活性炭應用于自來水廠組合工藝

本文研究了活性炭吸附及組合工藝應用于灤河水的處理，對處理的效果進行了分析，結果表明：不同的PAC投加量與炭砂濾池聯(lián)用時，渾濁度在10.8～23.4NTU、CODMn在3.4～4.2mg/L之間，對其去除率分別在97.8～98.3%，55.6～61.5%；氨氮在0.02～0.13mg/L之間，出廠水中氨氮的值都小于0.02mg/L；需礬量有所降低；出廠水中鋁含量在0.0413～0.0452mg/L之間；濾后水的色度、臭味等指標可完全達到國家飲用水標準的要求。

活性炭具有發(fā)達的孔隙結構和巨大的比表面積，能夠吸附水中溶解性的有機物，如苯類化合物、酚類化合物、石油及石油產(chǎn)品等，對用生物法及其它方法難以取出的有機物，如色度、異臭、表面活性物質(zhì)、除草劑、合成染料、胺類化合物以及許多人工合成的有機化合物都有較好的去除效果，在水處理中已得到廣泛應用。但是，現(xiàn)有的研究成果大多是在高錳酸鉀-活性炭、生物活性炭、臭氧-生物活性炭、活性炭-硅藻土處理工藝、活性炭-活性污泥、活性炭氯仿萃取法、活性炭-超濾水處理工藝、負載活性炭催化氧化法等聯(lián)用組合工藝條件下完成的【2】，對粉末活性炭（PAC）-高錳酸鹽復合劑（PPC）-沉淀/氣浮耦合工藝-炭砂濾池條件下活性炭吸附研究鮮見報道。本文以天津市漢沽水廠Ô;¬;水為處理對象，分析了活性炭吸附工藝的處理效果。

一、處理工藝與分析內(nèi)容

1、處理工藝

天津市漢沽水廠處理規(guī)模為5×104m3/d。

2、研究內(nèi)容

由于天津市漢沽水廠水源為灤河微污染水，因此在進入處理工藝前投加粉末活性炭。本文就前置投加活性炭對后續(xù)處理工藝的影響進行了研究，包括對濁度、CODMn、氨氮、鋁的去除和對投礬量的影響。

二、處理效果分析

1、對渾濁度的去除

未使用活性炭吸附前的原水渾濁度在9.31～13.6NTU之間，使用活性炭吸附期間其渾濁度在10.8～23.4NTU之間，處理效果如圖1、圖2所示。

由圖1、圖2可以看出，PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用時，隨著PAC投加量的增大，其對渾濁度的去除率也隨之升高，PAC的投加表現(xiàn)出以往在后接沉淀工藝時的助凝作用，對渾濁度的去除率升高。筆者認為，其主要原因是由于PAC粉末比重（1.4g/cm3）大于1，從沉淀/氣浮耦合分離的物理條件來講，同重力氣浮相比是有利的。

但PAC的投加量為20mg/L與30mg/L時，對渾濁度的去除率是同效的，其有效的投加量在23mg/L左右，充分表明PAC的投加量對渾濁度的去除，在一定投量內(nèi)是隨之升高，高于這個投加量時，反而對渾濁度的去除有所降低。

2、對CODMn的去除

未使用活性炭吸附前的原水CODMn在3.1～3.6mg/L之間，使用活性炭吸附期間其CODMn在3.4～4.2mg/L之間，處理效果如圖3、圖4所示。
由圖3、圖4可以看出，未使用活性炭吸附前，工藝對CODMn的去除率大為52.8%，使用活性炭期間，隨PAC投加量的增加，整個工藝對CODMn的去除率顯著升高，且基本呈線性關系增大。圖4中對CODMn的去除效果表明，PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用對Ô;¬;水中有機物具有較強的吸附作用，其投量在30mg/L時，對CODMn的去除率為61.5%，達到令人滿意的效果。

3、對氨氮的去除

未使用活性炭吸附前的原水氨氮大值為0.03mg/L，使用活性炭吸附期間其氨氮在0.02～0.13mg/L之間，出廠水中氨氮的值都小于0.02mg/L（水中氨氮的分光光度法檢測濃度的小值為0.02mg/L）。

4、對需礬量的影響

與需礬量顯著相關的原水水質(zhì)指標見表1，處理效果如圖5、圖6所示。

由圖5、圖6可以看出，PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用在一定程度上可以降低水處理過程中的需礬量，且隨著PAC投加量的增大，總需礬量逐漸減少，降低了水處理過程中因使用化學藥劑而造成的飲用水風險。

5、對出廠水中鋁含量的影響

出廠水中的鋁含量見圖7、圖8。
由圖7、圖8可以看出，PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用進一步降低了出廠水中鋁的含量，且隨著PAC投加量的增大，出廠水中鋁的含量逐漸降低，完全符合國家水質(zhì)標準GB5750-2006中對鋁的要求。筆者認為：隨著PAC投加量的增大，聚氯化鋁的投加量逐漸降低，并且對渾濁度的去除率升高，有助于降低出廠水中的鋁含量。
6、對出廠水中鐵含量的影響

出廠水中鐵的含量都小于0.05mg/L（水中鐵的分光光度法檢測濃度的小值為0.05mg/L），原水中鐵的含量在0.31～0.36mg/L之間。

7、活性炭吸附的凈水效果分析

生產(chǎn)過程中，針對濾后水中色度和臭味進行了分析，PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用時，可以很好地把濾后水的色度和臭味控制在國家水質(zhì)標準要求的范圍內(nèi)，PAC的投加量等于或大于10mg/L時，對水中臭味的去除達到顯著效果。

三、結論

通過實際生產(chǎn)可以得出以下結論：

（1）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用時，PAC的投加有助凝作用，PAC的投加量對渾濁度的去除，在投量為23mg/L內(nèi)隨之升高，高于這個投加量時，反而對渾濁度的去除有所降低。

（2）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用對原水中有機物具有較強的吸附作用，且隨PAC投加量的增加，整個工藝對CODMn的去除率顯著升高，且基本呈線性關系增大。

（3）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用期間，對水中氨氮的去除效果顯著。

（4）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用在一定程度上可以降低水處理過程中的需礬量，降低了水處理過程中因使用化學藥劑而造成的飲用水風險，積極響應了國家倡導的保障飲用水安全的號召。

（5）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用進一步降低了出廠水中鋁的含量，完全符合國家水質(zhì)標準GB5750-2006中對鋁的要求。

（6）PAC投加與炭砂濾池聯(lián)用，可有效控制濾后水的色度和臭味等指標，使濾后水達到國家飲用水水質(zhì)標準的要求。

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