[发明专利]多功能升流式颗粒活性炭吸附床及其去除水中有机污染物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性炭吸附床及其去除水中有机污染物的方法。

背景技术

受城市化发展的影响，饮用水源污染问题日趋严重，水中除了含有天然有机和无机成分外，还含有大量人为排放的污染物。同时，由于饮用水水质标准的不断提高，我国大部分水厂现有常规处理工艺已无法满足深度处理的要求，水厂工艺升级改造的问题亟待解决。

常规处理工艺可以去除水中的一部分污染物，但对于有机污染较严重的水源水，特别是溶解性有机污染物占相当比例的情况下，单纯通过常规混凝沉淀去除有机污染物的能力是非常有限的。因此，对于有机污染较严重的水源水，对其进行深度处理的关键是寻找适宜的预处理工艺路线，强化有机污染物的去除。

目前针对饮用水有机污染物的去除发展了一系列方法，主要可分为氧化法、膜法、生物法、吸附法等几大类方法。通过以上方法与常规处理工艺的耦合，可以有效地去除水中的有机污染物。但现有水厂升级改造过程中，氧化法和膜法存在投资大、运行费用高的缺点；生物法具有停留时间长、占地面积大的缺点。相对而言，吸附法由于其投资小，运行管理方便，具有较高的可行性。

吸附法主要指使用具有高比表面积的物质，通过吸附去除水中有机污染物的方法。活性炭表面具有丰富微孔结构和表面憎水性基团，其对水中某些污染物有极强的亲和力，是一种常用的水处理吸附剂。活性炭可以分为粉末炭和颗粒炭。粉末炭主要运用于水源水预处理工艺，通过投加粉末炭，有效去除水中有机污染物，降低后续常规处理工艺的有机负荷；但粉末炭存在活性炭难以回收，运行费用高的缺点，因此仅在突发污染时期使用。颗粒炭主要运用于水源水深度处理工艺，目前主要采用下向流活性炭滤床的形式，将其置于砂滤后或者取代现有的砂滤床，从而进一步吸附常规处理工艺无法去除的有机污染物，保障出水安全。

发明内容

本发明提供多功能升流式颗粒活性炭吸附床及其去除水中有机污染物的方法。

多功能升流式颗粒活性炭吸附床它包括第一吸附单元、第二吸附单元和第三吸附单元；所述第一吸附单元中填充颗粒活性炭，底部安装曝气装置；第二吸附单元与第一吸附单元上下相通，中间使用隔板隔开；第三吸附单元与第二吸附单元用隔板隔开，下部相通；在第三吸附单元顶部设置出水堰、中部设置斜板、底部设置斜板。

采用多功能升流式颗粒活性炭吸附床去除水中有机污染物的方法按以下步骤进行：一、在第一吸附单元内填充80～120cm、20～150目的颗粒活性炭；二、原水经过进水管后，在第一吸附单元中上升流速为10～25m/h；三、空气经进气管进入第一吸附单元，空气与水体积比为2∶1；四、水流越过隔板上部开孔后，在第二吸附单元内向下流动，一部分水经隔板下部开孔回到第一吸附单元底部形成循环；五、另一部分水经隔板进入第三吸附单元，并向上流动通过斜板，进行颗粒活性炭和水分离；六、颗粒活性炭沉淀至第三吸附单元底部斜板回到第一吸附单元底部继续参与水流循环，上清液经过第三吸附单元上部出水堰汇集后，经配水管进入后续常规处理工艺，即完成多功能升流式颗粒活性炭吸附床去除水中有机污染物。

本发明多功能升流式颗粒活性炭吸附床可通过水流和气体的向上剪切作用，提高活性炭表面与有机污染物的接触效果，大量吸附有机污染物，从而减少后续工艺的有机污染负荷。同时，多功能升流式颗粒活性炭吸附床具有水力提留时间短、占地面积小、投资省等优点，是一种较理想可运用于水厂升级改造的预处理工艺，但目前对这种装置的研究还比较少。

本发明具有以下有益效果：1.结构简单，使用方便，功能完善，便于集成化；2.通过水流和气体作用提高了颗粒活性炭与有机污染物的接触效果，同时解决了活性炭流失的问题；3.可与常规工艺进行多级耦合，应用范围广，既适用于水厂升级改造，又适用于实验室内开展小规模模拟实验。

以多功能升流式颗粒活性炭吸附床去除水中有机污染物的方法简单，对有机污染物的去除率达80％。

附图说明

图1为本发明装置示意图，其中1表示第一吸附单元，2表示第二吸附单元，3表示第三吸附单元，4表示进气管，5表示进水管，6表示斜板，7表示出水堰，8表示配水管，9表示隔板，10表示隔板，11表示斜板，12表示臭氧投加点，13表示高锰酸钾复合药剂投加点。

图2为本发明实施例中对水中有机污染物处理效果图，其中■表示装置进水中TOC含量，□表示装置出水中TOC含量。

具体实施方式