通过在粒状材料床上吸附和过滤的水处理方法技术

本发明专利技术涉及一种水处理方法，该方法通过在粒状材料床上过滤以降低其污染物含量来进行，所述方法包括以下步骤：使待处理的水以上升流在一定速度下在包含所述床的反应器中经过，所述速度不能使所述床流化，但允许所述粒状材料随着过滤的发生而向所述反应器的下部迁移；借助于向其中吹入气体的管道在反应器的底部连续提取由粒状材料以及在其上吸附的污染物所构成的脏污的粒状材料；连续或间歇物理清洁如此提取的所述脏污的粒状材料，以获得基本上去除了所述污染物的清洁的粒状材料；将如此清洁的粒状材料再注入到所述床中；其特征在于所述粒状材料是吸附性材料，并且所述方法包括：用于在过滤期间排出在反应器的底部提取的所述脏污的粒状材料的一部分的连续或间歇步骤；以及用于在过滤期间向所述反应器中引入新鲜粒状材料的连续或间歇步骤，其中所述新鲜粒状材料的用量为足以补偿排出的所述粒状材料部分的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过在粒状材料床上吸附和过滤的水处理方法
1.专利
本专利技术涉及水处理领域。更特别地，本专利技术涉及用于处理水以降低其有机物质含量以及其微污染物含量的方法。这些微污染物可尤其由杀虫剂、内分泌干扰物、医学残余物或工业产品残余物构成。根据本专利技术的方法属于使用粒状材料的水处理方法的范围，该粒状材料使得能够保留水中所含的有机物质和微污染物。作为本专利技术目标的方法可尤其应用于以下的领域：水的饮用化(potabilisation)领域，废水三级处理领域以及工业废水处理领域，目的在于将其排放到自然环境中或者将其再利用。
技术介绍
2.现有技术在现有技术中已知各种水处理方法使用粒状材料来保留在水中或在排放物中包含的有机物质以及有可能的微污染物。因而，最基本的技术是在简单砂床上实施过滤。当这种床被堵塞时，则必须停止过滤以便对其进行冲洗，通常通过逆流发送经处理的水(逆流冲洗)来进行。其它在更为复杂的装置中使用砂的技术使得能够在过滤器运行期间清洁砂，而不中断过滤。因而由专利申请FR2342769A可知一种水过滤方法，其在于使待处理水按照上升流以一定的速度经过包含砂床的反应器，所述速度不能使床流化，但允许砂随着过滤的发生而向所述反应器的下部迁移；通过向其中吹入气体的反应器内所提供的管道在反应器的底部连续提取脏污的砂；连续清洁如此提取的脏污的砂以获得清洁的砂；并且将如此清洁的砂再注入到床的上部。该砂尽管能够进行物理过滤但无法保留未团聚的有机物质。有时与在砂上的过滤结合的更为改善的方法在一种或多种吸附性粒状材料上实施过滤。在这些吸附性材料当中，活性炭由于其与其吸附能力成比例的非常高的比表面积而是优先的材料。某些方法因而采用在颗粒状活性炭(CAG)床上过滤水的步骤。该颗粒状活性炭由平均尺寸为1mm-3mm的粒子构成。这种材料具有过滤和吸附性能。CAG还具有可再生的优点，在这方面可对其应用物理和/或物理-化学处理以至少部分地恢复其吸附能力。为此，最常实施的方法在于在炉中进行的热再活化，在该炉内占优势的是能够使吸附的分子被热破坏的高温(800℃左右)。水蒸汽可用于改善这种再生，该颗粒状活性炭则可被恢复为与没有任何污染物的初始结构非常类似的结构。颗粒状活性炭的再生也可通过酸冲洗或者碱冲洗来进行，但这通常无法使CAG恢复其所有的初始性能。在水处理方法的范围内使用颗粒状活性炭的主要缺点在于这种材料非常快地被吸附于其中的物质饱和。这种快速饱和迫使使用者要对其进行频繁地更新。由此提高了使用成本。另外，CAG的快速饱和意味着使用这种CAG的水处理的性能不是随时间稳定的，也不是持久的，使得其难以甚至被禁止用于某些应用。还已经观察到，当颗粒状活性炭被饱和时，会产生被吸附的有机物质的析出(relargage)。这种析出尤其可对经处理的水的最终品质具有负面结果。为了避免这种后果，CAG的更新必须快速进行。在实际中，这种更新不可能在停止设备运行的情况下进行。这将导致与这种中断有关的所有缺陷并且尤其是设备的生产率损失。同样在实际中，定时地放置大量的新鲜CAG系统性地导致系统的过性能(surperformance)周期并且因此需要调整消毒系统，氧化剂(氯)的要求发生变化。根据另一种类型的现有技术，已知使用非颗粒状形式而是粉末状形式的活性炭。根据水处理领域的技术人员，粉末状活性炭(CAP)由不考虑细屑的平均尺寸5μm-50μm并且优选15μm-25μm的粒子构成，因而远小于颗粒状活性炭的平均尺寸。与CAG相比，CAP确实具有以下的优点：其具有大得多的比表面积。这些技术使用包含CAP的反应器，在其中待处理水与其接触足够长的时间周期以使得在CAP上有效吸附水中所含的待除去物质。这种接触可以在固定床或流化床上进行或者通过注入CAP到反应器中来进行。在后一种情况下，接触步骤之后的水与CAP的混合物经历分离步骤，导致一方面获得加载了吸附的物质的粉末状活性炭，并且另一方面获得净化的水。这种分离步骤能够以不同的方式进行，主要通过沉降或者通过膜或机械过滤或者甚至通过流化(改变水力速度)来进行。典型地是添加凝结剂或絮凝剂化学产品到水和CAP中，使得能够在反应器内形成絮凝物以促进分离步骤。在这些膜或沉降器的出口处以污泥形式回收的加载了有机物质的CAP可例如在水力旋流器中进行处理以清除其所保留的有机物质。如此处理的CAP可在反应器中再循环。但是，尽管其可以被再循环，但CAP还是会逐渐地丧失其吸附能力并且在反应器内使用的CAP的一部分必须定期地用新鲜CAP更换。若干量的新鲜CAP必须被平行地定期注入到反应器中以补偿用过的CAP的吸附能力的损失。尽管这种类型的方法允许用新鲜CAP更换一部分的用过的CAP而不需要停止使用其的设备，但它还具有其它缺陷。因而，来自系统清洗的CAP无法进行再生，因为还无法获知能够使CAP返回到其原始吸附能力或者与这种原始吸附能力接近的能力的经济有效的处理。结果是所产生的CAP污泥必须被从设备排出并且因而不能无缺陷地进行处理。污泥在被运送之前因而必须进行脱水，这提高了与它们的排放或者它们的焚化或者它们的农业喷撒有关的成本。由于CAP是高成本的材料，因此其在水处理范围内的使用会遇到经济限制，因为使用其的技术具有因此导致高运行成本的缺陷。另外，通过CAP的水处理常常意味着需要求助于平行使用化学产品即凝结剂和/或絮凝剂，导致获得显著体积的污泥，这必须要在平行系统中进行处理。成本因此会提高。此外，不可能使用高速以使待处理水在包含其的反应器中经过来限制CAP的损失。为此，反应器必须具有显著的体积，这还提高了这些处理的成本。还要指出的是，当分离步骤使用超滤膜进行时，观察到高的水损失。这是因为，膜的逆流冲洗的频率必须加倍或者三倍，以限制CAP饼在它们的表面上形成，从而导致过滤能力的损失。结果是脏污的水并且因此的水损失显著增加。
技术实现思路
3.本专利技术的目标本专利技术的目标在于提出一种用于通过使用可不中断处理而进行更新的吸附性粒状材料来处理水以去除其有机物质和微污染物的方法。本专利技术的目标在于公开了这种类型的方法，其使得能够保持随时间基本恒定的水处理水平。本专利技术的另一个目标在于描述了这种类型的方法，其导致在基本相同的处理水平下比现有技术方法要低的处理成本。因而，本专利技术的目标在于公开了这种类型的方法，其不要求组合使用化学产品如凝结剂或絮凝剂。必然地，本专利技术的目标还在于提供了这种类型的方法，其不会导致形成必须经历特定处理步骤如增稠和脱水的污泥。本专利技术的又一个目标在于描述了这种类型的方法，在至少一些实施方案中，在基本相同的处理水平下，与现有技术方法所用相比，该方法可在体积减小的设备中实施。本专利技术的再一个目标在于公开了这种类型的方法，其在至少一些实施方案中可利用可容易再生的粒状材料来实施。4.专利技术概述这些目标以及将在下文显现的其它目标通过本专利技术得以实现，本专利技术涉及通过在粒状材料床上过滤以降低其污染物含量的水处理方法，所述方法包括以下步骤：使待处理的水以上升流在一定速度下在包含所述床的反应器中经过(transiter)，所述速度不能使所述床流化，但允许所述粒状材料随着过滤的发生而向所述反应器的下部迁移；借助于向其中吹入气体的管道在反应器的底部连续提取由粒状材料、在其上吸附的污染物以及由其过本文档来自技高网...

【技术保护点】
水处理方法，该方法通过在粒状材料床上过滤以降低其污染物含量来进行，所述方法包括以下步骤：使待处理的水以上升流在一定速度下在包含所述床的反应器中经过，所述速度不能使所述床流化，但允许所述粒状材料随着过滤的发生而向所述反应器的下部迁移；借助于向其中吹入气体的管道在反应器的底部连续提取由粒状材料以及在其上吸附的污染物以及由其保留的粒子所构成的脏污的粒状材料；连续或间歇物理清洁如此提取的所述脏污的粒状材料，以获得基本上去除了所述污染物的清洁的粒状材料；将如此清洁的粒状材料再注入到所述床中，其特征在于所述粒状材料是吸附性粒状材料，并且在于所述方法包括：用于在过滤期间排出在反应器的底部提取的所述脏污的粒状材料的一部分的连续或间歇步骤；以及用于在过滤期间向所述反应器中引入新鲜粒状材料的连续或间歇步骤，其中所述新鲜粒状材料的用量为足以补偿排出的所述粒状材料部分的量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 FR 14556181.水处理方法，该方法通过在粒状材料床上过滤以降低其污染物含量来进行，所述方法包括以下步骤：使待处理的水以上升流在一定速度下在包含所述床的反应器中经过，所述速度不能使所述床流化，但允许所述粒状材料随着过滤的发生而向所述反应器的下部迁移；借助于向其中吹入气体的管道在反应器的底部连续提取由粒状材料以及在其上吸附的污染物以及由其保留的粒子所构成的脏污的粒状材料；连续或间歇物理清洁如此提取的所述脏污的粒状材料，以获得基本上去除了所述污染物的清洁的粒状材料；将如此清洁的粒状材料再注入到所述床中，其特征在于所述粒状材料是吸附性粒状材料，并且在于所述方法包括：用于在过滤期间排出在反应器的底部提取的所述脏污的粒状材料的一部分的连续或间歇步骤；以及用于在过滤期间向所述反应器中引入新鲜粒状材料的连续或间歇步骤，其中所述新鲜粒状材料的用量为足以补偿排出的所述粒状材料部分的量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用于在过滤期间排出在反应器的底部提取的所述脏污的粒状材料的一部分的连续或间歇步骤通过从所述管道取出所述部分来进行，所述管道在所述反应器的本体的外部。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述粒状材料由活性炭粒子的团聚物构成，所述团聚物具有200μm-1000μm的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·盖得，P·索维涅特，
申请(专利权)人：威立雅水务解决方案与技术支持公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR