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粉末活性炭投加装置的吸附技术在水厂的应用
作者:正源环保   更新时间:2016/5/15 6:59:17  浏览次数:

1 粉末活性炭的投加

1.1 投加方法

投加方法主要有干式投加和湿式投加两种,目前给水行业中常用的是湿式投加法,该方法是将粉末活性炭配制成悬乳液定量投加。悬乳液的质量分数宜采用5%左右,浓度太大容易造成投加管道的堵塞和其他机械故障。

1.2 炭种、炭粉粒径的确定

目前国内评价活性炭大多采用碘值、亚甲蓝值等指标,但在工程实践上,不仅需要考虑粉末活性炭的总吸附比表面积,还要判断粉末活性炭颗粒内部的孔径分布是否容易达到快速吸附、使用过程中粉末活性炭是否达到吸附平衡,另外还需考虑炭粉粒径的大小,目数小的粉末活性炭的吸附比表面积小,吸附效果差一些,目数大的比表面积大,吸附效果将好一些,但目数太大有可能穿透滤池。一般认为粉末活性炭的中等孔隙越发达越有利于吸附动力学平衡。根据经验,可以采用一些分子质量较大的吸附质来衡量孔径分布。广州市自来水公司曾采用刚果红(分子质量为697 U)试剂和富里酸(分子质量约1000U)试剂作为吸附质进行试验,结果表明:木质炭对这两种物质的吸附效果比煤质炭好,目数大的炭粉比目数小的吸附效果好。

1.3 吸附时间的确定

受工艺流程和场地的限制,国内多数水厂粉末活性炭的吸附时问<0.5 h,达不到吸附平衡所需要的时问,从而造成吸附能力的浪费。另外,吸附时间不够长或水流混合强度不够还会造成粉末活性炭的沉淀,也会浪费部分吸附能力。为了确定粉末活性炭达到吸附平衡所需的时间,广州市自来水公司曾做过试验,试验以除色、除嗅效果作为参考指标。为减少试验误差,选用了嗅阈值较高的原水以及较高的粉末活性炭投加量。在原水中投加10 mg/L的粉末活性炭(240目木质粉末活性炭)后静置,分别于1、2、3 h后采样检验嗅阈值和吸光度,试验结果见表1。

可见粉末活性炭的吸附作用在1 h内基本完成。

1.4 投加方式及投加量的确定

为了选择最佳投加量范围,通过试验得到表2的数据(240目木质粉末活性炭)。试验采用两种投加方式,一种是炭粉与混凝剂同时投加,另一种是先投加炭粉,吸附数小时后再投加混凝剂。

试验结果表明:

① 粉末活性炭和混凝剂的同时投加和先后投加均能明显地提高混凝沉淀效果,其中同时投加效果更理想。
② 两种投加方式对色度的去除效果都明显,且稳定。
③ 先后投加比同时投加的除嗅效果好。
④ 同时投加试验的除藻效果较佳。
⑤ 正常情况下,粉末活性炭的投加量为5—10 mg/L比较适合。
1.5 投加点的选择

① 原水吸水井投加

吸水井投加能较充分地发挥粉末活性炭的吸附作用,但存在与后续混凝工艺竞争去除有机物的问题。如果吸附与混凝竞争严重,则将削弱粉末活性炭的吸附作用,造成投加量增加,处理成本加大。通常只有在原水浊度低的情况下,吸水井投加的优势才能体现出来。有一点需指出,吸水井投加可能会对水泵的叶轮、水封部件等产生不良影响。

② 混凝前端投加

若在混凝前端投加,理论上认为投加混凝剂后,在絮凝池中形成的微小絮体尺度发展到与粉末活性炭颗粒尺度相近时所处的位置即为最佳投加点。在该点投加既可在一定程度上避免竞争吸附,又可使絮体对粉末活性炭颗粒的包裹作用最小,可以充分发挥粉末活性炭的吸附效率。

③ 滤前投加

滤前投加,不存在吸附与混凝的竞争问题,应该是粉末活性炭发挥作用的最佳位置。但应该注意粉末活性炭进入滤池后会堵塞滤料层,使滤池的工作周期明显缩短。此外,粉末活性炭还有穿透滤层现象,而且吸附时间将难以保证。
因此,在实际1:程中需要预先做模拟静态选炭试验,模拟实际工艺过程的原水水质、工艺特点、水力条件并对试验结果进行技术、经济比较后再确定投加点。

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