粉末(mò)活性炭(tàn)吸附技術作為水廠改善水質的有效措施(shī),運行方式靈活,費用低廉,效果(guǒ)明顯。通過綜合研究成果(guǒ),對粉末活性炭吸附技術(shù)在水(shuǐ)廠應用中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(gěi)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性炭去除(chú)氯酚產生的嗅味以後,活性炭成為給水處理(lǐ)中去(qù)除色、嗅、味 和有機物的有效方法之一。國外(wài)對粉末活性炭吸附性能作的大量研究表明:粉(fěn)末活性炭對三氯苯酚、二氯苯酚、農藥中所含有機物,三鹵甲(jiǎ)烷(wán)及前體物以及消毒副產 物三氯醋酸(suān)、二氯(lǜ)醋(cù)酸和二鹵乙腈等等均(jun1)有(yǒu)很好(hǎo)的吸附效果(guǒ),對色、嗅、味的去除效果已得到公認。
粉末活性炭在歐、美、日等國應用很普遍,美國80年代初期每(měi)年在給(gěi)水處理中所用粉末活性炭約2.5萬t,且有逐年增加趨勢。我國60年(nián)代末期開 始注意汙染水源的除嗅、除味問題。粉末活性炭在上海、哈(hā)爾濱、合肥、廣州都(dōu)曾試用過。近年來,我(wǒ)國對粉末(mò)活性炭的研究(jiū)和應用(yòng)逐漸重(chóng)視,同(tóng)濟大(dà)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。私家車托運
粉末活性炭(tàn)應用的主要特點是設備投資省,價格便宜,吸附速度(dù)快,對短期及(jí)突發性水質汙染適應能(néng)力強(qiáng)。
2 製約技術(shù)應用的(de)瓶頸
根據我們的研究表明:自來水廠中應用(yòng)粉末(mò)活性炭吸附技術,是一(yī)項非常有前景的技(jì)術。但是,由於未能很(hěn)好地解決該技(jì)術在應(yīng)用方麵存在的局限性,難以發揮(huī)粉末活性炭技術的優勢,導致技術應用不能達到(dào)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兩大類問題。
2.1 理論上應解決的(de)問(wèn)題
(1)根據水廠原水的水質(zhì)狀況,特別是有機物(wù)分子(zǐ)量(liàng)的分布狀況,確定投加粉末(mò)活性炭的炭(tàn)種。
(2)根(gēn)據水廠的實際水質(zhì)情(qíng)況,確定(dìng)合理、經濟的投加量。
(3)根據(jù)水廠現有(yǒu)的(de)生產工藝,確定合適、合理的投加點及投加方式,以解決粉(fěn)末活性炭與混凝劑吸附競爭的矛(máo)盾(dùn),提高粉末活(huó)性炭使用效率。
作為一種普遍(biàn)性(xìng)的(de)規律:在相同條件下,不同(tóng)的粉末活性炭炭種對有機物吸附處理的能力相差較大(去除率相差16%)。同樣,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(tè)性以及混(hún)凝與吸附競爭的結果,而投加量的(de)確定在工程應用中應根據目標期望值(出廠水CODMn)以及(jí)運 行成本來綜(zōng)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(dé)到了嚐試,但對該技術的應用成效褒貶不一。我們的研(yán)究表明:針對水(shuǐ)廠各異的實際情況,必 須很好(hǎo)地探索解(jiě)決上述(shù)三個問題的合(hé)適方式;特別是針對不同的處理工藝流程,選擇合理的投加點和(hé)投加方式是至關重要的。因此(cǐ)在該(gāi)技術的應(yīng)用(yòng)方麵,必須引起足 夠的重視,才能經濟、有效地發揮粉末活性炭除汙染的作(zuò)用。
2.2 工程應用中應解決的問(wèn)題(tí)
(1)應用中粉塵飛揚的汙染問題。在(zài)自來(lái)水廠應用中,由於粉末活性炭在諸多環節(jiē)如裝卸、拆包、配製、投加過程中勞動強度大、容易引(yǐn)起粉塵(chén)飛揚,造成工作環境惡劣,操作(zuò)人員(yuán)抵觸情緒較強,也成為製約粉末活(huó)性炭技術應用的一個關鍵的、實質性的問題。
根據資(zī)料報道,有些自(zì)來水廠采用負壓配製投加方(fāng)式進行粉末活性炭投加。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)在搬運、拆包過程中造成的粉塵飛揚以及勞動強度大的問題,特別(bié)是(shì)處理能力大於10萬m3/d的(de)自來水廠(chǎng),每小時的粉末(mò)活性炭用量一般在60 kg左右(以投加量15 mg/L計算)。起重機(jī)
(2)應(yīng)用中精確製備和定量投加粉末活性炭的問題。為(wéi)穩定粉末活性炭吸(xī)附除汙染(rǎn)的效(xiào)果,應在一定範圍內盡量保證投加計量的準確(què),這不僅關係到處 理效(xiào)果,也與製水成本密切相關(guān)。根據合適的參數建造的整個粉末活性炭儲存、配製、投加設備或係統必須能很好地防止在(zài)各個環節造成的不(bú)穩定因(yīn)素,如在輸送投 加過程中的堵塞問題(tí),會造成流量不穩定,從(cóng)而影響除汙染的效果。
(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(jiā)設(shè)備的(de)操作強度,如(rú)何(hé)實現自(zì)動化操作、與水廠原有自動化(huà)控製係統相配以及如何根據水質(zhì)變化情況(kuàng)自動追蹤調整,以滿足(zú)穩定出水(shuǐ)水質的目的,這也是製約(yuē)該技術應用的關鍵因素。
(4)投資、成(chéng)本控製。粉末活(huó)性(xìng)炭技術的應用最為關鍵(jiàn)的問題是投資以及成本的控製,為滿足新的《生活飲(yǐn)用水衛生規範》(主要是CODMn<3 mg/L,特殊情況下不超過5 mg/L),大多數水司均麵臨技術改造的問題。對大多(duō)數水司(sī)而言(yán),水質汙染一般(bān)是間斷性或突發性的,常規工藝在大多數時間是能(néng)夠滿足新的規範要求的,因(yīn)此 粉(fěn)末活性炭技術是一項實用性非常強的(de)技術,其投(tóu)資相對較省,成本較低、投用靈活。
例如,處理能力為(wéi)10萬m3/d的自來水廠,設備的投資在120萬元左右(yòu),1 m3水投資在1 2元左右,較(jiào)之生物處理方法投(tóu)資(1 m3水投資100元左右)以及臭氧生物活性炭(tàn)工藝投資(1 m3 水投資250元左右)具有很大的優勢;同時增加的處理成本(běn)約為0.02元/m3(以每年平均汙染期(qī)使用粉(fěn)末活性(xìng)炭投加設備90 d,平均投加量為15 mg/L計算)。
3 結論
根據我們長時間的理論研究以及工程實踐表明:粉末活性(xìng)炭(tàn)投加作為一項應急性的水質改善手段,隻要正確解決技術使用(yòng)上的炭種選擇、投加點、投加方(fāng) 式等問題,可以較好地提高(gāo)水(shuǐ)廠的出廠水水質,特別(bié)是對有機物(CODMn)、色度等水(shuǐ)質指標的改善 ;同(tóng)時該技術已經取得(dé)了工程實踐的檢驗,解決了使用過程中的粉塵汙(wū)染、精確投加以及降(jiàng)低勞(láo)動強度實現自動化控製等諸多問題,並且該技術的使用投資少,效果 明顯,運行成本低廉。