[发明专利]煤基吸附处理污水的方法和吸附系统

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，涉及一种吸附式污水处理的方法和设置，具体指煤基吸附处理污水的方法和吸附系统。

背景技术

污水处理的方法难以胜数，通过过滤、吸附机理来处理是最快速、有效的方法，但由于处理成本太高，或使用后的吸附基质数量太大，造成次级环境污染，使现有的过滤、吸附技术不能被广泛应用。目前的污水处理多数用生物降解的机理来处理，存在着以下缺点：（1）降解速度慢；（2）处理效果受环境温度的影响很大，在冬季，废水中的有机物降解速度更慢；（3）构筑物占地面积大，建设投资高，无法搬迁；（4）降解以后的沉积污泥处理成本高，且多少都有些处理过程的二次污染问题。

为此，筛选一种吸附效率高，成本低，能被再利用的吸附基质；设计一种处理功能强，运行成本低的水处理设备，对促进环保建设意义重大。

本发明人注意到产生大量污水的印染厂通常和热电厂邻近，热电厂的用煤数量十分巨大。有鉴于此，本发明人设想可以把热电厂的大量煤块先作为处理印染废水的吸附剂，然后再燃烧发电。做过吸附剂后的煤仍能保持原来的热转化效率，而印染废水却得到了彻底处理。这样做使热电厂的功能进一步提升：燃煤具备了水处理吸附剂和燃料的双重功能，热电厂的燃烧系统也具备了燃煤发电和垃圾焚烧的多重功能。毫无疑问，这项技术操作简单，生态效益和经济效益显而易见。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理效果佳，处理能耗低，吸附材料一次性使用、没有二次污染、处理操作简单、不堵塞的污水处理方法和设置。为此需要:（1）制造一种材料，使其兼备多种吸附机理（物理吸附、化学吸附、过滤等），能够快速有效地清除各类废水中的污染物；当这种材料吸附能力饱和时，能够易作他用而不会造成二次污染。（2）提供一种结构简单、容易操作、造价适中的设备。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

煤基吸附处理污水的方法包括下述步骤：制作煤基吸附材料，多个吸附罐用管路连接成吸附系统，在吸附罐中装满吸附材料，泵送污水，污水流经吸附材料，污水浓度在线检测，回用水排放，更换吸附罐。

污水从吸附罐底部的污水进口管流入，从吸附罐上部的溢水输出管流出，在向上渗流的过程中，污水中的杂质和有害物质被接触到的吸附材料通过直接吸附或截留等机理被滞留在吸附罐内，污水在每个吸附罐中停留的时间设置为0.1－6小时，污水中的有害物质浓度和时间的关系可用指数函数公式来表达：

N = N_O * e ^(-at)

N_O  为废水处理前污染物的初始浓度，a 为吸附常数，t 为污水在吸附罐中的滞留时间，N为废水处理过程中污染物的在t时刻在吸附罐中的动态浓度。

从上一个吸附罐溢出的水流入下一个吸附罐的污水进口管继续进行处理，污水流经数个吸附罐后，当检测到溢出口水质已经符合处理标准时，提示操作工把达标的溢出水排放到回用水输送总管去。

随着废水处理量的不断增加，各个吸附罐内的吸附材料会出现吸附能力趋向不同程度的饱和状态，当末级吸附罐的水质检测装置报警时，撤除第一节吸附罐，在系统末端连接上新的吸附罐，继续进行处理；就这样根据需要依次更换吸附罐，把吸附了大量有害物质的煤基吸附材料作为燃料烧掉，经过高温燃烧，被煤吸附的污染物质化为灰烬，处理十分彻底。

所述的煤基吸附材料选用普通燃煤作为基本材料，将煤炭粉碎成直径范围为0.5 ~ 2mm的颗粒 ，和具有表面吸附功能的各类粘结剂均匀混合，制成粒径范围为5 ~ 15mm 的水稳性团粒结构。使用钙基膨润土作为粘结剂，粘结剂和煤粒的重量百分比为0.01到30%。也可以直接使用普通燃煤作为吸附材料。 这种吸附材料比表面积大、孔隙结构发达、水稳性好、吸附性能高。 COD 高的废水、带颜色的印染废水经过上述处理，废水中的有机物质会通过多种机理（如过滤截留、表面吸附等）滞留在吸附材料上。含盐量高或有毒物质含量高的有机废水无法用生物降解来处理，而使用本发明处理后，膨润土所含的蒙脱矿物通过阳离子交换的机理，把废水中的盐基离子吸附在矿物表面。有机物质会滞留在吸附材料上，无机盐类可以被钙基膨润土所吸附，从而达到污水处理的效果。

泵送污水是指直接把污水用水泵输送到吸附罐底部，或者在晚上使用峰谷电把污水抽吸到一个落差高的污水塔里，利用水位差的压力使废水从吸附罐底部渗流到顶部。

煤基处理污水的吸附系统包括吸附罐、控制阀、水质检测装置、污水输送总管、回用水输送总管；