粉末(mò)活性炭吸附技術作(zuò)為水廠改善水(shuǐ)質的有效措(cuò)施,運行方式(shì)靈活,費用(yòng)低廉,效果明顯。通過綜合(hé)研究成果,對粉末活性炭吸附技(jì)術在水廠應用中應重點解決的問題進行了探討。
1 應用狀(zhuàng)況
粉(fěn)末活性炭在給水處(chù)理中的使用(yòng)已有70年(nián)左右的曆史。自(zì)從美國首次使用粉(fěn)末活性炭去除氯(lǜ)酚產生(shēng)的嗅味以後(hòu),活性炭成為給水處理中去除色、嗅、味(wèi) 和有機物的有效方法之一。國(guó)外(wài)對粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明(míng):粉末活性炭對三氯苯酚、二氯苯酚、農藥中(zhōng)所含有機物,三鹵甲烷(wán)及前體物以及消毒副產 物三氯醋酸、二氯醋酸和二鹵乙腈等(děng)等均有很(hěn)好的吸附效果,對色、嗅、味的(de)去除效果已得到公認。
粉末活性炭(tàn)在歐、美、日等國應用很普遍,美國80年代(dài)初期每年在給水處理中所用粉末活性炭約2.5萬t,且有逐年增加(jiā)趨勢。我國60年(nián)代末期開 始注意汙染水源的除嗅(xiù)、除味問題。粉(fěn)末活性炭在上海、哈爾濱、合肥、廣州(zhōu)都曾試用過。近年來,我國對粉末活性炭的研(yán)究和應用逐漸重視(shì),同濟大學、哈爾濱建 築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
粉末活性炭應用的主要特點是設備投資(zī)省,價格便宜,吸附速度快,對短期及突發性水質汙染適應能力強。
2 製約技術應用的瓶頸(jǐng)
根據我(wǒ)們的研究表明:自來水廠(chǎng)中應用(yòng)粉末活性(xìng)炭吸附技術,是一項非(fēi)常有前景的(de)技術。但是(shì),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(jì)術的優(yōu)勢,導致技術應用(yòng)不能達到實際(jì)效果。在自來水廠中的應用必須解決理論依據和應用(yòng)兩大類問題。
2.1 理論上應解決的問(wèn)題
(1)根據水廠原水的水質狀況,特別是有機物(wù)分子(zǐ)量的分布狀況(kuàng),確定投加(jiā)粉末活性炭(tàn)的炭(tàn)種。
(2)根據水廠的實際水質情況,確定合理、經濟的投(tóu)加(jiā)量。
(3)根據水廠現有的生產工藝,確定合適、合理的投加點及投加方式,以(yǐ)解決粉(fěn)末活性炭與混凝劑吸附競爭的矛盾,提高(gāo)粉末(mò)活性炭使用效率。
作為(wéi)一種普遍性的(de)規律:在相同條(tiáo)件下(xià),不同(tóng)的粉末活性炭炭種(zhǒng)對有機物吸附處理的能力相差較大(去除(chú)率(lǜ)相差16%)。同(tóng)樣,根據水廠製水工藝的特 點,不同投加點的影響也較大,這主要是由於原水的特性(xìng)以及(jí)混凝與吸附競爭的結果,而投加量的確定在(zài)工程應用中應根據目標期望值(出廠水CODMn)以及運 行(háng)成本來綜合考慮。
粉末活性炭投加作為一種應急性的措施,在一些水廠已經得到了(le)嚐試,但對該技術的應用成效(xiào)褒貶(biǎn)不一。我們的研究(jiū)表明:針(zhēn)對水廠各異的實際情況,必 須很(hěn)好(hǎo)地探(tàn)索解決上述(shù)三個問題的合適方(fāng)式;特別是針對不同的處理工藝流程,選(xuǎn)擇合理的投加點和投加方(fāng)式是至關(guān)重(chóng)要的(de)。因此在該技(jì)術的應用方麵(miàn),必須引起足 夠的重視,才能(néng)經(jīng)濟、有效地(dì)發揮粉末活性(xìng)炭除汙染(rǎn)的作用。
2.2 工程應用中應解決的問題
(1)應用中粉塵飛(fēi)揚的汙染問題。在自來水廠應用中,由於粉末活性炭在諸多環節如裝卸、拆包、配製、投加過(guò)程中勞動強度大、容易引起粉塵飛揚,造成工作環境惡(è)劣,操作人員抵觸情緒較強,也成為製約粉末活(huó)性炭(tàn)技術應用的一個關鍵的、實質性的問題(tí)。
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(tóu)加。該方式已經(jīng)基本解決了粉塵(chén)汙染的問題,但仍(réng)難以避免粉末活性(xìng)炭(20 kg/袋)在搬運、拆包過程(chéng)中造成的粉塵飛揚以及勞動強度大的問題,特別是(shì)處理能力大於10萬m3/d的自來水廠(chǎng),每小時的粉末活性炭用量一般在60 kg左右(以投加量15 mg/L計算)。起重機
(2)應用中精確製備和定量投加(jiā)粉末(mò)活性炭(tàn)的問題。為(wéi)穩定粉末活性炭(tàn)吸附除汙染的效果,應(yīng)在一定範圍內盡量保(bǎo)證投加計量的準確,這不僅關係到處 理效果,也與(yǔ)製水成(chéng)本密切相關。根據合適的參數建造的整個粉末活性炭(tàn)儲存、配製、投加設備或係統(tǒng)必須能很好地防止(zhǐ)在各個環節造成的不穩定因素,如在輸送投 加過程中的堵塞問題,會造成(chéng)流量不穩(wěn)定,從(cóng)而影響除汙(wū)染的效果(guǒ)。
(3)設備或係統的自動化控製。為進一步降低粉末活性炭投加設備的操作強度,如何(hé)實(shí)現自動(dòng)化操作、與水廠原有(yǒu)自動化控製係統相配以及如何(hé)根據水質變化情況自(zì)動追蹤調整,以滿足穩定出水水質的目的,這也是製(zhì)約該(gāi)技(jì)術應用的關鍵因素。
(4)投資(zī)、成本控製。粉末活性炭技術的應用最為關鍵(jiàn)的問題是投資以及成本的(de)控製,為滿足(zú)新的《生活飲用水(shuǐ)衛生規(guī)範》(主要是(shì)CODMn<3 mg/L,特殊情況下不超過(guò)5 mg/L),大多數水司均麵臨技術改造的問題。對大多數水司而言(yán),水質汙(wū)染(rǎn)一般是間斷性或突(tū)發性的,常規工藝(yì)在(zài)大多數時間是能夠滿足新的規範要求的(de),因此 粉末活性炭技術(shù)是一項實用性非(fēi)常強的技術(shù),其投資相對較省,成本較(jiào)低、投用靈活。
例如,處理能力為10萬m3/d的自來水廠,設備的投資在(zài)120萬元左右(yòu),1 m3水投資在(zài)1 2元左右,較之生物處理方法投資(1 m3水投資100元左右)以及(jí)臭氧生物活性炭工藝投資(1 m3 水投資250元左右)具(jù)有(yǒu)很大的優勢;同時增加的處理(lǐ)成本約為0.02元/m3(以(yǐ)每年平均汙(wū)染期使用粉末活性炭投加(jiā)設備90 d,平均投加(jiā)量為15 mg/L計算)。
3 結論
根據我們長(zhǎng)時間的理論研究以及工程實(shí)踐表明:粉(fěn)末活性炭(tàn)投加作為一項應急性的水(shuǐ)質改善手段,隻要正確解(jiě)決技術使用上的炭種選擇、投加點、投加方 式等問(wèn)題,可以較(jiào)好地提高水廠的出廠水水質,特別是對有機物(CODMn)、色度等水質指標的(de)改善 ;同時該技術(shù)已經取得了工程實踐(jiàn)的檢驗,解決了使用過程中的粉塵汙染、精確投加以及降低勞動強度實現自動化(huà)控製等諸多問題,並(bìng)且(qiě)該技(jì)術的使用投資少,效果 明顯,運(yùn)行成本低廉。