公布日：2022.10.18

申請日：2022.08.09

分類號(hào)：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/00(2006.01)I;C02F3/30(2006.01)I;C02F1/28(2006.01)N;C02F1/40(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種載體可再生循環(huán)的多相流污染物處理工藝，工藝使用活性炭作為載體，快速吸附流體態(tài)污泥或工業(yè)污水并為厭氧與好氧微生物提供生長載體，使其快速成核；然后依靠厭氧與好氧微生物在三相流化床內(nèi)分解有機(jī)污染物，完成對有機(jī)污染物的凈化；反應(yīng)中產(chǎn)生的失效的活性炭載體使用濕式氧化法再生。本發(fā)明具有處理有機(jī)物范圍廣、效果好、反應(yīng)時(shí)間短、反應(yīng)器容積小，占地少，投資低，幾乎沒有二次污染，可回收有用物質(zhì)和能量回收自持等優(yōu)勢。本發(fā)明中迄今首次結(jié)合應(yīng)用了活性炭載體循環(huán)流化床和濕法氧化再生載體兩項(xiàng)技術(shù)用于處理不同種類污水及流體態(tài)污泥。解決了工業(yè)污泥的去處問題，也對多種行業(yè)的多種污水提出了比較通用性的解決方案。

權(quán)利要求書

1.一種載體可再生循環(huán)的多相流污染物處理工藝，其特征在于，工藝使用活性炭作為載體，快速吸附流體態(tài)污泥或工業(yè)污水并為厭氧與好氧微生物提供生長載體，使其快速成核；然后依靠厭氧與好氧微生物在三相流化床內(nèi)分解有機(jī)污染物，完成對有機(jī)污染物的凈化；反應(yīng)中產(chǎn)生的失效的活性炭載體使用濕式氧化法再生。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種載體可再生循環(huán)的多相流污染物處理工藝，其特征在于，所述工藝的具體方法包括如下步驟：S1.對流體態(tài)污泥或工業(yè)污水進(jìn)行預(yù)處理對流體態(tài)污泥或工業(yè)污水進(jìn)行粒徑和除油處理，去除大的無機(jī)物以及表層上的有機(jī)物；S2.預(yù)混合將預(yù)處理后的污水與污泥、活性炭載體混合，并攪拌均勻；S3.使用三相流化床反應(yīng)處理使用射流器將S2所得混合物充分打碎后，自下而上射入三相流化床內(nèi)；同時(shí)，自上而下加入新的活性炭載體；由S2來的混合物在射流器的作用下與空氣混合形成上升多相流，在三相流化床中上升至頂部，與新投入的活性炭載體相遇，有機(jī)污染物并被再次吸附與氧化，，氣體在達(dá)到最大氧化效率后少量外排，含固液體下沉，并從三相流化床下部外排；依污水性質(zhì)不同，所述三相流化床反應(yīng)器進(jìn)行多級(jí)設(shè)置，依次分步進(jìn)行厭氧反應(yīng)和好氧反應(yīng)；S4.反應(yīng)產(chǎn)物處理三相流化床反應(yīng)生成的產(chǎn)物及處理方法如下：小分子可燃?xì)怏w：三相流化床進(jìn)行厭氧反應(yīng)的單元生成甲烷等小分子可燃?xì)怏w，經(jīng)統(tǒng)一收集儲(chǔ)存后作為沼氣外輸；處理后的污水：經(jīng)過三相流化床反應(yīng)器處理過的污水送入二沉池進(jìn)行沉降處理，水體達(dá)標(biāo)外排，沉降后的炭泥一部分作為循環(huán)污泥輸送至S2進(jìn)行循環(huán)使用，一部分作為剩余污泥進(jìn)行濕式氧化處理；含固液體：三相流化床底部排出的含固液體主要成分為含有載體的活性污泥，會(huì)進(jìn)行濕式氧化再生處理；S5.濕式氧化法再生活性炭載體二沉池沉降的炭泥與三相流化床底部排出的含有載體的活性污泥形成含固率5-10％的固液二相流，與空氣或氧氣一起進(jìn)行預(yù)加熱，達(dá)到再生條件后在多流向濕氧反應(yīng)器中與氧化劑反應(yīng)，分解活性炭載體上吸附的有機(jī)物，使其恢復(fù)吸附活性，然后經(jīng)過與進(jìn)料換熱冷卻、氣液分離后，回流至三相流化床處進(jìn)行再利用。

3.一種基于權(quán)利要求1所述的載體可再生循環(huán)的多相流處理污染物處理系統(tǒng)，其特征在于，包括:初沉池、混合罐、三相流化床反應(yīng)器、氣柜、二沉池和濕氧化反應(yīng)單元；所述三相流化床反應(yīng)器包括進(jìn)行厭氧反應(yīng)的一級(jí)反應(yīng)器和進(jìn)行好氧反應(yīng)的二級(jí)反應(yīng)器，所述一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)相同，但在反應(yīng)時(shí)所滿足的環(huán)境條件不同，所述一級(jí)反應(yīng)器需要滿足溫度要求實(shí)現(xiàn)厭氧反應(yīng)，所述二級(jí)反應(yīng)器注入空氣實(shí)現(xiàn)好氧反應(yīng)；流體態(tài)污泥或工業(yè)污水進(jìn)入初沉池，進(jìn)行除雜處理和除油處理，然后將工業(yè)廢水輸入至混合罐內(nèi)；流體態(tài)污泥或工業(yè)污水在混合管內(nèi)與新的活性炭載體以及回流的污泥一起混合，混合罐內(nèi)設(shè)有慢速攪拌器，流體態(tài)污泥或工業(yè)污水、新的活性炭載體和回流污泥經(jīng)攪拌器混合后，經(jīng)進(jìn)料泵送入射流器；并與射流器側(cè)線引入的空氣充分混合后組成多相流從底部內(nèi)桶注入三相流化床反應(yīng)器，三相流化床反應(yīng)器頂部由設(shè)定流程自上而下添加新的活性炭載體，在此處新炭載體與污泥與污水的多相流充分混合逆流接觸，在好氧菌的作用下進(jìn)行氧化反應(yīng)，反應(yīng)的剩余氣體由頂部排出；如果是厭氧反應(yīng)，此處生成小分子可燃?xì)怏w從頂部排出后進(jìn)入氣柜儲(chǔ)存用于外輸沼氣；反應(yīng)沉降的含水污泥經(jīng)三相流化床反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置的環(huán)形空隙流下至底部，并再次被引導(dǎo)氣引至內(nèi)桶，再次進(jìn)行氧化循環(huán)；如此循環(huán)往復(fù)，以載體為核心的污泥漸漸長大后，沉降至底部排出，此時(shí)可以通過射流器進(jìn)入二級(jí)反應(yīng)器；經(jīng)過一級(jí)反應(yīng)器厭氧反應(yīng)后的含水污泥經(jīng)射流器注入二級(jí)反應(yīng)器后與氧氣混合組成的多相流，在二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)好氧細(xì)菌的作用下，經(jīng)過多次循環(huán)得以凈化，生成的氣體從頂部排出，二級(jí)反應(yīng)器頂部的出水輸送至二沉池；三相流化床反應(yīng)器頂部排出的清水經(jīng)二沉池沉淀后，作為達(dá)標(biāo)出水排出；三相流化床反應(yīng)器排出的失效載體污泥和二沉池沉降下的剩余炭泥被輸送至濕式氧化反應(yīng)單元；所述濕式氧化反應(yīng)單元包括高壓泵、換熱器、多流向濕氧反應(yīng)器和氣液分離器固液分離器，所述三相流化床反應(yīng)器的失效載體和二沉池沉降的炭泥所組成的混合多相流體，經(jīng)高壓泵輸入換熱器加熱，然后從底部進(jìn)入多流相濕氧反應(yīng)器，同時(shí)利用空氣壓縮機(jī)將高壓空氣鼓入多相流濕氧反應(yīng)器中，反應(yīng)中保持多相流濕氧反應(yīng)器內(nèi)的氧化溫度和壓力，保證氧化反應(yīng)始終處于高溫液相中，按照一定的液體空速自下而上完成氧化反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)設(shè)多層開孔塔盤，反應(yīng)結(jié)束后生成的恢復(fù)活性的活性炭載體經(jīng)換熱器冷卻，然后進(jìn)入分離器分離氣液，氣體排出，液體及其內(nèi)部含有的活性炭重新輸入混合罐、一級(jí)反應(yīng)器或二級(jí)反應(yīng)器內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載體可再生循環(huán)的多相流處理污染物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述三相流化床反應(yīng)器的最低流化速度為：其中，Vmf為三相流化床反應(yīng)器的最低流化速度，dp為顆粒的粒徑，ρf為流體密度，μf為流體黏度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載體可再生循環(huán)的多相流處理污染物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述載體的沉降速度為：其中，ξd為阻力系數(shù)，當(dāng)REt確定了，反應(yīng)器內(nèi)循環(huán)中的載體顆粒的沉降速度也就可以確定了，這一速度在整個(gè)內(nèi)循環(huán)期間是變化的，顆粒長大至0.4-1mm中的某個(gè)具體值時(shí)，系統(tǒng)將進(jìn)入內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的排泥流程。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種載體可再生循環(huán)的多相流處理污染物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述三相流化床反應(yīng)器中顆粒為微型顆粒，載體顆粒的正態(tài)分布范圍是0-100微米。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種載體可再生循環(huán)的多相流污染物處理工藝，其特征在于，所述流體態(tài)污泥或工業(yè)污水的含水量為90-95％。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種載體可再生循環(huán)的多相流處理污染物處理系統(tǒng)，其特征在于，所述一級(jí)反應(yīng)器和二級(jí)反應(yīng)器的數(shù)量為一個(gè)或多個(gè)，所述一級(jí)反應(yīng)器或二級(jí)反應(yīng)器串聯(lián)或并聯(lián)連接。

（發(fā)明人：吳方國;吳國熙）