公布日：2024.01.30
申请日：2023.12.15
分类号：C02F1/28(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I;B01J20/34(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种低污染物浓度的污水深度处理工艺及装置，属于污水处理技术领域。其技术方案为：S1污水预处理；S2生物基吸附处理：经过预处理的污水进入生物基吸附设备，生物基吸附设备包括若干根吸附柱，吸附柱内装填有吸附材料，对污水中的COD、总氮进行处理，处理后的污水从吸附柱的排水端排出；S3吸附材料再生：吸附柱中的吸附材料达到吸附饱和状态时，将再生药剂注入到吸附柱中，对吸附材料进行再生处理。本发明通过生物基吸附设备对目标污染物做吸附处理，从而去除掉低污染物浓度的污水中的目标污染物，工艺流程简单，极大地节约了运行费用，提高了处理效率。
权利要求书
1.一种低污染物浓度的污水深度处理工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1污水预处理；S2生物基吸附处理：经过预处理的污水进入生物基吸附设备，生物基吸附设备包括若干个吸附柱（1），吸附柱（1）内装填有吸附材料（2），对污水中的COD、总氮进行处理，处理后的污水从吸附柱的排水端排出；S3吸附材料（2）再生：吸附柱（1）中的吸附材料（2）达到吸附饱和状态时，将再生药剂注入到吸附柱（1）中，对吸附材料（2）进行再生处理，再生后的吸附材料（2）重新投入使用；步骤S2中，吸附柱（1）内的吸附材料（2）的制备方法如下：将生物基材料和催化材料混合后，再与粘合剂混合后挤压成型，最后再经碳化得到吸附材料（2）；步骤S2中，吸附材料（2）中，生物基材料为木屑、树皮和秸秆的高温烧结的材料，烧结温度为800-850℃；催化材料为质量比5:1的亚铁盐、锰混合物，粘合剂为树脂；生物基材料、催化材料与粘合剂的质量比为60-65:2-5:25-30；步骤S3中，再生药剂为质量比1.2-1.5:1的HCl和H2O2。
2.如权利要求1所述的低污染物浓度的污水深度处理工艺，其特征在于，步骤S1中，污水预处理为采用微滤机或砂滤设备除去污水中的悬浮物。
3.如权利要求1或2所述工艺所用的污水深度处理装置，其特征在于，包括生物基吸附设备，生物基吸附设备包括若干个依次通过管路连接的吸附柱（1），吸附柱（1）内装有吸附材料（2），吸附柱（1）的上下两端分别设置有筛板（3），首端吸附柱（1）的进水口连接有进水管（4），尾端吸附柱（1）的出水口连接有出水管（5），进水管（4）、出水管（5）和管路上分别设置有阀门（6）。
4.如权利要求3所述的污水深度处理装置，其特征在于，还包括再生设备，再生设备包括再生药剂混合罐（7）和再生药剂处理罐（8），吸附柱（1）的进药口和出药口分别通过管路与再生药剂混合罐（7）的出药口和药剂循环入口连接，再生药剂混合罐（7）的药剂处理出口通过管路与再生药剂处理罐（8）的入口连接，管路上设置有阀门（6）。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种低污染物浓度的污水深度处理工艺及装置，通过生物基吸附设备对目标污染物做吸附处理，从而针对性地去除掉低污染物浓度的污水中的目标污染物，工艺流程简单，极大地节约了运行费用，提高了处理效率。
本发明的技术方案为：
第一方面，本发明提供了一种低污染物浓度的污水深度处理工艺，包括以下步骤：
S1污水预处理；
S2生物基吸附处理：经过预处理的污水进入生物基吸附设备，生物基吸附设备包括若干根吸附柱，吸附柱内装填有吸附材料，对污水中的COD、总氮进行处理，处理后的污水从吸附柱的排水端排出；
S3吸附材料再生：吸附柱中的吸附材料达到吸附饱和状态时，将再生药剂注入到吸附柱中，对吸附材料进行再生处理，再生后的吸附材料重新投入使用。
优选地，步骤S1中，污水预处理为采用微滤机或砂滤设备除去污水中的悬浮物。
优选地，步骤S2中，吸附柱内的吸附材料的制备方法如下：将生物基材料和催化材料混合后，再与粘合剂混合后挤压成型，最后再经碳化得到吸附材料。
优选地，步骤S2中，吸附材料中，生物基材料为木屑、树皮和秸秆的高温烧结的材料，烧结温度为800-850℃；催化材料为质量比5:1的亚铁盐、锰混合物，粘合剂为树脂；生物基材料、催化材料与粘合剂的质量比为60-65:2-5:25-30。
优选地，步骤S3中，再生药剂为质量比1.2-1.5:1的HCl和H2O2。
采用HCl和H2O2组成的再生药剂对吸附柱中的吸附材料再生的机理如下：有机物和双氧水由溶液主体扩散到吸附材料表面的活性位点附近并发生吸附，随后在吸附材料中的催化剂成分的催化作用下，过氧化氢分解产生·OH，从而引发自由基链式反应将有机物氧化降解，最后降解产物从催化剂表面脱附，扩散至溶液主体中。
第二方面，本发明还提供了上述工艺所用的污水深度处理装置，包括生物基吸附设备，生物基吸附设备包括若干个依次通过管路连接的吸附柱，吸附柱内装有吸附材料，吸附柱的上下两端分别设置有筛板，首端吸附柱的进水口连接有进水管，尾端吸附柱的出水口连接有出水管，进水管、出水管和管路上分别设置有阀门。
优选地，还包括再生设备，再生设备包括再生药剂混合罐和再生药剂处理罐，吸附柱的进药口和出药口分别通过管路与再生药剂混合罐的出药口和药剂循环入口连接，再生药剂混合罐的药剂处理出口通过管路与再生药剂处理罐的入口连接，管路上设置有阀门
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本发明通过生物基吸附设备对目标污染物做吸附处理，从而针对性地去除掉低污染物浓度的污水中的目标污染物，工艺流程简单，将污染物的收集和处理分开，极大地节约了运行费用，提高了处理效率。此外，在生物基吸附设备的吸附材料达到饱和状态时，可用再生药剂使其原位常温常压再生，再生率高(≥99％)，从而可使其得到重复利用，减少吸附材料的更换频率，节能减排，最终达到了操作简便、运行成本低、效果好的特点，是吸附技术创新的应用。
2.本发明中的吸附材料再生过程中，只使用少量酸、碱，几乎不增加其他污染物，且再生后的残余药剂经过处理后，可与待处理的污水混合后再进入生物基吸附设备处理，并达标排放。
3.本发明使用的吸附材料具有定向吸附污染物的能力，吸附能力高于常规吸附材料，且更容易脱附和再生，因此能够对低污染物浓度的污水做进一步深度处理，使得处理后污水中的污染物含量进一步降低。
（发明人：田志立;王鹏鹏;曲振芳;李晓辉;李朔）
