自来水活性炭投加标准
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虽然颗粒活性炭表现出良好的工艺性,但粉末活性炭吸附循环时间较短,投加方式较为简捷,费用较低,可根据水体污染情况随时更换碳种,仍是其突出的优点。对于固有工艺的水厂改善出水水质,对于突发污染事故的迅速处理,是颗粒活性炭无法取代的功能。所以,随着国内水体环境的不断恶化,水质要求的不断提升,在水处理行业应用粉末活性炭的范围将会不断扩大。逐渐从迫不得已的应急事故处理应用,转向为提高和改善水质的应用。粉末活性炭在水处理的应用会越来越广,将为防治污染,改善饮用水水质,做出重要的贡献。
自来水厂用粉状活性炭的投加方式目前自来水厂投加粉状活性炭常见的有两种工艺方式。一种是将粉状活性炭配置成浓度为10%左右的浆液,由计量泵输送至投加点,此种方式被称为湿法投加方式;另一种是将粉状活性炭由定量给料设备直接定量(计量)投加到水射器中,由水射器将炭粉投加至投加点中。
湿法投加工艺,上料—储料—制备活性炭浆液(投料和供水)—混合搅拌—由计量泵定量投加至加投加点。
干法投加工艺,上料—储料—活性炭连续定量投加—由射流器投加至投加点。
1.投加精度的比较
湿法工艺采用制备活性炭浆液,由计量泵定量输送至加药点的方式,活性炭浆液采用计量泵投加,活性炭浆液的投加量可以控制的非常精确,但对于活性炭浆液制备浓度的精度较高,主要是对粉状活性炭的投加量和供水量的控制,如活性炭浆液的浓度的精度较低,则虽然计量泵输送浆液的流量精确,亦不能得到精确的活性炭粉的投加量;干法工艺采用直接由给料设备将炭粉投入到水射器中,通过水射器将炭粉投加到投加点中,粉炭的计量是通过给料设备来完成的,只要保证给料设备的投加精度即能保证粉炭的投加精度(湿法和干法工艺的炭粉给料设备均属于定量给料设备),同时干法工艺仅考虑炭粉的投加精度,而不考虑(制备炭浆)水流量,仅考虑水射器出口端压力,故在控制炭粉的投加精度方面,较湿法工艺更容易保证精度。
2.粉状活性炭投加后在原水中均匀性的比较
一般认为湿法工艺投加后的均匀性较好,主要考虑的因素为炭粉和水在混合罐内经过搅拌可以得到混合非常均匀的浆液,故经过计量泵输送至加药点中(取水管路)后,炭粉在管路中的分散均匀性较好。其实不能认为活性炭浆液的混合均匀度高,即可达到活性炭在取水管路中的分散均匀性就高的效果,况且干法工艺中炭粉在经过射流器后,其(在射流水中)均匀度也很高。
3.设备成本和运行成本的比较
湿法工艺比干法工艺增加了混合罐、搅拌机、供水控制系统、计量泵等,而干法工艺仅增加了射流器(和增压泵),故湿法工艺的设备成本和运行成本(及占地面积)均较干法工艺高很多。
采用活性炭进行生活饮用水的深度处理在欧洲已被广泛采用,在我国也有部分水厂采用,其典型的处理工艺如下。
水源水→常规处理→粒状炭吸附→消毒→出厂水
水源水→常规处理→臭氧氧化→粒状活性炭吸附→消毒→出厂水水源水→常规处理→臭氧氧化→生物活性炭→消毒→出厂水粒状活性炭都以吸附床的形式应用,且多属连续运行式,吸附床的三种形式(即固定床、逆流移动式床和流动床)中固定床使用较多。重力式固定床的构造类似快滤池,炭床下面设有承托层和配水系统。重力式固定吸附床的厚度一般为 1.0~2.0m,粒径常采用1~2mm。承托层分级设置,厚度为100~300mm,承托层卵石的粒径较小,如0.8~1.2mm、2.0~3.0mm等,滤速通常采用8~20m/h。当吸附床因截留过多的悬浮固体引起水头损失过高时,便要进行反冲洗,通常反冲洗周期24~72h,反冲洗可单独水冲,也可采用气水联合反冲洗。单独水冲洗时,反冲洗速度约为28~32m/h,反冲洗时间4~10min,滤床冲洗,膨胀率30%~50%。纯净水制备、优质的直饮水及家用净水器将自来水进行进一步的净化达到直饮水或纯净水等的水质要求,一般采用粒状活性炭进行处理,主要的作用是进一步吸附水中的有机物和嗅味物质,并对水进行脱氯处理。
在某自来水厂,其当前拥有两个不同的水源地,其中一个水源地的取水口与净水厂之间有较长的距离,在对水源进行处理时,将粉状活性炭提前投加到水口处;另由于夏季是大量藻类繁殖速度加快,故向其中适当加入高锰酸盐,并在净水厂中加入粉状活性炭,充分运用取水口到净水厂之间运送花费的时间,来完成整个吸附的过程中,进而有效防止污染物进入到水厂内。
在对粉末活性炭进行选择时,以煤质活性炭为宜,其碘值的含量超过了950mg/L,质量指标则达到了200目,另其亚甲兰值为180,并且表面积在800-1200d/g的范围内,通过多次的对Eb试验发现,当投加量达到lOmg/L时,其CODMn以及藻类的去除效果达到较佳,故该计量为较佳投加量,而根据当前市面价格来看,每吨价格在4000—5000之间,在正常使用的过程中,每吨水制水成本提升了大约0.1元,但经过投加处理后,千吨水氯耗、滤后浊度以及出厂水指标等都出现了非常显著的下降。
粉末活性炭可有效改善水体中胶状物质的含量,将大量的有机物去除,促使其稳定性因此受到破坏,同时还可有效控制表面粘度。粉末活性炭吸附能够附着在絮凝物表面,使其结构随之发生相应的变化。为此,针对污染较为严重以及浊度非常低的水体,可通过投加粉末活性炭的方式来进行改善,并借助其显著的助凝作用和去有机污染的能力,使出水水质能够得到更为显著的提升。由此可知,通过粉末活性炭的投加,是一种见效快、成本低的重要投资方法,特别是针对一些规模较大,但设备陈旧的水厂,投加粉末活性炭是一种可靠的净化工艺,对提高水体质量上有着重要意义