深度水处理技术（包含高盐、焦化废水等）

对于化工产业、尤其是焦化和石化产业废水来说，已经过了前级物理-化学法处理后的低浓度焦化和石化废水，其中一般均含有酚类、氰化物，且COD一般在100mg/L以上。这类废水的治理难度极高，采取颗粒活性炭吸附法进行治理时，只有当吸附器设计合理时才能获得良好的污染物控制效果（排水COD降低至目标控制值30至50mg/L以内）。

1、吸附装置的液相流速和空塔接触时间设计

理想地，炭吸附器被要求设计为“尽可能短的传质区（MTZ）”型式，以避免出现过快“穿透”，确保吸附装置的可靠性运行。要实现传质区缩短的操作目标，可选措施有：降低空塔速率（或流体在活性炭床层中的线速度）、和/或设计较高的吸附床层，以延长流体在吸附器中的停留时间。（图1给出的是活性炭床层中流体线速度对传质带的影响曲线）。

图1：床层中液体线速度对传质带的影响曲线（来源：CHEMVIRON液相吸附活性炭的实验室评价方法）

由图1可知，流体在炭床中的线速度越高，则“吸附波”斜率越小、传质区越大/宽，越容易发生吸附穿透；反之，流体在炭床中线速度较低时，“吸附波”变陡，传质区缩短，炭床的利用率越高，对污染物的吸附脱除效果就越稳定。

依据污染物成分的种类和性质、吸附剂活性炭的性能、以及污染成分的浓度，对于一般性的废水处理来说，废水在活性炭床层中的“空塔接触时间（EBCT，用以代表流速，流速越慢，则接触时间就越长）”设计取值范围在20至120分钟（资料：CALGON吸附器设计指南），尚鼎公司一般采取20至30分钟EBCT对废水深度处理项目用的吸附装置进行设计，以确保废水处理的效果及出水水质的稳定性。

2、推荐采用脉动床吸附器设计型式

从传质区角度讲，最理想的“吸附波”形态为一条垂直线（参见图1），但在实际运行过程中，特别是针对本项目拟处理的难治理型焦化和石化工业废水时，由于吸附器中活性炭颗粒均匀度无法达到理想分布状态、吸附器装填的均匀程度也无法控制到理想程度、加上污染物成分和浓度不可避免地出现波动，吸附器中的传质区势必会逐渐或者突发性地变“平坦”，传质区变长，若选用的是固定床炭吸附器设计型式，如果未饱和炭层厚度已不足时，应会随时出现“吸附穿透”现象，导致出水水质不合格。

而脉动床吸附器采取的是炭层与流体呈逆向运动方式，饱和炭层间歇式地被移出吸附器并进行再生处理，随后再生炭与补充新炭被重新从塔顶部加入吸附器，理论上污染物成分永远接触的是“新鲜”活性炭（即吸附性能与原炭性能相同）层，此时即便发生污染物成分或浓度剧烈波动、传质区变长，由于整个床层高度均为“新鲜炭层”，也不会发生“吸附穿透”现象，能够确保出水水质仍然处于稳定的达标状态。

图2给出的是固定床吸附器与脉动床吸附器的运行原理对比，图3给出的是出水质量随不同吸附器操作方式的变化曲线。

图2：固定床吸附器（左）与脉动床吸附器（右）运行原理图（资料来源：CALGON液相吸附技术系统的设计）

图3：产品质量与固定床吸附器切换操作次数（左）、以及与脉动吸附器脉动频率（右）之间的关系曲线（资料来源：CALGON液相吸附技术系统的设计）

可见，与固定床吸附器的出水水质情况相比，采用脉动床设计方案时，出水水质的波动要小得多。

另外，当进水中存在一定浓度的悬浮颗粒物或者夹带有气体成分时，由于脉动床吸附器运行的固有机制，能够有效避免出现床层阻力增大、出现“气阻”等运行故障。这是脉动床吸附器的另一个固有优势。

由于采用脉动床吸附器可以获得质量相当稳定的出水，可以对该出水进行二次利用，大幅减少需外排的废水数量，同时节约大量的水消耗成本。

因此，我们推荐优先采用脉冲床吸附器设计型式。

3、脉动床吸附器及固定床吸附器综合对比

石油化工,石油炼制,盐化工,农药化肥,其他