一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法技术

本发公开了一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法，涉及污水处理领域。该方法包含以下步骤：(1)将失效活性炭A用污水厂原水孵化；(2)用污水厂好氧池出水+污泥厌氧消化沼液、或污水厂好氧池出水+污泥水热上清液，或污水厂好氧池出水+污泥厌氧消化沼液与污泥水热上清液混合液，驯化活性炭A，离心脱水得到活性炭B；(3)用污水厂二沉池出水+营养元素驯化活性炭A，离心脱水得到活性炭C；(4)将活性炭B投加至好氧池，强化好氧池硝化能力、整个污水处理工艺的COD去除率和脱氮能力，投加的活性炭B最终通过富集至剩余污泥进入后续的处理处置环节；(5)将活性炭C填入滤柱，通入污水厂二沉池出水，用于处理去除污染物。用于处理去除污染物。

【技术实现步骤摘要】
一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法


[0001]本专利技术涉及污水处理领域，具体涉及一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法。

技术介绍

[0002]随着水处理出水标准的日益严格，而活性碳作为一种除杂高效、经济实惠的除污物质，其在自来水厂的用量在不断增加。然而，活性炭吸附水中的污染物会逐渐饱和，一般情况下，使用6个月～1年的活性炭就已经达到吸附上限，如果处理的水质较差，该时间还会进一步缩短，然而全部更换新的活性炭会存在运营成本变高的问题，且废弃活性炭的处理处置将带来能源消耗与二次污染问题。
[0003]目前，活性炭再生技术主要包括热再生法、溶剂再生法、化学再生法、电化学再生法和生物再生法等。但热再生法活性炭的损失较大，约为5％～15％，且该方法再生后的活性炭机械强度降低；电化学再生法对电能消耗量大；溶剂再生法会用到有机溶剂如丙酮、甲醇、乙醇和正戊烷等，大多属于有毒溶剂；化学再生法如光催化、湿式氧化再生法对设备要求高，反应条件苛刻。当废弃活性炭数量较少时，部分企业还会对其进行焚烧处置。
[0004]所以，目前的各种活性炭再生技术，以及废弃活性炭的焚烧，在处理处置过程中都会消耗大量的能源，使用到对环境有害的化学物品，并且碳排放量高，同时反复再生之后的活性炭吸附效率也会显著下降，也将满足不了自来水厂的高标准要求。因此，有必要寻求自来水厂失效活性炭的其他资源化利用方案，找到一种能够降低成本，且不需要消耗大量能源和造成二次污染的废弃活性炭处理方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了解决目前自来水厂失效活性炭再生效率低、处置能耗高、资源化利用率低的问题，而提供一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化利用方法。
[0006]本专利技术能对自来水厂失效活性炭进行资源化利用，避免高成本再生，操作简单，显著强化污水处理系统功能，使污水处理厂好氧池对氨氮的去除率提升20～30％，对COD的去除率提升20～40％，对液相中微污染物的去除率提升20～30％，使二沉池出水中的COD降低40～60％，TN降低5～20％，NH
4+
‑
N降低40～60％，TP降低10～30％，典型微污染物的浓度降低90％以上，同时强化剩余污泥后续处理处置效率。
[0007]本专利技术的目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种自来水厂失效活性炭在污水厂的资源化再利用方法，包括以下步骤：
[0009]S1、将失效活性炭装填进活性炭滤柱，用污水厂原水孵化2～7天，得到活性炭A；
[0010]S2、使用液体A和液体B进行交替
‑
梯度驯化S1中活性炭A，驯化时间为5～10天，之后将驯化的活性炭取出，离心脱水得到活性炭B；
[0011]所述液体A为污水厂好氧池出水；
[0012]所述液体B为污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液；
[0013]S3、在污水厂二沉池出水中加入营养元素，用来驯化S1中活性炭A，驯化时间为10～30天，之后将驯化后的活性炭取出，离心脱水得到活性炭C；
[0014]所述活性炭B适用于污水厂好氧池；
[0015]所述活性炭C适用于污水厂二沉池。
[0016]本专利技术的工作原理为：自来水厂中失效活性炭表面富含生物膜，经不同进水水质进行孵化、驯化后，可以建立不同功能的微生物种群，同时具备物理吸附和微生物去除污染物的能力，强化传统活性污泥污水处理系统的功能。
[0017]本专利技术中，污水厂原水孵化时的流速和孵化时间是影响自来水厂失效活性炭中微生物活性的重要因素，流速过大时，冲刷较大、不利于微生物的富集，流速过小时容易堵塞、反冲洗难度大；孵化时间过长，自来水厂失效活性炭会大量吸附原水中的污染物，影响后续的深度处理，孵化时间过短，自来水厂失效活性炭中的微生物未适应污水条件，难以建立新的微生物种群。
[0018]进一步的，步骤S1中失效活性炭为自来水厂连续使用了1年及以上且COD
Mn
去除率≤20％的活性炭滤池中的活性炭。
[0019]进一步的，步骤S1中污水厂原水是指采用活性污泥法的生活污水处理厂经格栅和初沉池后的污水。
[0020]进一步的，步骤S1中所述活性炭滤柱底部设置5～12cm的砾石层支撑。
[0021]进一步的，步骤S1中所述孵化时采用上向流进水模式，流速为1.0～2.0mL/cm2/min，每天运行15～20h，每3～5h用自来水反冲洗一次，常温条件下进行孵化。
[0022]本专利技术中，驯化时的流速和时间是影响自来水厂失效活性炭中微生物活性的重要因素，流速过大时，冲刷较大、不利于微生物的富集，流速过小时容易堵塞、反冲洗难度大；驯化时间过长，自来水厂失效活性炭会大量吸附污水中的污染物，影响的处理，驯化时间过短，自来水厂失效活性炭中的微生物未适应好氧池出水以及高含氮杂环类物质条件，难以建立新的微生物种群。
[0023]本专利技术中，选用的污泥厌氧消化的沼液和污泥水热上清液的特征是影响自来水厂失效活性炭污泥表面耐受含氮杂环物质的微生物筛选的重要因素，总氮和腐殖质含量过高，直接抑制表面微生物的生长、驯化失败，含量过低，难以建立微生物的耐受力。
[0024]进一步的，步骤S2中所述污泥水热上清液是指剩余污泥经120～160℃温度热水解30～60min后分离得到的上清液。
[0025]进一步的，步骤S2中污泥水热上清液中总氮浓度为800～1500mg/L，腐殖质含量为1800～2200mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。
[0026]进一步的，步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液为污泥厌氧消化工程中的污泥经中温(35～37℃)厌氧消化处理10～30d后分离得到的上清液。
[0027]进一步的，步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液的总氮浓度为80～150mg/L，腐殖质含量为180～220mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。
[0028]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化的流速为1.0～2.0mL/cm2/min。
[0029]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化的温度为23～30℃。
[0030]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化中采用上向流进水模式。
[0031]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化中每天运行15～20h，每3～5h用自来水反
冲洗一次。
[0032]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化中交替是指先使用好氧池出水驯化，再使用污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液进行驯化；
[0033]两种液体交替驯化完成后称为一次交替驯化。
[0034]进一步的，步骤S2中所述交替
‑
梯度驯化中每天交替驯化的次数为3～5次。
[0035]进一步的，步骤S2中所述交替
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自来水厂失效活性炭在污水厂资源化再利用的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将失效活性炭装填进活性炭滤柱，用污水厂原水孵化2～7天，得到活性炭A；S2、使用液体A和液体B进行交替
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梯度驯化S1中活性炭A，驯化时间为5～10天，之后将驯化的活性炭取出，离心脱水得到活性炭B；所述液体A为污水厂好氧池出水；所述液体B为污泥水热上清液或污泥厌氧消化沼液；S3、在污水厂二沉池出水中加入营养元素，用来驯化S1中活性炭A，驯化时间为10～30天，之后将驯化后的活性炭取出，离心脱水得到活性炭C；所述活性炭B适用于污水厂好氧池；所述活性炭C适用于污水厂二沉池。2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S1中失效活性炭是指自来水厂连续使用了1年及以上且COD
Mn
去除率≤20％的活性炭滤池中的活性炭；步骤S1中污水厂原水是指采用活性污泥法的生活污水处理厂经格栅和初沉池后的污水；步骤S1中所述活性炭滤柱底部设置5～12cm的砾石层支撑。3.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述污泥水热上清液是指剩余污泥经120～160℃温度热水解30～60min后分离得到的上清液；步骤S2中所述污泥厌氧消化沼液为污泥厌氧消化工程中的污泥经35～37℃厌氧消化处理10～30d后分离得到的上清液；所述污泥厌氧消化的沼液和污泥水热上清液中总氮浓度为100～1000mg/L，腐殖质含量为200～2000mg/L，且通过三维荧光检测可见类蛋白峰、类富里酸峰、类胡敏酸峰。4.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于，步骤S2中所述交替

【专利技术属性】
技术研发人员：陈思思，李激，王燕，郑凯凯，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：