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给水处理过程中粉状活性炭投加点如何选择效果最佳

文章出处:人气:0发表时间:2018-12-6 11:15:14

给水处理过程中粉状活性炭投加点如何选择效果最佳

粉状活性炭对去除水中的色、嗅、味及有机物具有较好的效果,给水处理过程中粉状活性炭的投加点不同处理效果差别较大。就目前常规水处理工艺中选择粉状活性炭投加点的一般规律进行说明,总结出活性炭最佳投加点选择的研究进展情况。

净水处理中所使用的活性炭中,有粉状活性炭和颗粒活性炭两种。作为目前国内外最常用的吸附剂,粉状活性炭去除水源水中的色、嗅、味等物质去得来成功的经验和较好的去除效果。近年来,由于水源污染日趋严重,粉状活性炭在水处理中的使用量逐年增多,特别是水源水质受到季节变化或突发性污染时,投加粉状活性炭也是一种灵活、简便的去除有机物的有效措施。

粉状活性炭的使用过程中,活性炭与水的接触时间要达到30分钟才能有较好的吸附效果。如何使粉状活性炭能快速与处理水有良好的混合接触,尽量延长与水体的接触时间,充分发挥活性炭的吸附作用从而提高粉状活性炭使用效率是活性炭应用中需要解决的重要问题;同时絮凝体的干扰和粉状活性炭与絮凝过程中存在的竞争吸附以及投加粉状活性炭对后续过滤工艺的影响等问题也不容忽视。

粉状活性炭最佳投加点选择

常规的净水处理工艺包括混凝、沉淀、过滤等几个流程,原则上粉状活性炭投加点有两个:原水吸水井投加、混凝过程投加滤池前端投加。对于不同处理工艺及水质情况,活性炭的投加点不同,处理效果差别较大。

原水吸水井投加

原水吸水井投加粉状活性炭是目前常采用的工艺,该方法的主要优势是能保证活性炭与水有较长的接触时间从而较充分地发挥粉状活性炭的吸附作用。随着活性炭与原水混合吸附时间的增加,其对DOCMn、色度、嗅及为的去除率能明显提高,活性炭投加点设置在投加混凝剂之前30min以上的位置,可有效发挥活性炭的吸附能力。

但是原水吸水井投加活性炭存在与后续混凝工艺竞争去除有机物的问题,并且如果吸附与混凝的竞争严重,则将严重削弱粉状活性炭的吸附作用,造成投加量增加;并且大量的粉状活性炭的加入又将进一步的增加后续的混凝及过滤工艺的负荷,造成处理成本加大,此外,在吸水井中投加粉状活性炭还存在大分子有机物堵塞活性炭的大孔、中孔,限制了较小分子在孔隙内的扩散迁移,使处理效果不够理想的缺点。

通常只有在原水浊度较低的情况下,吸水井投加的优势才能体现出来。最后,吸水井投加粉状活性炭可能会对水泵的叶轮、水封部件等产生不良影响,这也是需要考虑的一个重要问题。

混凝过程投加

在混凝过程中投加粉状活性炭时如何处理与活性炭与混凝剂投加顺序非常关键,就这个问题目前业内学者尚窜在一些争议。试验说明县投加活性炭15分钟以后再加混凝剂,增加了活性炭与原水的接触时间,对水中污染物额综合去除率较高,处理效果较好。

通过试验发现粉状活性炭的投加时间大约为投加精制硫酸铝后40秒后对低温低浊时期的湘江原水有较好的处理效果。通过试验研究认为在投加混凝剂30秒后投加粉状活性炭对微污染水源水的处理效果要明显好于其他的投加点。也有人认为在混凝中段投加粉状活性炭的除嗅、除味效果明显好于投加在混凝前。指出造成这种现象的原因是:原水中存在着一部分既可以被混凝去除,又可以被活性炭吸附去除有机物,将粉状活性炭直接投加在原水中,活性炭自然会吸附部分可以混凝去除有机物,将粉状活性炭直接投加在原水中,活性炭自然会吸附部分可以混凝去除的有机物,这些有机物不但与致嗅物质竞争并占有了吸附位,而且限制了小分子有机物在孔隙内的迁移。将活性炭投加在混凝后可避免这一问题。不过,随着活性炭投加量的增加这些有机物对活性炭除嗅效率的影响逐渐减小,主要是因为增加的粉状活性炭补充了吸附其它有机物所耗费的炭量。实验结果说明混凝中段投加与混凝前投加相比,在达到同样的效果时平均可节省约10mg/l的粉状活性炭。

通过试验研究得出在常规水处理工艺中,应以絮凝池中絮体尺度发展到与分散的粉状活性炭颗粒尺度相近时(即刚刚形成微小絮体)的位置作为粉状活性炭最理想投加点。在该点投加活性炭既可避免竞争吸附,又能保证絮体对粉状活性炭颗粒的包裹作用最小,可充分发挥粉状活性炭的吸附作用。通过研究也证实了这一点,但同时指出粉状活性炭投加对混凝有负影响,对淮河原水来说当粉状活性炭投加量为20mg/l时,负影响极其显著。

滤池前端投加

滤池前端投加该是粉状活性炭发挥作用的最佳位置,一方面,这可以最大限度的消除吸附与混凝之间的竞争,减小混凝过程的负荷;另一方面,如果能使活性炭截留在滤池中,形成活性炭吸附层,活性炭与水的接触时间将远远超过30分钟,活性炭的利用率高,吸附作用充分;最后,对于混凝过程中不能有效去除的小分子物质,粉状活性炭将有较好的吸附效果,使出水水质更好,也就是说滤池前端应该是粉状活性炭发挥作用的较佳投加位置。在均质滤料滤池前端投加大粒径的粉状活性炭处理微污染水,对有机物的去除有一定的效果;在滤池前端投加小剂量的粉状活性炭,并且缩短滤池过滤周期的前提下处理太湖高藻水,解决了出厂水浊度超标、臭与味不良的情况。

同时,研究发现滤池前端投加粉状活性他工艺通常存在投加的活性炭堵塞滤料层,是滤池过滤周期缩短以及部分活性炭穿透滤料层,滤池出水水质不理想的问题。指出滤前投加活性炭工艺中粉状活性炭投量过高将大大增加滤池的反冲洗次数,影响谁唱的运行。研究粉状活性炭投加在澄清池出水中,发现滤池出水浊度明显升高,并且观察到炭粒的存在,说明活性炭穿透滤层,认为滤池前端不适合投加活性炭。

结论

(1)给水处理流程中投加粉状活性炭时,充分发挥其吸附作用同时保证活性炭的投加不对其它处理流程造成不利影响是一种最为理想的状态。

(2)当前,对于活性炭的最佳投加位置不同学者意见不一,通常认为原水吸水井及混凝过程投加粉状活性炭能够保证活性炭与水有较长的接触时间,但是同时存在活性炭与混凝竞争去除有机物,限制了较小分子在孔隙内的扩散迁移以及增加后续处理工艺负荷的问题。

(3)滤池前端投加粉状活性炭是较为理想的位置,解决此事滤池过滤周期短及活性炭穿透滤池的问题是该工艺推广应用的关键。

(4)对于选择粉状活性炭的最佳投加点需要在实际工程中预先做静态模拟吸附试验,模拟实际工艺过程的原水水质、工艺特点、水利条件并对试验结果进行技术、经济比较后再确定投加点。

针对不同的处理工艺流程及水质情况,选择合理的投加点事至关重要的。因此在粉状活性炭的应用中,必须引起足够的重视,更为经济、有效地发挥粉状活性炭去除污染物质的作用。


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