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粉状活性炭在水处理工艺的应用

发布时间:2020-06-20 浏览

我国许多水库湖泊水均受到污染,污染往往来自工业废水、城市生活污水、农业生产中的农药和化肥污染,水库湖泊水也存在藻类生长产生的自然污染。污染物质有农药、洗涤剂、酚和酚类化合物,烃类、重金属离子,其它工业废水排放物及其在水体中产生的各种衍生物,水库湖泊水中存在的自然污染,如腐殖酸、黄殖酸及其在水库湖泊中产生的高色度、异常臭味和亚硝酸盐等。

常规处理工艺(混合、絮凝、沉淀、过滤)很难把上述受污染水处理到国家饮用水水质卫生标准。根据《城市供水行业2000年技术进步发展规划》,国家饮用水水质卫生标准向国际靠拢,将有大幅度提高。所以,饮用水除微污染问题是当前重要课题之一,已列入国家“九五”重要科技攻关项目。

粉状活性炭在水处理工艺的应用

一、处理工艺选择

在常规工艺处理后,采用臭氧氧化—粒状活性炭过滤深度处理技术,是当前除微污染的较有效办法。但是,建设投资过大,净水成本高,大多数水厂难以承受。对于旧水厂来说,改造受场地限制,无法实现。

在常规水处理工艺的基础上,投加粉状活性炭,在达到常规处理效果的同时,吸附并去除水中各种污染物,使净化水水质达到国家饮用水水质卫生标准,致突变活性成阴性,这是一种技术效果良好、经济的除微污染方法。

二、粉状活性炭除微污染工艺

在常规水处理工艺的基础上,投加粉状活性炭除微污染的工艺流程见下图。

粉状活性炭在水处理工艺的应用

把粉状活性炭制成炭浆,浓度5%为宜。炭浆是混合液,沉淀速度很快,所以在投加炭浆的同时,需要对炭浆进行不间断的搅拌。

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,并附着在絮状物上,一起在沉淀池中沉淀,少量未沉淀的粉状活性炭颗粒,可在滤池中去除,从而达到除微污染的目的。

粉状活性炭的投加量随原水污染程度变化而灵活确定。

三、粉状活性炭的性质

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、石油焦等,生产工艺多为物理法,用斯力普炉、耙式炉、转炉、沸腾炉等活化炉生产。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。对某些污染物质有良好吸附作用,而吸附另一些污染物质的能力较弱。

2、吸附能力的大小。

所以,在选择活性炭时,应用现场原水作吸附试验后确定其种类。

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。

比较短的有机分子不易被吸附,过于大的分子难以被吸附。

水中的有机污染物分子较大(如产生色度物质),活性炭的中孔吸附这些分子的能力较好。以木材为原料生产的活性炭与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,这种活性炭产量少、价格高,一般不予应用。国内外水处理用的粉状活性炭,大多是用无烟煤生产的。

评价粉状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,亚甲基兰值不小于110mg/g,比表面积800-1200m2/g,后三项指标越大越好。

四、处理低温、低浊、受微污染水的应用实例

哈尔滨自来水集团公司应用粉状活性炭进行水处理已有10多年历史,近几年来,与哈尔滨建筑大学合作共同进行粉状活性炭除微污染的研究,取得了良好的效果。

松花江水受工农业生产污染,尤其是吉林市化工废水污染较重。松花江水径流量随季节变化很大,秋季洪水季节流量大于1.5万m3/s,冬季流量为200-300m3/s,冬季水体稀释能力低。另外,冬季松花江结冰,江水与大气隔绝,水中溶解氧含量甚低,水温为0℃,水体自净能力低。所以,松花江水污染程度随季节变化很大,冬季较为严重。

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状活性炭的方法,该方法简单,只需增加粉状活性炭炭浆槽和投加设备。

实验证明,原水中主要含有移码型致突变物质,常规水处理工艺对去除致突变物具有一定效果,投加粉状活性炭后可明显地提高去除致突变物质的能力。

经多年实践证实,粉状活性炭还可降低水中的含酚量、烃类物质、洗涤剂、农药等。

五、结论

1、在常规水处理工艺基础上,投加粉状活性炭除微污染具有良好的水处理效果。该方法建设投资少,处理水的成本低,尤其对旧水厂改造是可行的。

2、可大幅度降低水的致突变活性,使之由阳转阴。

3、可降低水中总有机碳。

4、粉状活性炭具有助凝作用,可使沉淀池出水浊度降低1-3NTU左右,也可去除水中的色度和臭味,尤其对低温、低浊水更为显著。

5、活性炭具有选吸性,在选择粉状活性炭品种时,一定要通过试验确定。

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