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A-COKE过滤吸附法污水净化解决技术

杭州泰佳科技有限公司

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一、A-COKE活性焦过滤吸附法的原理
1.1活性焦过滤原理
活性焦过滤是将水中悬浮状态的污染物进行截留的过程，被截留的悬浮物充塞于活性焦间的空隙。滤层孔隙尺度以及孔隙率的大小，随活性焦料粒度的加大而增大。即活性焦粒度越粗，可容纳悬浮物的空间越大。其表现为过滤能力增强，纳污能力增长，截污量增大。同时，活性焦滤层孔隙越大，水中悬浮物越能被更深地输送至下一层活性焦滤层，在有足够保护厚度的条件下，悬浮物可以更多地被截留，使中下层滤层更好地发挥截留作用，截污量增长。
从力学特性讲，活性焦截留悬浮物依靠的是活性焦颗粒间的范德华力、库仑力和表面张力。这些力使悬浮物迁移并被吸附。但同时，过滤水流在活性焦滤层中的流动与活性焦颗粒间的水流剪力则具有使被截留吸附在活性焦颗粒表面的悬浮物剥落的也许，并同时产生附加水头，即产生水头损失。活性焦粒度增大，空隙尺度加大，空隙空间增长，过水通道尺度大，过滤水流阻力减弱，水头损失增量将得以延缓，其结果达成特定终止水头损失的过滤周期得以延长，产水量得到增长。
从严格的理论上讲，活性焦所具有的对悬浮物的截留能力来自活性焦所提供的表面积。流速低时，机组的过滤能力重要来自活性焦的筛除作用，而流速快时，过滤能力来自活性焦颗粒表面的吸附作用，在过滤过程中活性焦所提供的颗粒表面积越大，对水中悬浮物的附着力越强。
2.2活性焦吸附原理
根据吸附原理，活性焦分子和污染物分子之间作用力的不同，可将吸附分为两大类；物理吸附和化学吸附（又称活性吸附）。在吸附过程中，当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是范德华力（或静电引力）时称为物理吸附；当活性焦分子和污染物分子之间的作用力是化学键时称为化学吸附。物理吸附的吸附强度重要与活性焦的物理性质有关，与活性焦的化学性质基本无关。由于范德华力较弱，对污染物分子的结构影响不大，这种力与分子间内聚力同样，故可把物理吸附类比为凝聚现象。物理吸附时污染物的化学性质仍然保持不变。由于化学键强，对污染物分子的结构影响较大，故可把化学吸附看做化学反映，是污染物与活性焦间化学作用的结果。化学吸附一般包含电子对共享或电子转移，而不是简朴的微扰或弱极化作用，是不可逆的化学反映过程。物理吸附和化学吸附的主线区别在于产生吸附键的作用力。
吸附过程是污染物分子被吸附到固体表面的过程，分子的自由能会减少，因此，吸附过程是放热过程，所放出的热称为该污染物在此固体表面上的吸附热。由于物理吸附和化学吸附的作用力不同，它们在吸附热、吸附速率、吸附活化能、吸附温度、选择性、吸附层数和吸附光谱等方面表现出一定的差异。
二、A-COKE活性焦过滤吸附法的技术路线
A-COKE过滤吸附法在解决污水的过程中，将污水中的污染物分离、收集、气化，最终转化为甲烷类可燃气体，并实现资源化运用。
A-COKE过滤吸附法污水深解决系列工艺由四个核心技术组成，四个核心技术互相关系、作用和产物如图所示：

煤化工下脚料
（一）制备低成本活性焦的技术和装备

活性焦

（二）使污水中污染物与水体分离的技术和装备
清水
输送设备
污水
输送设备

截留有机物的活性焦

再生
活性焦

（三）将污染物热解和活性焦再生的技术和装备

热解混合气

（四）将热解气体净化分离回收运用技术和装备

冷凝水

甲烷等可燃气体
输送设备

作为热解、再生设备的燃料
输送设备

2.1生产低成本活性焦
以工业废弃物治理工业污染物为出发点，将煤化工公司的筛下废弃物-焦粉作为原料，生产低成本的活性焦。
2.2将污水中的污染物与水体分离
在过滤吸附机组中加入活性半焦，当污水流通过滤吸附机组后，污水中的污染物被过滤吸附机组中的活性半焦截留，实现污染物与水体分离，使污水转化为清水，
2.3将截留污染物的活性焦与过滤吸附机组分离
根据污水解决量核污水中污染物的含量，定期、定量将过滤吸附机组中截留了污染物的活性半焦卸出，输送到活性半焦解决机组的热解室内。
2.4将污染物热解气化与活性焦分离
活性半焦解决机组的热解室为密封结构，污染物在热解过程中完全与大气隔绝，将污染物在热解室内高温气化，转化成由水蒸汽、甲烷、乙烷、碳氢化合物等成分组成的混合气。
2.5将混合气中的可燃成份分离
将热解室内污染物热解产生的混合气输送到混合气净化分离机组中进行解决，将混合气中的水蒸汽分离出来成为冷凝水，将混合气中的甲烷、乙烷、碳氢化合物等可燃成份分离出来成为燃料。
2.6将可燃气体和冷凝水回收运用
冷凝水收集后作为煤气发生炉的补水。将由甲烷、乙烷、碳氢化合物等成分组成的可燃气体输送到活性焦解决机组，作为机组的燃料。
四、活性焦过滤吸附法流程
4.1 A-COKE过滤吸附法循环经济流程

4.2 A-COKE过滤吸附法工艺（专利）流程
回用或排放
输送设备
废水、污水
输送设备

储料仓
活性焦输送装置（专利）
活性焦水解决装置（专利）

活性焦冷却装置（专利）
再生活性焦
饱和活性焦
输送设备

混合气分离净化装置（专利）
有机物热解/活性焦再生机装置（专利）

烟气余热回收装置
冷凝水
可燃气体

煤气

冷凝水池
煤气制备装置
环保排放装置（专利）

五、活性焦过滤吸附法技术特点
5.1解决后的水可以回用
污水采用A-COKE过滤吸附法深度解决后，水质可以达成“《地表（面）水环境质量标准》 GB 3838～2023”地表水环境质量标准基本项目的准值中Ⅲ类的指标。
5.2水解决费用低
污水种类
进水COD
COD出水
解决费用
城市供水预解决（CODmn）
≤10mg/l
≤2mg/l
≤0.1元
中、小城市污水解决
≤400mg/l
≤50mg/l
≤0.6元
城市污水净化解决回用
≤60mg/l
≤20mg/l
≤0.3元
垃圾渗滤液深解决回用
≤600mg/l
≤80mg/l
≤3.5元
造纸中段废水深解决回用
≤300mg/l
≤50mg/l
≤1元
制药废水深解决
≤300mg/l
≤50mg/l
≤1元
解决的费用，其中涉及电费、工资福利费、维修费、活性焦补充和再生费用、折旧费。
5.3脱色能力强
以解决色度（稀释倍数）高达1,000多倍的印染、焦化、核酸废水为例，采用A-COKE过滤吸附法解决后，出水色度均可达成10倍以下。
5.4设施占地面积小
吨水解决设施占地约0.08平方米。
5.5不产生臭气、二氧化碳或噪音
A-COKE过滤吸附法解决废水是在过滤吸附机组中进行封闭解决，在废水解决过程中，不产生臭气、二氧化碳或噪音，避免了废水解决过程对设施周边环境导致的空气污染和噪音影响。
5.6不产生污泥、浓水
A-COKE过滤吸附法是采用特制的过滤吸附料将废水中的有机污染物与水分离，然后将载有有机污染物的过滤吸附料输送到有机物热解机组中进行热解解决，在热解解决过程中，将有机污染物裂解、气化，转化成由甲烷、乙烷、氢、水蒸汽等成分组成的混合气，然后将混合气中的水份与可燃成份进行分离、净化，将可燃成份作为有机物热解机组的燃料。
5.7运营稳定，抗冲击能力强
A-COKE过滤吸附法废水、污水解决系统对水量和水质波动适应能力强，并且不受水温、气候、温度变化影响。
六、A-COKEA-COKE过滤吸附法应用工程实例
6.1 城市污水解决厂污水解决

项目
单位
进水
出水
化学需氧量COD
mg/L
253
251
15.2
15.0
生化需氧量BOD
mg/L
102
99
2.16
2.10
悬浮物（SS）
mg/L
359
358
15
16
总氮（以N计）
mg/L
24.6
24.7
11.8
11.6
氨氮（以N计）
mg/L
19.4
19.0
9.05
9.06
总磷（以P计）
mg/L
6.97
6.98
0.15
0.16
色度（稀释倍数）

115
115
23
23
pH

7.37
7.37
8.39
8.39
6.2、工业园区污水解决
工业开发区是园区内工业公司进行预解决达成《污水综合排放标准》（GB8978-1996）三级后的污水，缺少生化性，即使采用氧化、活性炭吸附、膜、化学絮凝等传统的工艺解决，仍然无法达成《城乡污水解决厂污染物排放标准》GB18918-2023中的一级A标准，并且解决费用高。
采用过滤吸附法技术可以用低廉的解决费用，解决工业集控区污水解决厂的污水深解决、提标改造问题，采用过滤吸附法解决后，各项指标均优于《城市污水解决厂污染物排放标准》GB18918-2023。
河南·工业园区污水解决（进水为开发区污水原水）

项目
COD
氨氮
总氮
总磷
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
进水
287
9.3
26
9.44
出水
29.1
1.53
3.46
0.0705
去除率(%)
90%
84%
87%
99%
一级A标准
50
5
15
0.5
6.3工业废水解决
6.3.1工业公司废水深度解决
工业公司污水经生化解决后，水质往往无法达成国家新颁布的污染物排放标准或公司回用水标准的污水。公司在原有污水解决设施的基础上采用A-COKE过滤吸附装置进行深度解决，使通过深解决后的水质达成国家新颁布的污染物排放标准或公司回用水标准。
6.3.2制药废水深度解决
序号
制药公司及废水种类
原水COD
出水COD
去除率
（mg/l)
（mg/l)
（%）
1
石家庄制药集团
350
40
89%
2
东北制药总厂
11,700
85
99%
3
联邦制药彭州药业
286
38
87%
4
联邦制药内蒙药业
320
22
93%
5
江苏江山制药
224
47
79%
6
华北制药研究所
338-890
45-48
86-99%
6.3.3其它工业公司废水深度解决
序号
污 水 种 类
原水COD
出水COD
去除率
（mg/l)
（mg/l)
（%）
1
造纸中段污水深度解决回用
734
18
98%
2
焦化废水深度解决回用
350
70
80%
3
酸洗磷化废水深度解决及回用
230
25
89%
4
电子线路板综合废水解决及回用
207
31
85%
5
五金电镀综合废水解决及回用
480
32
93%
6
棉短绒废水深度解决及回用
455
86
81%
7
橄榄深加工废水深度解决
2023
89
95%
6.4、高浓度废水预解决
活性焦过滤吸附法可以对公司难以生化解决的废水进行预解决，去除影响生化的有害物质，然后进入生化解决系统进一步解决。
序号
污 水 种 类
原水COD
出水COD
去除率
（mg/l)
（mg/l)
%
1
制药氧化母液预解决
90,000
1,214
99%
2
制药精制母液预解决
18,300
2,470
87%
3
制药嘧啶氯化废水预解决
56,900
945
98%
4
制药结晶母液预解决
29,034
2,573
91%
5
乳酸废水预解决
12,590
2,390
81%
6
农药废水预解决
31,150
1,298
96%
7
含氰化物化工废水预解决
7,464
740
90%
8
核酸废水预解决
16000
500
97%
6.5、垃圾渗滤液深度解决
垃圾处置场渗滤液生化解决系统的出水，采用A-COKE过滤吸附法进行深解决，替代本来采用的臭氧氧化、超滤和纳滤系统，解决了膜解决系统的堵塞、经常换膜和浓水解决等问题，减少了垃圾渗滤液的解决费用，深解决后的水质达成了回用的标准。以下是采用A-COKE滤吸附法对垃圾发电厂（江苏宜兴）垃圾渗滤液SBR解决系统的出水，采用活性焦过滤吸附法进行深解决后的效果：
项目
COD
氨氮
总磷
SS
色度
浊度
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
倍
Ftu
SBR系统出水
816
95
4
280
260
210
过滤吸附法深解决出水
56
4
0.4　
5
5
1.8
深解决去除率(%)
93%
96%
90%
97%
98%
99%

附系统工程图片：

造纸中段废水深解决回用项目

化工制药废水预解决项目

酸洗磷化废水深解决循环运用项目

过滤吸附法废水深解决车间

有机物热解、活性半焦再生和热解气体净化回收运用系统车间