公布日：2022.10.18
申请日：2022.08.09
分类号：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
本发明公开了一种载体可再生循环的多相流污染物处理工艺，工艺使用活性炭作为载体，快速吸附流体态污泥或工业污水并为厌氧与好氧微生物提供生长载体，使其快速成核；然后依靠厌氧与好氧微生物在三相流化床内分解有机污染物，完成对有机污染物的净化；反应中产生的失效的活性炭载体使用湿式氧化法再生。本发明具有处理有机物范围广、效果好、反应时间短、反应器容积小，占地少，投资低，几乎没有二次污染，可回收有用物质和能量回收自持等优势。本发明中迄今首次结合应用了活性炭载体循环流化床和湿法氧化再生载体两项技术用于处理不同种类污水及流体态污泥。解决了工业污泥的去处问题，也对多种行业的多种污水提出了比较通用性的解决方案。
权利要求书
1.一种载体可再生循环的多相流污染物处理工艺，其特征在于，工艺使用活性炭作为载体，快速吸附流体态污泥或工业污水并为厌氧与好氧微生物提供生长载体，使其快速成核；然后依靠厌氧与好氧微生物在三相流化床内分解有机污染物，完成对有机污染物的净化；反应中产生的失效的活性炭载体使用湿式氧化法再生。
2.根据权利要求1所述的一种载体可再生循环的多相流污染物处理工艺，其特征在于，所述工艺的具体方法包括如下步骤：S1.对流体态污泥或工业污水进行预处理对流体态污泥或工业污水进行粒径和除油处理，去除大的无机物以及表层上的有机物；S2.预混合将预处理后的污水与污泥、活性炭载体混合，并搅拌均匀；S3.使用三相流化床反应处理使用射流器将S2所得混合物充分打碎后，自下而上射入三相流化床内；同时，自上而下加入新的活性炭载体；由S2来的混合物在射流器的作用下与空气混合形成上升多相流，在三相流化床中上升至顶部，与新投入的活性炭载体相遇，有机污染物并被再次吸附与氧化，，气体在达到最大氧化效率后少量外排，含固液体下沉，并从三相流化床下部外排；依污水性质不同，所述三相流化床反应器进行多级设置，依次分步进行厌氧反应和好氧反应；S4.反应产物处理三相流化床反应生成的产物及处理方法如下：小分子可燃气体：三相流化床进行厌氧反应的单元生成甲烷等小分子可燃气体，经统一收集储存后作为沼气外输；处理后的污水：经过三相流化床反应器处理过的污水送入二沉池进行沉降处理，水体达标外排，沉降后的炭泥一部分作为循环污泥输送至S2进行循环使用，一部分作为剩余污泥进行湿式氧化处理；含固液体：三相流化床底部排出的含固液体主要成分为含有载体的活性污泥，会进行湿式氧化再生处理；S5.湿式氧化法再生活性炭载体二沉池沉降的炭泥与三相流化床底部排出的含有载体的活性污泥形成含固率5-10％的固液二相流，与空气或氧气一起进行预加热，达到再生条件后在多流向湿氧反应器中与氧化剂反应，分解活性炭载体上吸附的有机物，使其恢复吸附活性，然后经过与进料换热冷却、气液分离后，回流至三相流化床处进行再利用。
3.一种基于权利要求1所述的载体可再生循环的多相流处理污染物处理系统，其特征在于，包括:初沉池、混合罐、三相流化床反应器、气柜、二沉池和湿氧化反应单元；所述三相流化床反应器包括进行厌氧反应的一级反应器和进行好氧反应的二级反应器，所述一级反应器和二级反应器结构相同，但在反应时所满足的环境条件不同，所述一级反应器需要满足温度要求实现厌氧反应，所述二级反应器注入空气实现好氧反应；流体态污泥或工业污水进入初沉池，进行除杂处理和除油处理，然后将工业废水输入至混合罐内；流体态污泥或工业污水在混合管内与新的活性炭载体以及回流的污泥一起混合，混合罐内设有慢速搅拌器，流体态污泥或工业污水、新的活性炭载体和回流污泥经搅拌器混合后，经进料泵送入射流器；并与射流器侧线引入的空气充分混合后组成多相流从底部内桶注入三相流化床反应器，三相流化床反应器顶部由设定流程自上而下添加新的活性炭载体，在此处新炭载体与污泥与污水的多相流充分混合逆流接触，在好氧菌的作用下进行氧化反应，反应的剩余气体由顶部排出；如果是厌氧反应，此处生成小分子可燃气体从顶部排出后进入气柜储存用于外输沼气；反应沉降的含水污泥经三相流化床反应器内部设置的环形空隙流下至底部，并再次被引导气引至内桶，再次进行氧化循环；如此循环往复，以载体为核心的污泥渐渐长大后，沉降至底部排出，此时可以通过射流器进入二级反应器；经过一级反应器厌氧反应后的含水污泥经射流器注入二级反应器后与氧气混合组成的多相流，在二级反应器内好氧细菌的作用下，经过多次循环得以净化，生成的气体从顶部排出，二级反应器顶部的出水输送至二沉池；三相流化床反应器顶部排出的清水经二沉池沉淀后，作为达标出水排出；三相流化床反应器排出的失效载体污泥和二沉池沉降下的剩余炭泥被输送至湿式氧化反应单元；所述湿式氧化反应单元包括高压泵、换热器、多流向湿氧反应器和气液分离器固液分离器，所述三相流化床反应器的失效载体和二沉池沉降的炭泥所组成的混合多相流体，经高压泵输入换热器加热，然后从底部进入多流相湿氧反应器，同时利用空气压缩机将高压空气鼓入多相流湿氧反应器中，反应中保持多相流湿氧反应器内的氧化温度和压力，保证氧化反应始终处于高温液相中，按照一定的液体空速自下而上完成氧化反应，反应器内设多层开孔塔盘，反应结束后生成的恢复活性的活性炭载体经换热器冷却，然后进入分离器分离气液，气体排出，液体及其内部含有的活性炭重新输入混合罐、一级反应器或二级反应器内。
4.根据权利要求3所述的一种载体可再生循环的多相流处理污染物处理系统，其特征在于，所述三相流化床反应器的最低流化速度为：
其中，Vmf为三相流化床反应器的最低流化速度，dp为颗粒的粒径，ρf为流体密度，μf为流体黏度。
5.根据权利要求3所述的一种载体可再生循环的多相流处理污染物处理系统，其特征在于，所述载体的沉降速度为：
其中，ξd为阻力系数，当REt确定了，反应器内循环中的载体颗粒的沉降速度也就可以确定了，这一速度在整个内循环期间是变化的，颗粒长大至0.4-1mm中的某个具体值时，系统将进入内循环反应器的排泥流程。
6.根据权利要求3所述的一种载体可再生循环的多相流处理污染物处理系统，其特征在于，所述三相流化床反应器中颗粒为微型颗粒，载体颗粒的正态分布范围是0-100微米。
7.根据权利要求1所述的一种载体可再生循环的多相流污染物处理工艺，其特征在于，所述流体态污泥或工业污水的含水量为90-95％。
8.根据权利要求3所述一种载体可再生循环的多相流处理污染物处理系统，其特征在于，所述一级反应器和二级反应器的数量为一个或多个，所述一级反应器或二级反应器串联或并联连接。
（发明人：吴方国;吴国熙）