寸，从可见的裂缝、缝隙到分子级大小的空隙。多孔性的结构特征使得活性炭在已知的材料中具有最强的吸附能力，分子间的吸引力，使被吸附物从溶液中吸出，附着在活性炭表面,在活性炭的吸附过程中，有效的空隙和内表面逐渐被污染物填满。吸附能力下降，直至饱和，或者处理目标无法达到，这时的活性炭称为饱和炭。,Page,6,2,、活性炭再生机理,2.1 活性炭再生机理,(2),活性炭的再生，就是将饱和活性炭经过特殊处理，使活性炭恢复绝大部分的吸附能力，以便重新用于吸附过程。,活性炭再生方法,活性炭再生,热再生法,生物再生法,湿式氧化再生法,电化学再生法,微波辐射再生法,超声波再生法,超临界液体再生法,化学药品再生法等,Page,7,2,、活性炭再生机理,2.2 活性炭热再生过程详解表(1),原始状态,各阶段描述：,干燥阶段,将含水率在,50,80,的水处理使用过的湿炭，在,100-150,温度下加热，首先炭粒内水分蒸发，随着温度的升高，部分低沸点有机物也随之脱附挥发。此阶段需要大量热量，占再生全过程总能耗的,50,一,70,。,Page,8,2,、活性炭再生机理,2.2 活性炭热再生过程详解表(2),脱附炭化/焙烧阶段,加热温度从,150,逐渐升至,700,，低沸点的有机物首先开始脱附，到高温时，高沸点有机物被热分解，一部分转化为小分子物质脱除，其余部分通过缩聚以固定碳的形态残留下来。通常到此阶段，再生炭的吸附能力已恢复,60,85,。,再生/活化阶段,炭化过后残留在活性炭微孔中的固定炭，需用水蒸汽、,CO,2,等氧化性气体进行气化反应，使残留碳化物在,850,左右气化成,CO,2,，,CO,等气体。使微孔表面得到清理，恢复其吸附性能。,反应式如下：,C+O,2,CO,2,C+H,2,O CO+H,2,C+CO,2,2CO,Page,9,3,、活性炭再生设备,二段回转式再生装置图，干燥段为内燃式转炉，焙烧、活化段用外燃式转炉，须要微正压且通入水蒸汽活化。,3.1 转炉,(1),转炉又称回转炉，有一段式和二段式，加热方式有：内燃直接加热或外燃间接加热。内燃式活性炭再生炉燃烧损失较大；外燃式活性炭再生炉从炉体外侧加热，效率较低。,转炉介绍,：,Page,10,3,、活性炭再生设备,3.1 一段式转炉,(2),活性炭再生恢复率与再生时达到的最高温度有关，一段式转炉活化段温度升至,750,后不易再上升。一段式转炉炉体长达,15m,，所以炉体往往要变形。回转式再生装置操作较简单。炭再生损耗率,7,9,，,Page,11,3,、活性炭再生设备,3.2 耙式炉,耙式炉又称多段炉或多层炉，在美国和日本使用普遍，由多个圆桶形炉膛床层叠连在一起，外壁为钢制结构，内壁为耐火材料砌成。具体装置结构见图。,根据实际生产需要，可设计具有不同生产能力的耙式炉。耙式炉能稳定而连续的运转一年左右，再生过程中，能够任意的调节物料在炉内的滞留时间，再生得率高,Page,12,4,、决定活性炭再生质量的因素,再生炭的质量，和再生的循环次数，取决于饱和炭的质量。包括密度、颗粒形状、大小、硬度、起始活性炭的品质、有机污染物的载量和特征、无机物矿物质的沉淀，活性炭在线使用的长短等,4.1 决定活性炭再生质量的因素,4,、决定活性炭再生质量的因素,Page,13,4.,2,优质的起始新鲜活性炭至关重要,4.2,.1,烟煤基的压块颗粒活性炭相对于其他种类的颗粒炭，在各种工艺中，通常可提供较长的使用周期,4,、决定活性炭再生质量的因素,4.2,.2,某公司对三种颗粒活性炭再生性能的研究结果,活性炭种类,再生损耗率,耐磨性,（磨损率）,再生次数,（寿命）,压块破碎活性炭,10-20%,非常好,8 10,次,原煤破碎活性炭,30-40%,较差,2-3,次,柱状破碎活性炭,20-30%,较好,3-5,次,Page,14,原煤破碎活性炭颗粒,压块破碎活性炭颗粒,柱状破碎活性炭,棱角较多，耐磨性较低，再生损耗也较大。,比较圆润，耐磨性好，并且也容易脱附（再生的能量需要少），适,合,再生处理。,与压块破碎活性炭比，再生过程较难脱附（需较长的再生时间和能量），再生条件要求高，可再生次数较少。,4,、决定活性炭再生质量的因素,4.3 活性炭的在线使用时间和饱和炭的碘值决定活性炭的再生质量,某水厂臭氧生物活性炭滤池活性炭碘值随活性炭在线时间的变化情况及再生后活性炭碘值的恢复状况。,Page,15,活性炭再生后的碘吸附值比再生前的碘吸附值能高出300mg/g左右。,自来水厂用活性炭碘吸附值在,9001050mg/g,左右，当碘吸附值下降到,600mg/g,左右时，即可考虑再生。当活性炭使用的年限太长，活性炭的碘小于,600mg/g,时，即使通过再生，活性炭的吸附性能也无法得到有效的恢复，对于水厂实际使用而言，已无再生意义。,Page,16,5,、决定活性炭再生时间的判定,5.1,根据出水水质情况确定活性炭是否需要更换或再生,保证出水水质是活性炭再生的首要前提条件。活性炭滤池作为深度处理工艺处于水厂工艺的末端，当出水水质（浊度、色度、臭和味、耗氧量、氨氮等）不能达到相关标准时，就需要考虑活性炭是否已失效。,刘辉等人的研究表明，可将,COD,Mn,、,UV,254,的去除率作为判断活性炭运行是否失效的两个重要指标，当运行监控指标连续数日达到最低值时，可考虑换炭。,城市供水水质标准,CJ/T 206-2005,要求出厂水单项指标的合格率,95%,，当最不容易合格的,COD,Mn,指标无法满足该合格率标准时，应考虑换炭或再生。,Page,17,5,、决定活性炭再生时间的判定,5.2,确定活性炭是否再生，除了考虑活性炭滤池出水水质是否达标，还需要考虑再生后的活性炭性能恢复情况，从而达到最有效的使用方式。一般情况下，在活性炭碘值不小于,600mg/g,时再生。,5.3,自来水厂臭氧生物活性炭滤池活性炭，一般,3-4,年再生一次，成为大部分自来水活性炭再生判断的标准。,Page,18,6,、自来水厂活性炭再生的方式,6,.1 每隔,3-4,年，在活性炭饱和后，选择避开用水高峰，集中一段时间逐池再生，为了不影响供水，要求再生厂家产能大，迅速完成整个再生换炭过程,如,A,水厂有活性炭滤池,12,格，全部为新炭，使用第二年再生第,1-4,格，第三年再生第,5-8,格，第四年再生第,9-12,格，第五年再再生第,1-4,格，第六年再再生第,5-8,格，第七年再再生第,9-12,格，依次循环。,6,.,2,为避免影响自来水厂的正常生产，一些自来水厂采取，逐年定期定量的再生方式，如北京九水厂。,Page,19,为保证自来水厂活性炭再生工作，能有效促进节约运行成本，实现资源的循环利用，提出如下建议：,7.1,首先要保证招标采购的起始新鲜活性炭是优质活性炭，严格把关新鲜活性炭的质量，避免因供货 厂家因价格恶性竞争而出现的以此冲好的现象。,7,、对自来水厂活性炭再生工作的几点建议,Page,20,欧美、日韩等发达国家普遍采用的起始新鲜活性炭的招标采购模式。,新炭采购与旧炭再生服务绑定招标采购的模式是水厂在新炭的采购的同时与活性炭供应商连带签订5-6年甚至更长的每年的定期定量再生和新炭的补充的服务协议。,7.2,采用,新炭采购与饱和炭再生服务绑定的模式进行新炭采购，以保证起始新鲜活性炭的质量,7,、对自来水厂活性炭再生工作的几点建议,Page,21,第一,考虑到后期再生对新炭的质量要求，可促使活性炭厂家提供完全符合水厂要求的新炭，间接规范供货厂家的销售行为，引导供应商的销售行为转向比拼质量与服务，克服因恶性价格竞争带来的忽视产品采购质量的弊端。,第二,长期再生服务合同的签订使活性炭的售后服务时间延长，在更好地确保水厂长期出水水质安全及节约水厂运行成本的同时，为水厂方提供更多年的活性炭运行维护管理服务，减少新炭招标次数，从而降低运行成本等。,新炭采购与旧炭再生服务合同绑定模式的优势,7,、对自来水厂活性炭再生工作的几点建议,Page,22,7,、对自来水厂活性炭再生工作的几点建议,7.3,加强对活性炭滤池的日常运行管理。严格控制反冲洗流程，降低活性炭损耗。对活性炭的性能变化进行监测，做到饱和活性炭的及时再生,Page,23,8,、华青活性炭集团对自来水厂一体化服务方案简介,8.1,自来水厂活性炭滤池颗粒活性炭新炭供应、再生服务一体化服务方案简介：,售前技术服务,1,、颗粒活性炭应用知识咨询,2,、活性炭吸附实验（选炭实验）,签订售货合同,1,、签订售货合同,2,、按计划供货,安装调试,1,、制定安装方案,2,、协助厂家进行活性炭、砾石调试工作,3,、对客户工作人员进行相关技术培训,售后服务,1,、活性炭滤池运行指导,2,、应急响应,3,、售后技术咨询,4,、定期活性炭性能检测,再生服务,1,、为客户制定再生方案,2,、为客户提供再生服务,Page,24,8,、华青活性炭集团公司,8.2,自来水厂应急投加粉炭一体化服务方案：,粉末活性炭,槽罐车运输,将粉末炭输入活性炭料仓,精确计量输送及药剂制备系统,药剂投送系统,控制监测系统,着重解决粉料投加系统中粉尘污染严重、操作条件恶劣，严重危害工人的身体健康的问题，还使用单位一个良好的工作环境。,炉体一端设有抽风机，将炉内气体和部分余热排至烟囱，不存在安全问题。,感谢观看,