
粉末活性(xìng)炭吸附技術作為水廠改(gǎi)善水質的有效措施,運行(háng)方式靈活,費用低(dī)廉(lián),效果明顯。通過綜合研究成果(guǒ),對粉末活性炭吸(xī)附技術在水廠應用中應重點解(jiě)決的問題進行了探討。
1 應用狀況
粉末活性炭在給水(shuǐ)處理中的使用已有70年左右的曆史。自從美國首次使用粉末活(huó)性炭去除氯酚產生的(de)嗅味以後,活性炭成為給水處理中去除色(sè)、嗅、味 和有機物的有(yǒu)效方法(fǎ)之一。國外對(duì)粉末活性炭吸附性(xìng)能作的大量研究(jiū)表明:粉末活性炭(tàn)對三氯苯酚、二氯苯酚、農藥中所含有機物,三鹵甲烷及前體物以(yǐ)及消毒副產 物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等等均有很好的吸附效果,對色、嗅、味的去除效果已得(dé)到公認。
粉末活性炭在歐、美、日等國應用很(hěn)普遍,美國80年代(dài)初期每年在給水(shuǐ)處理中所用(yòng)粉末活性炭約2.5萬t,且有逐年增加趨(qū)勢。我國60年代末期開 始注意汙染水源的除嗅、除味問題。粉末活性炭在(zài)上海、哈爾濱、合肥、廣(guǎng)州都(dōu)曾試用過。近年來,我國對粉末活性炭(tàn)的研究和應用逐漸重視(shì),同濟大學、哈爾濱建 築(zhù)大學等都作了較為深入的研究,已取得不少實用性成果。私家(jiā)車托運
粉末活性(xìng)炭應用的主要特點是設備(bèi)投資省,價格便宜,吸附(fù)速度(dù)快,對短期及突發性水質汙染適(shì)應能力強。
2 製(zhì)約技術應用的瓶頸
根據我們的研究表明:自來水廠中應用粉末活性炭吸(xī)附技術(shù),是一項非常有前景的(de)技術。但是,由於未能很好地解決該技術在應用方麵存在的局限性,難以發揮粉末活性炭技術的優勢,導致技術應(yīng)用不(bú)能達到(dào)實際效果。在(zài)自來水廠中的應用(yòng)必須解決理論依據和應用兩大類問題。
2.1 理論上應解決的問題
(1)根據水廠(chǎng)原水的水質(zhì)狀況,特別是有(yǒu)機物分子量的分布狀況,確定投加粉末活性炭的(de)炭(tàn)種。
(2)根據水廠的實際水質情況,確(què)定合理、經濟(jì)的投加量。
(3)根據(jù)水廠現(xiàn)有的生產工(gōng)藝,確定合適、合理的投加點及投加方式,以解決粉末活性炭與混凝劑吸附競爭(zhēng)的矛盾,提高粉末(mò)活性炭使用效率。
作為(wéi)一種普遍性的規律:在相同條件下,不同的粉(fěn)末活性炭炭(tàn)種對有機物吸(xī)附處理的能力相差較大(去除率相差16%)。同樣(yàng),根據水廠製水工藝(yì)的特 點,不同投加點(diǎn)的影響也較大,這主要是(shì)由於原水的特性以及混凝(níng)與吸附(fù)競爭的結果(guǒ),而投加量的確定在工程(chéng)應用中應根據目標(biāo)期望值(出廠水CODMn)以及運(yùn) 行成本來綜合考慮。
粉末活性炭投加作為一種(zhǒng)應急性的措施,在(zài)一些水廠已(yǐ)經得到了嚐試,但對該技術(shù)的應用成效褒貶(biǎn)不一。我(wǒ)們的研究表明:針對水廠各異的實際情況,必(bì) 須(xū)很好地探索(suǒ)解決上述三個問題的(de)合適方式;特(tè)別是針對不同(tóng)的處理工(gōng)藝流程,選(xuǎn)擇合(hé)理的(de)投加點和投加方式是至關(guān)重要(yào)的。因此(cǐ)在該(gāi)技術的應用方麵,必須引起足(zú) 夠的重視(shì),才能經(jīng)濟、有效地發揮粉末活性炭除汙染的作用。
2.2 工程應用中應解決的問題
(1)應用中粉塵飛揚的汙染問題。在自(zì)來水廠(chǎng)應用中,由於粉末活性炭(tàn)在諸多環節如(rú)裝卸、拆包、配(pèi)製、投加過程中勞動強度大、容易引起粉塵飛(fēi)揚,造成工作環境惡劣,操作人員抵觸情緒較強,也成為製約粉末活性(xìng)炭技術應(yīng)用的一個關鍵的、實質性的(de)問題。
根據資料報道,有些自來水廠采用負壓配製投加方式進行粉末活性炭投加。該方(fāng)式已經基本解決了粉塵汙染的問題,但仍(réng)難以避(bì)免粉末活性炭(20 kg/袋)在搬運(yùn)、拆包過程中造成的粉塵飛揚(yáng)以及勞動強度大的問題,特(tè)別是處理能力大於10萬m3/d的自來(lái)水廠,每小時(shí)的粉末活性炭用量一(yī)般在60 kg左右(以投(tóu)加量(liàng)15 mg/L計算)。起重機
(2)應用中精確製備(bèi)和定量投加粉末活性(xìng)炭的問題。為穩定(dìng)粉末(mò)活性炭吸附除汙染的效果,應在一定範圍內盡量保證(zhèng)投加計量的準確,這不僅關係到處 理效果,也與(yǔ)製水成本密(mì)切相關。根據合適(shì)的參數建造的整個粉末活性炭儲存、配(pèi)製、投加設備或係統必須能很好地防止(zhǐ)在各個環節造成的不(bú)穩定(dìng)因素,如在輸送投 加過(guò)程中的堵塞問題,會造成流量(liàng)不穩定,從而(ér)影(yǐng)響除汙染的效果(guǒ)。
(3)設備(bèi)或係(xì)統的自動化控製。為進一步降低粉末(mò)活性炭投(tóu)加設備的操作強度,如何實現自動化(huà)操作、與(yǔ)水廠原有自動化控製係統相配以及如何根據(jù)水(shuǐ)質變化情況自動追(zhuī)蹤調整,以滿足穩定出水水質的目的,這也是製約該技術應用的關鍵因素(sù)。
(4)投資、成(chéng)本控製(zhì)。粉末活性炭技術的應用(yòng)最為關鍵(jiàn)的問題是投資以及成本的控(kòng)製,為滿足新的《生活飲用水衛生規範》(主要是CODMn<3 mg/L,特殊情況下不超過5 mg/L),大多(duō)數水司均麵臨技術改造的問題。對大(dà)多(duō)數水司而言(yán),水質汙染一般是間斷(duàn)性或突發(fā)性的(de),常規工藝在大多數時間(jiān)是能夠滿足(zú)新的規範要求的,因此(cǐ) 粉末活(huó)性炭技術是一項實用性非常強的技術,其投資相對較省,成本較低、投用靈活。
例如,處理能力(lì)為10萬m3/d的自來水廠,設備的投資在120萬元左右,1 m3水投資在1 2元左右,較之生物處(chù)理(lǐ)方法(fǎ)投資(1 m3水(shuǐ)投資100元左右)以及臭氧(yǎng)生物活性炭工(gōng)藝投資(1 m3 水投資250元左右)具(jù)有很大的優勢;同時(shí)增加的處(chù)理成(chéng)本約為(wéi)0.02元/m3(以每年平均汙染期使用(yòng)粉末活性炭投加設備90 d,平均投加量為15 mg/L計算)。
3 結論
根(gēn)據我們長時間的理論研究以及工程實踐表明(míng):粉末活性炭投加作(zuò)為一項應急性(xìng)的水質(zhì)改善手段,隻要正(zhèng)確解決技(jì)術使用上的炭種選擇、投加點、投加方 式等問題,可以較好地提高水廠的出廠水水質,特別是對(duì)有機物(CODMn)、色度等水質(zhì)指標的改善 ;同時(shí)該(gāi)技術已經(jīng)取得了(le)工程實踐的檢驗,解決了使用過程中的粉塵汙(wū)染、精確投加以及降低勞動強度實現自動化控製等諸多(duō)問題,並且該技術的使用投資少,效果 明顯,運行成本低廉。