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給水處理過程中粉狀活性炭投加點如何選擇效果最佳

文章出處:人氣:6發表時間:2018-12-6 11:15:14

給水處理過程中粉狀活性炭投加點如何選擇效果最佳

粉狀活性炭對去除水中的色、嗅、味及有機物具有較好的效果,給水處理過程中粉狀活性炭的投加點不同處理效果差別較大。就目前常規水處理工藝中選擇粉狀活性炭投加點的一般規律進行說明,總結出活性炭最佳投加點選擇的研究進展情況。

凈水處理中所使用的活性炭中,有粉狀活性炭和顆粒活性炭兩種。作為目前國內外最常用的吸附劑,粉狀活性炭去除水源水中的色、嗅、味等物質去得來成功的經驗和較好的去除效果。近年來,由于水源污染日趨嚴重,粉狀活性炭在水處理中的使用量逐年增多,特別是水源水質受到季節變化或突發性污染時,投加粉狀活性炭也是一種靈活、簡便的去除有機物的有效措施。

粉狀活性炭的使用過程中,活性炭與水的接觸時間要達到30分鐘才能有較好的吸附效果。如何使粉狀活性炭能快速與處理水有良好的混合接觸,盡量延長與水體的接觸時間,充分發揮活性炭的吸附作用從而提高粉狀活性炭使用效率是活性炭應用中需要解決的重要問題;同時絮凝體的干擾和粉狀活性炭與絮凝過程中存在的競爭吸附以及投加粉狀活性炭對后續過濾工藝的影響等問題也不容忽視。

粉狀活性炭最佳投加點選擇

常規的凈水處理工藝包括混凝、沉淀、過濾等幾個流程,原則上粉狀活性炭投加點有兩個:原水吸水井投加、混凝過程投加濾池前端投加。對于不同處理工藝及水質情況,活性炭的投加點不同,處理效果差別較大。

原水吸水井投加

原水吸水井投加粉狀活性炭是目前常采用的工藝,該方法的主要優勢是能保證活性炭與水有較長的接觸時間從而較充分地發揮粉狀活性炭的吸附作用。隨著活性炭與原水混合吸附時間的增加,其對DOCMn、色度、嗅及為的去除率能明顯提高,活性炭投加點設置在投加混凝劑之前30min以上的位置,可有效發揮活性炭的吸附能力。

但是原水吸水井投加活性炭存在與后續混凝工藝競爭去除有機物的問題,并且如果吸附與混凝的競爭嚴重,則將嚴重削弱粉狀活性炭的吸附作用,造成投加量增加;并且大量的粉狀活性炭的加入又將進一步的增加后續的混凝及過濾工藝的負荷,造成處理成本加大,此外,在吸水井中投加粉狀活性炭還存在大分子有機物堵塞活性炭的大孔、中孔,限制了較小分子在孔隙內的擴散遷移,使處理效果不夠理想的缺點。

通常只有在原水濁度較低的情況下,吸水井投加的優勢才能體現出來。最后,吸水井投加粉狀活性炭可能會對水泵的葉輪、水封部件等產生不良影響,這也是需要考慮的一個重要問題。

混凝過程投加

在混凝過程中投加粉狀活性炭時如何處理與活性炭與混凝劑投加順序非常關鍵,就這個問題目前業內學者尚竄在一些爭議。試驗說明縣投加活性炭15分鐘以后再加混凝劑,增加了活性炭與原水的接觸時間,對水中污染物額綜合去除率較高,處理效果較好。

通過試驗發現粉狀活性炭的投加時間大約為投加精制硫酸鋁后40秒后對低溫低濁時期的湘江原水有較好的處理效果。通過試驗研究認為在投加混凝劑30秒后投加粉狀活性炭對微污染水源水的處理效果要明顯好于其他的投加點。也有人認為在混凝中段投加粉狀活性炭的除嗅、除味效果明顯好于投加在混凝前。指出造成這種現象的原因是:原水中存在著一部分既可以被混凝去除,又可以被活性炭吸附去除有機物,將粉狀活性炭直接投加在原水中,活性炭自然會吸附部分可以混凝去除有機物,將粉狀活性炭直接投加在原水中,活性炭自然會吸附部分可以混凝去除的有機物,這些有機物不但與致嗅物質競爭并占有了吸附位,而且限制了小分子有機物在孔隙內的遷移。將活性炭投加在混凝后可避免這一問題。不過,隨著活性炭投加量的增加這些有機物對活性炭除嗅效率的影響逐漸減小,主要是因為增加的粉狀活性炭補充了吸附其它有機物所耗費的炭量。實驗結果說明混凝中段投加與混凝前投加相比,在達到同樣的效果時平均可節省約10mg/l的粉狀活性炭。

通過試驗研究得出在常規水處理工藝中,應以絮凝池中絮體尺度發展到與分散的粉狀活性炭顆粒尺度相近時(即剛剛形成微小絮體)的位置作為粉狀活性炭最理想投加點。在該點投加活性炭既可避免競爭吸附,又能保證絮體對粉狀活性炭顆粒的包裹作用最小,可充分發揮粉狀活性炭的吸附作用。通過研究也證實了這一點,但同時指出粉狀活性炭投加對混凝有負影響,對淮河原水來說當粉狀活性炭投加量為20mg/l時,負影響極其顯著。

濾池前端投加

濾池前端投加該是粉狀活性炭發揮作用的最佳位置,一方面,這可以最大限度的消除吸附與混凝之間的競爭,減小混凝過程的負荷;另一方面,如果能使活性炭截留在濾池中,形成活性炭吸附層,活性炭與水的接觸時間將遠遠超過30分鐘,活性炭的利用率高,吸附作用充分;最后,對于混凝過程中不能有效去除的小分子物質,粉狀活性炭將有較好的吸附效果,使出水水質更好,也就是說濾池前端應該是粉狀活性炭發揮作用的較佳投加位置。在均質濾料濾池前端投加大粒徑的粉狀活性炭處理微污染水,對有機物的去除有一定的效果;在濾池前端投加小劑量的粉狀活性炭,并且縮短濾池過濾周期的前提下處理太湖高藻水,解決了出廠水濁度超標、臭與味不良的情況。

同時,研究發現濾池前端投加粉狀活性他工藝通常存在投加的活性炭堵塞濾料層,是濾池過濾周期縮短以及部分活性炭穿透濾料層,濾池出水水質不理想的問題。指出濾前投加活性炭工藝中粉狀活性炭投量過高將大大增加濾池的反沖洗次數,影響誰唱的運行。研究粉狀活性炭投加在澄清池出水中,發現濾池出水濁度明顯升高,并且觀察到炭粒的存在,說明活性炭穿透濾層,認為濾池前端不適合投加活性炭。

結論

(1)給水處理流程中投加粉狀活性炭時,充分發揮其吸附作用同時保證活性炭的投加不對其它處理流程造成不利影響是一種最為理想的狀態。

(2)當前,對于活性炭的最佳投加位置不同學者意見不一,通常認為原水吸水井及混凝過程投加粉狀活性炭能夠保證活性炭與水有較長的接觸時間,但是同時存在活性炭與混凝競爭去除有機物,限制了較小分子在孔隙內的擴散遷移以及增加后續處理工藝負荷的問題。

(3)濾池前端投加粉狀活性炭是較為理想的位置,解決此事濾池過濾周期短及活性炭穿透濾池的問題是該工藝推廣應用的關鍵。

(4)對于選擇粉狀活性炭的最佳投加點需要在實際工程中預先做靜態模擬吸附試驗,模擬實際工藝過程的原水水質、工藝特點、水利條件并對試驗結果進行技術、經濟比較后再確定投加點。

針對不同的處理工藝流程及水質情況,選擇合理的投加點事至關重要的。因此在粉狀活性炭的應用中,必須引起足夠的重視,更為經濟、有效地發揮粉狀活性炭去除污染物質的作用。


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