在自來水廠的常規(guī)凈水處理工藝中,對有機物特別是溶解性有機物的去除能力很低,而粉狀活性炭利用活性炭的吸附原理,可以有效快速地吸附天然和合成溶解有機物,微污染物質等,去除水中的嗅味,大部分比較大的有機物分子、芳香族化合物、鹵代烴等,能牢固地吸附在活性炭表面或孔隙中。因此,粉狀活性炭處理工藝,可有效地除水體中的溶解類有機物。
下面,我們從以下幾方面來了解下粉狀活性炭在自來水廠中的應用。
一、投加方法的選擇
粉狀活性炭投加方法一般有兩種:干式投加與濕式投加。
1、干式投加是將粉狀活性炭通過噴射器直接投加到水中的方法。
2、濕式投加是將干粉狀活性炭加水調制成一定濃度的炭液后用泵投加。粉狀活性炭相對密度小,不易于水混合,常浮于水面,甚至揚塵,通常調制成漿液進行濕投,解決了干式粉狀活性炭投加方式的粉塵污染問題,改善了操作環(huán)境,避免干式粉狀活性炭易燃、易爆的危險性。
3、經過分析比較,通常情況下,濕式投加法比干式投加法應用更廣泛。
二、投加點的選擇
為充分發(fā)揮粉狀活性炭的吸附作用,需要與水充分混合,并保證足夠的接觸時間(通常粉狀活性炭加入水中后,前30min吸附能力大)和避免干擾降低吸附作用,因此,選擇合適的粉狀活性炭投加點很重要。對于常規(guī)混凝、沉淀、過濾水處理工藝,不同粉狀活性炭的投加點優(yōu)缺點如下:
1、加于原水吸水井或進水管:在原水吸水井中投加,可以使粉狀活性炭與原水充分接觸。
其優(yōu)點是:吸水井投加能較充分發(fā)揮粉狀活性炭的吸附作用,用于原水濁度低的情況,缺點是:存在與后續(xù)混凝工藝競爭去除有機物的問題。如:吸附與混凝競爭嚴重,將降低粉狀活性炭的作用。
2、混凝前端投加:經過混凝后投加粉狀活性炭,即可在一定程度上避免吸附競爭,可以充分發(fā)揮粉狀活性炭的吸附作用。但此處投加,水中的絮凝體容易對活性炭顆粒形成包裹作用,造成活性炭不能發(fā)揮其吸附作用。研究發(fā)現,在投加混凝后,在絮凝池中形成的絮凝團尺寸與粉狀活性炭顆粒尺寸相差不多時,即為粉狀活性炭的較佳投加點,在此處投加粉狀活性炭,可充分發(fā)揮其吸附作用,但投加點很難控制。
其優(yōu)點是:既可在一定程度上避免競爭吸附,又可充分發(fā)揮粉狀活性炭的吸附效率,缺點是:需要建造新池和混合器。
3、濾前投加,在過濾前投加粉狀活性炭,不存在吸附與混凝競爭問題,但是粉狀活性炭進入濾池后,會堵塞濾料層,使工作周期顯著縮短,并且還有穿透濾層現象,造成出水濁度增加,出現二次污染。粉狀活性炭在濾池前投加,則不能在很大程度上發(fā)揮粉狀活性炭的吸附作用。
三、投加量及投加濃度的確定
1、粉狀活性炭的投加量隨要求去除有機物的種類、數量的不同而異。通常粉狀活性炭的投加量為5-50mg/L。
2、炭液濕式投加方式一般采用5%的濃度,濃度過高易造成投加系統(tǒng)與輸液管道堵塞,如:提高輸液流速過高亦易造成磨損。
四、總結
綜上所述,粉狀活性炭在自來水廠中的應用,應在混凝劑投加之后,在絮凝池中形成的絮凝團尺寸與粉狀活性炭顆粒尺寸相差不多時,但此處投加點非常難控制。因此,在實際應用中,粉狀活性炭的投加應根據原水性質、日處理量、處理工藝等進行模擬實驗,以此來確定較佳的投加位置、投加量、投加方式。