廢水處理
對於化工產業、尤其是焦化和石化產業廢水來說，已經過了前級物理-化學法處理後的低濃度焦化和石化廢水，其中一般均含有酚類、氰化物，且COD一般在100mg/L以上。這類廢水的治理難度極高，採取顆粒活性炭吸附法進行治理時，只有當吸附器設計合理時才能獲得良好的污染物控制效果（排水COD降低至目標控制值30至50mg/L以內）。
1、吸附裝置的液相流速和空塔接觸時間設計
理想地，炭吸附器被要求設計為“盡可能短的傳質區（MTZ）”型式，以避免出現過快“穿透”，確保吸附裝置的可靠性運行。要實現傳質區縮短的操作目標，可選措施有：降低空塔速率（或流體在活性炭床層中的線速度）、和/或設計較高的吸附床層，以延長流體在吸附器中的停留時間。（圖1給出的是活性炭床層中流體線速度對傳質帶的影響曲線）。
圖1：床層中液體線速度對傳質帶的影響曲線（來源：CHEMVIRON液相吸附活性炭的實驗室評價方法）
由圖1可知，流體在炭床中的線速度越高，則“吸附波”斜率越小、傳質區越大/寬，越容易發生吸附穿透；反之，流體在炭床中線速度較低時，“吸附波”變陡，傳質區縮短，炭床的利用率越高，對污染物的吸附脫除效果就越穩定。
依據污染物成分的種類和性質、吸附劑活性炭的性能、以及污染成分的濃度，對於一般性的廢水處理來說，廢水在活性炭床層中的“空塔接觸時間（EBCT，用以代表流速，流速越慢，則接觸時間就越長）”設計取值範圍在20至120分鐘（資料：CALGON吸附器設計指南），尚鼎公司一般採取20至30分鐘EBCT對廢水深度處理項目用的吸附裝置進行設計，以確保廢水處理的效果及出水水質的穩定性。
2、推薦採用脈動床吸附器設計型式
從傳質區角度講，理想的“吸附波”形態為一條垂直線（參見圖1），但在實際運行過程中，特別是針對本項目擬處理的難治理型焦化和石化工業廢水時，由於吸附器中活性炭顆粒均勻度無法達到理想分佈狀態、吸附器裝填的均勻程度也無法控制到理想程度、加上污染物成分和濃度不可避免地出現波動，吸附器中的傳質區勢必會逐漸或者突發性地變“平坦”，傳質區變長，若選用的是固定床炭吸附器設計型式，如果未飽和炭層厚度已不足時，應會隨時出現“吸附穿透”現象，導致出水水質不合格。
而脈動床吸附器採取的是炭層與流體呈逆向運動方式，飽和炭層間歇式地被移出吸附器並進行再生處理，隨後再生炭與補充新炭被重新從塔頂部加入吸附器，理論上污染物成分永遠接觸的是“新鮮”活性炭（即吸附性能與原炭性能相同）層，此時即便發生污染物成分或濃度劇烈波動、傳質區變長，由於整個床層高度均為“新鮮炭層”，也不會發生“吸附穿透”現象，能夠確保出水水質仍然處於穩定的達標狀態。
圖2給出的是固定床吸附器與脈動床吸附器的運行原理對比，圖3給出的是出水質量隨不同吸附器操作方式的變化曲線。
圖2：固定床吸附器（左）與脈動床吸附器（右）運行原理圖（資料來源：CALGON液相吸附技術系統的設計）
圖3：產品質量與固定床吸附器切換操作次數（左）、以及與脈動吸附器脈動頻率（右）之間的關系曲線（資料來源：CALGON液相吸附技術系統的設計）
可見，與固定床吸附器的出水水質情況相比，採用脈動床設計方案時，出水水質的波動要小得多。
另外，當進水中存在一定濃度的懸浮顆粒物或者夾帶有氣體成分時，由於脈動床吸附器運行的固有機制，能夠有效避免出現床層阻力增大、出現“氣阻”等運行故障。這是脈動床吸附器的另一個固有優勢。
由於採用脈動床吸附器可以獲得質量相當穩定的出水，可以對該出水進行二次利用，大幅減少需外排的廢水數量，同時節約大量的水消耗成本。
因此，我們推薦優先採用脈沖床吸附器設計型式。
3、脈動床吸附器及固定床吸附器綜合對比
固定
床型
吸附
裝置
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建築物高度較小，占地面積較大
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無需專設操作人員進行操控
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系統具有“自過濾”功能，但懸濁物過多時會引起床層堵塞
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易對吸附器內部情況進行檢查，可及時發現吸附器內部存在的故障
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進液壓力可控制在相對較低的數值，即可剋服整個床層的阻力
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可採用較大的流量設計和操作值
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可採取回洗/反沖洗設計、設定反沖洗操作系統
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需設計較多的輔助操作空間區域
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對同一種液體進行活性炭處理時，達到同樣處理效率時，固定床吸附裝置系統所需的投資總額要高於脈動床吸附裝置系統
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若採取單吸附器設計方案時，出液質量會隨著吸附器投用時間的延長而逐漸變化（出液質量呈不穩定狀態）
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系統中一個吸附裝置的出液質量達到預設目標值時，需立即將該裝置從系統中斷開並進行後繼處置
優點
缺點
脈動
床型
吸附
裝置
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幾乎無需設計輔助操作空間區域
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能夠將出液質量精確控制到設定要求值
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擁有很長的傳質帶，在實際應用中活性炭的用量可達小化
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對飽和活性炭中的產品進行回收時，不存在用水量的“峰值”要求
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若液體中存在氣體、或者可在活性炭床層中生成氣體產物時，採取上向流的脈動床吸附器設計方案為適合
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非膨脹型脈動床吸附器不適合處理含有較多懸浮固體顆粒物的液體，當採用可膨脹型脈動床吸附器時能夠有效剋服由懸濁物引起的阻力問題
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只有當吸附裝置從系統中斷開（停止使用）、並且將其中的活性炭全部取出之後，才能進行內部檢查和/或維修操作
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每次脈動操作之後出液中均會含有一定量的活性炭粉，需進行後繼過濾處理
創鼎綠能有限公司在化工廢水深度處理領域的工程業績
創鼎公司在中國大陸地區工業廢水深度處理/回用技術領域的新工程業績
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“陝西延長中煤榆林能源化工有限公司沙生濕地生態園”暨“靖邊能源化工綜合利用項目沙生濕地”化工污水處理項目
1.1 業主單位：陝西延長中煤榆林能源化工有限公司
1.2 總設計、工程建設總包單位：陝西石油化工研究設計院
1.3 尚鼎公司分包工程範圍及工程目標
創鼎綠能有限公司中標處於“前端催化氧化廢水處理系統、後端反滲透處理系統濃相出水裝置、後端MBR處理裝置濃相出水裝置”（三股不同COD濃度的廢水）與“RO反滲透處理系統及MBR處理系統”（兩個廢水二次深度處理系統，最終產水回用做工藝源水）之間的“顆粒活性炭吸附法廢水深度處理工藝系統”。
工程範圍內的主要裝置包括：脈動床型顆粒活性炭吸附塔及其輔助設備系統、新炭貯槽及配製/輸送設備系統、飽和炭貯槽及處置設備系統（本項目後繼將建設在線式顆粒活性炭再生工藝系統）。
本工程項目實施目標：
將COD濃度分別為——前端催化氧化系統出水COD80∼120mg/L、後端RO反滲透系統濃相水COD120∼150 mg/L、後端MBR系統濃相水COD60∼80 mg/L——的混合“半程處理後廢水”進行深度處理，使總出水COD降低至≤40mg/L。活性炭吸附器出水或者送往後繼的RO裝置或MBR裝置二次深度處理後回用做工藝源水、或者直接達標排放到中水集中供應站進水池。
活性炭裝置的總處理量為270立方米/小時。
1.4 工程概況
陝北能源化工基地靖邊能源化工綜合利用園區的主要產業項目包括：以榆林的煤油氣田、渣油等為原料，一期項目建設180萬噸/年甲醇裝置、150萬噸/年渣油催化熱裂解裝置、60萬噸/年DMTO裝置、60萬噸/年PE、60萬噸/年PP裝置及配套的公用工程和輔助設施。本項目系這些工業產業項目的集中生產廢水處理工程，按照設計規劃，所有廢水經過處理後必須達到中水回用及工藝源水回用目標，實現“零排放”技術要求。
設計、製造了兩套脈動床型顆粒活性炭吸附塔裝置系統，單套裝置總容積為120立方米，單套裝置廢水設計處理負荷為135立方米/小時，COD設計處理負荷為15kg/小時，顆粒活性炭消耗定額設計值為≤0.85kg/噸出水。
該工程項目於2013年9月份進入現場實施，於2014年7月份試運行，9月份開始進入連續運行。達到了設計目標。
1.5 工程現場照片
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“天津市陸港石油橡膠有限公司污水處理工程”項目
2.1 業主單位：天津市陸港石油橡膠有限公司
2.2 尚鼎公司分包工程範圍及工程目標
創鼎綠能有限公司中標處於第三級、即“深度處理”工序的石化廢水“顆粒活性炭吸附法廢水深度處理工藝系統”。
工程範圍內的主要裝置包括：脈動床型顆粒活性炭吸附塔及其輔助設備系統、新炭貯槽及配製/輸送設備系統、飽和炭貯槽及處置設備系統（本項目後繼將建設在線式顆粒活性炭再生工藝系統）。
本工程項目實施目標：
對COD濃度為100∼120mg/L（設計取高可能值150mg/L）的、經過了既有一、二級廢水處理的石化廢水，進行顆粒活性炭吸附法三級深度處理，使總出水COD降低至≤50mg/L（設計取值為30mg/L）。活性炭吸附器出水直接達標排放到中水集中供應站進水池。
活性炭裝置的總處理量為100立方米/小時。
2.3 工程概況
設計、製造了一套脈動床型顆粒活性炭吸附塔裝置系統，單套裝置總容積為120立方米，廢水設計處理負荷為100立方米/小時，COD設計處理負荷為12kg/小時。
該工程項目於2013年11月份進入現場實施，於2014年12月份試車驗收並開始進入連續運行。達到了設計目標。
2.4 工程現場照片
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“重慶長壽工業園區中法水務廢水深度處理工程”項目
3.1 業主單位：重慶長壽工業園區中法水務公司（本項目採取PPP即“區域公私合營模式”）（“中法水務公司”隸屬於“蘇伊士環境集團”）
3.2 尚鼎公司分包工程範圍及工程目標
創鼎綠能有限公司中標處於第三級、即“深度處理”工序的石化廢水“顆粒活性炭吸附法廢水深度處理工藝系統”。
工程範圍內的主要裝置包括：固定床型顆粒活性炭吸附塔及其輔助設備系統、新炭/再生炭貯槽及配製/輸送設備系統、飽和炭貯槽及處置設備系統（本項目後繼將建設在線式顆粒活性炭再生工藝系統）、反沖洗設備系統等。
本工程項目實施目標：
對COD濃度為100mg/L（設計取值）的、經過了既有一、二級廢水處理的化工工業園區集中廢水，進行顆粒活性炭吸附法三級深度處理，使總出水COD降低至≤50mg/L（設計取值）。活性炭吸附器出水直接達標排放。
活性炭裝置的總處理量為30000立方米/天。
3.3 工程概況
設計、製造了總計12套固定床型顆粒活性炭吸附塔裝置系統，每4套吸附裝置（三用一備）組成一條廢水單元處理線，每條處理線單元處理能力為10000噸進水/天，總設計處理能力為30000噸廢水/天。
單套裝置廢水設計處理負荷為140立方米/小時，COD設計處理負荷為7kg/小時。
該工程項目於2015年2月下旬進入現場實施，於2015年3月25日起第一條處理線進入試車驗收並開始進入連續運行。計劃於2015年4月30日前其餘兩條處理線也全部投入運行。
3.4 工程相關圖片
創鼎公司及其前身公司在中國台灣地區工業廢水深度處理/回用技術領域的既有工程業績
1、奇美石化
項目：廢水三級深度處理
項目概況：設計廢水處理量4000噸/天，由兩組活性炭連續運行脈動床吸附塔和一組Ø2.1×6層結構式活性炭再生用MHF爐組成全套設備系統。
2、潤泰集團
項目：廢水三級深度處理
項目概況：設計廢水處理量4000噸/天，由兩組活性炭連續運行脈動床吸附塔和一組Ø2.3×6層結構式活性炭再生用MHF爐組成全套設備系統。
3、中鋼公司
項目：廢水三級深度處理
項目概況：設計廢水處理量6000噸/天，由兩組活性炭連續運行脈動床吸附塔和一組Ø2.8×6層結構式活性炭再生用MHF爐組成全套設備系統。
4、臺塑六輕
項目：廢水三級深度處理
項目概況：設計廢水處理量40000噸/天，由20組活性炭連續運行固定床吸附塔和一組Ø5.1×6層結構式活性炭再生用MHF爐組成全套設備系統。
