摘要：以常规水处理工艺为基础，通过投加粉末活性炭处理微污染原水的试验分析，结果表明：利用粉末活性炭处理微污染原水、可提高出厂水质、尤其对去除原水中的色度、臭味及有机物有显著的效果。
近年来黄河水的污染日益严重，尤其进入冬季黄河流量明显减少，水体自净能力降低，水源污染异常严重。根据郑州市柿园水厂1997年原水水质检验结果，氨氬含量最高2.60mg/L，年平均0.70m/L，高锰酸盐指数较高值8.40mg/L，年平均4.55mg/L；亚硝酸盐含量高达0.40mg/L，年平均0.07mg/L；藻类含量高达986万个/L；色度高35度，年平均25度、嗅阈值5级（按6级记录强度）。上述污染情况，水厂现有的常规处理工艺，已难于处理。为了探索微污染原水的处理方法，我们于1996年开始进行粉末活性炭的应用试验，经过近三年的研究，积累了一些经验。
1 处理工艺选择
目前国内外对微污染原水的预处理技术，主要有臭氧氧化法、粉末活性炭吸附法和生物接触氧化法等三种比较典型的方法。但臭氧氧化法和生物接触氧化法制水成本高、建设投资大，大多数水厂难以承受。尤其后者，对于老厂改造，因受现有工艺或场地限制，几乎没有实施的可能性。
在常规工艺处理的基础上投加粉末活性炭，在达到常规处理效果的同时，吸附井去除水中的色、味及各种污染物，使出厂水水质达到国家饮用水水质标准，是一种效果好、较经济的方法。
首先，把粉末活性炭制成炭浆，浓度5%-10%为宜。炭浆是混合液，沉淀速度很快，所以在投加炭浆的同时、需要不间断的搅拌。
把炭浆投加在混合槽前，在混合槽中与原水混合，在絮凝池和沉淀池中吸附水中的污染物并在沉淀池中沉淀，少量未沉淀的粉末活性炭颗粒，可在滤池中去除。
2 活性炭的性质
不同的活性炭吸附性能不同。水处理用活性炭的生产原料有木材、果壳、无烟煤、石油等；由于原料不同，生产的工艺条件不同、生产出活性炭的孔径不同、比表面积不同、表面的化学组成和化学性质不同，则其吸附性能不同。
活性炭的吸附性能可由两方面评价：
(1)活性炭具有选吸性。对某些物质有良好的吸附作用，而吸附另一些污染物质的能力较弱。
(2)吸附能力的大小。活性炭的孔径分大孔、中孔和微孔三种。主要的吸附作用由微孔承担；中孔起被吸附物质转移的通道作用，同时也能吸附较大分子；大孔主要起通道作用。水中的有机污染物分子量较大（如产生色度物质），活性炭的中孔吸附这些分子的能力较好。以木炭为原料生产的活性炭与以无烟煤为原料生产的活性炭相比，中孔数量较多，从吸附性能角度看，适合于水处理应用。但是，这种活性炭产量小，价格高，国内外水处理用的粉末活性炭，大多是用无烟煤生产的。
评价粉末活性炭的主要指标有如下几点：筛目一般为100目或200目，碘值不小于800mg/g，亚甲兰值不小于110mg/g，比表面积800-1200m2/g，后三项指标越大越好。
3 应用及效果
在研究除微污染和去除色度、臭味时，首先选择了在常规水处理工艺基础上投加粉末活性炭的方法。该方法工艺简单，不受现有工艺设施条件的限制。
在低温低浊期进行的试验中，发现投加粉末活性炭，对水中有机污染指标高锰酸盐指数具有良好的去除效果，同时可使出厂水嗅闼值降低到0级。通过常规处理工艺，去除水中部分有机污染指标，投加粉末活性炭，可有效提高有机污染指标及嗅阈值的去除率。
通过研究结果发现：投加粉末活性炭，还具有良好的助凝作用。
由于粉末活性炭吸附水中有机物，可使水中胶体脱稳，增强絮凝效果，从而提高沉淀除浊效果。可见，粉末活性炭不但具有除微污染的能力，而且还具有良好的助凝作用。
由于黄河水及西流湖受到污染，常规处理工艺已不能满足国家饮用水水质卫生标准的要求。通过近三年的研究证明，在目前的经济承受能力和现有工艺设施条件下、在强化常规处理工艺的基础上，通过投加粉末活性炭，才能保证出厂水质量、水中的色度和臭味才能达到国家饮用水卫生标准。
4 结论
4.1 在常规处理工艺基础上，投加粉末活性炭处理微污染原水具有良好的效果。该方法建设投资小，处理成本低，尤其对老厂改造是可行的。
4.2 投加粉末活性炭可提高有机污染指标的去除率。
4.3 粉末活性炭具有助凝作用，可使出厂水独度降低0.2-0.5NTUc也可去除水中的色度和臭味，尤其对低温、低蚀水更为明显。
4.4 活性炭具有选吸性，在选择粉末活性炭品种时，应通过试验确定。