粉末活性炭吸附技術作為水廠改善水質的有效措施,運行方式靈活,費(fèi)用低廉,效果明顯。通(tōng)過綜合研究成果,對粉末(mò)活性炭吸附技術在水廠應用中(zhōng)應重點解決的問題進行了探討。
1 應用狀況
粉末活性炭在給水處理中的(de)使用已有70年左右的曆(lì)史。自從美國首次使用粉末活性炭去除氯酚產生的嗅味以後(hòu),活性炭成為給水處理中(zhōng)去除色、嗅、味(wèi) 和有機(jī)物的(de)有效方法之一。國(guó)外對粉末(mò)活性炭吸附性能作(zuò)的大量研究表明:粉末活(huó)性炭對三氯苯酚、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(hǎo)的(de)吸附效果,對色、嗅、味的去(qù)除效果已(yǐ)得到(dào)公認。
粉末活性(xìng)炭在歐、美、日(rì)等國應用很普遍,美國80年代初(chū)期每(měi)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年代末期開(kāi) 始注意汙(wū)染水源的除嗅、除味問題。粉末活性炭在上海、哈爾濱、合肥、廣州都曾試用過。近年來,我國對粉末活性炭的研究和應(yīng)用逐漸重(chóng)視(shì),同濟大學、哈爾(ěr)濱建 築大學等都作了(le)較為深入的研究,已取得不少實用性成果。私家車托運
粉末活(huó)性(xìng)炭應用的(de)主(zhǔ)要特點(diǎn)是設備投資省,價格便宜,吸附速(sù)度快,對短(duǎn)期(qī)及突發性水質汙染適(shì)應(yīng)能力強。
2 製約技術應用的瓶頸
根據(jù)我們(men)的研究表明:自來水廠中(zhōng)應用粉末活性炭吸(xī)附技術,是一項非常有(yǒu)前景的技術(shù)。但是,由(yóu)於未能很好地解(jiě)決該技術在應用方麵存在的局限性,難以發揮粉末(mò)活性炭技術的優勢,導致技術應用不能達(dá)到實際效果。在自來水廠中的應用必須(xū)解(jiě)決理論依據(jù)和應用兩(liǎng)大類問題。
2.1 理論上應解決的問題
(1)根(gēn)據(jù)水廠(chǎng)原水的(de)水質狀況,特別是有機物(wù)分子量的分(fèn)布狀況,確定投加粉末活性炭的(de)炭種。
(2)根據水廠的(de)實際水質情況,確定合理、經濟的投加(jiā)量。
(3)根據水廠現有的生產工藝,確(què)定合適、合(hé)理的投加點及投加方式,以解決粉末活性炭與混凝劑吸附(fù)競爭的矛盾,提高(gāo)粉末活(huó)性炭使用效(xiào)率。
作為一(yī)種普遍性的規律:在相同條件(jiàn)下,不同的粉末(mò)活性炭炭種對有(yǒu)機(jī)物吸附處理(lǐ)的能力相差較大(去(qù)除率相(xiàng)差16%)。同樣,根據水廠製水工藝的特 點,不同投加點的影(yǐng)響(xiǎng)也較大,這主要是由於原水的特性以及混凝與吸附競爭的結果,而投(tóu)加量的確定在工(gōng)程應用中應根據目標(biāo)期望值(出廠(chǎng)水(shuǐ)CODMn)以及(jí)運(yùn) 行(háng)成(chéng)本來綜合考慮。
粉末活性炭投加作為一(yī)種應急性的措施,在一些水(shuǐ)廠已經得到了嚐試,但對該技術的應用成效褒貶不一(yī)。我們的研究表明:針(zhēn)對水(shuǐ)廠各異的實際情況,必 須很好地探索解決上述三個問題的合適(shì)方式;特別是針對不同的處理(lǐ)工藝流程,選擇合理的投加點和(hé)投加方式是至關重要的。因此在該技術的應用方麵,必須引起足(zú) 夠的重視,才能經濟、有(yǒu)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(rǎn)問題(tí)。在自來(lái)水廠應用中,由於粉末活性炭在諸多環節如(rú)裝卸(xiè)、拆包、配製、投加過程中勞動強度大、容易引起(qǐ)粉(fěn)塵飛揚,造成(chéng)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炭技(jì)術應用(yòng)的一(yī)個關(guān)鍵的、實質性的問題。
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(tàn)投加。該方式已經基本解決了粉塵汙染的問題,但仍難以避免粉末活性炭(20 kg/袋(dài))在搬(bān)運、拆包過程中造成的粉塵飛揚以及勞動強度大的問題(tí),特別是處理能力大於10萬m3/d的自來(lái)水廠,每小時(shí)的粉末活性炭用(yòng)量一般在60 kg左右(以(yǐ)投加量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炭的問題。為穩定粉末活性炭吸附除汙染的效果,應在一定範圍內盡量保證投加計量的準(zhǔn)確,這不僅關係到處(chù) 理效果,也(yě)與製水成本密切相關。根據合適的參數建造的整個(gè)粉末活性炭儲存、配製、投加設備或係統必須能很好地防止在各個環節造成的不穩(wěn)定因素,如(rú)在輸送投 加過程中的堵(dǔ)塞問題,會造成流量(liàng)不(bú)穩定,從而影響除汙染的效果。
(3)設備或係統(tǒng)的自(zì)動化控製。為進一步降低粉末活性炭(tàn)投(tóu)加設備的操(cāo)作強度(dù),如何(hé)實現自動化操作、與水廠原有自動化控製係統(tǒng)相配以及如何根據(jù)水質變化情況自動追蹤調整(zhěng),以滿足穩定出水水質的目的,這(zhè)也是製約該技術應用(yòng)的關鍵因素。
(4)投資、成(chéng)本控製。粉(fěn)末(mò)活性(xìng)炭技術的應用最為關鍵的問題是投資以及(jí)成本的控製,為滿(mǎn)足新的《生活飲用水(shuǐ)衛生規範》(主要是(shì)CODMn<3 mg/L,特殊情況下不超過5 mg/L),大多數水司均麵臨(lín)技術改造(zào)的問題。對大多數水司而言(yán),水質汙染一般(bān)是間斷性或突發性的,常(cháng)規工藝在大多數時間是能(néng)夠(gòu)滿足新的(de)規範要求的,因此 粉末活性炭技術是一項實用性非常強的技術,其投(tóu)資相對較省,成本較低、投用靈活。
例如,處理能(néng)力為10萬m3/d的自來水廠,設備(bèi)的(de)投資在120萬元左右,1 m3水(shuǐ)投資在1 2元左右,較之生物處理(lǐ)方法投資(1 m3水投資100元左右)以及(jí)臭氧(yǎng)生(shēng)物活(huó)性炭(tàn)工藝投資(1 m3 水投資250元左右)具有很大的(de)優勢;同時增加的處理(lǐ)成(chéng)本約為0.02元(yuán)/m3(以每年平均汙染(rǎn)期使用粉末活性炭投加設備90 d,平均投加量(liàng)為15 mg/L計算)。
3 結論
根據我們長時間(jiān)的理論研究以及工程實踐表明(míng):粉末(mò)活性炭(tàn)投加作為一項應急性的水(shuǐ)質改(gǎi)善手段,隻要正確解決技術使用(yòng)上的(de)炭種選擇、投加點、投加方 式等問(wèn)題,可以較好地提高水廠的出廠水(shuǐ)水質,特別是對有機物(CODMn)、色度(dù)等水質(zhì)指標的改善 ;同時該技術已經(jīng)取得了工程實踐(jiàn)的檢驗,解決(jué)了使用過(guò)程中的粉塵汙染、精確投加以及降低勞動強度實(shí)現自動化控製等諸多問題,並且該技術的使用投資少,效(xiào)果 明顯,運行成本低廉。