粉狀活性炭水處理效果，粉狀活性炭細(xì)度分布 一、粉狀活性炭在傳統(tǒng)給水處理工藝上的應(yīng)用
粉狀活性炭常見(jiàn)的主要有木質(zhì)粉狀活性炭和煤質(zhì)粉狀活性炭，同濟(jì)大學(xué)主持的粉末活性炭吸附污染技術(shù)為粉狀活性炭在國(guó)內(nèi)的推廣應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)運(yùn)行依據(jù)。其主要研究成果包括以下幾個(gè)方面：
1.解決吸附與混凝競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題
影響粉末活性炭效果的主要因素是粉末活性炭吸附與混凝的競(jìng)爭(zhēng)和吸附時(shí)間的保證。在給水處理中，吸附通常與混凝配合使用?；炷饕コ心z體及接近膠體的細(xì)小懸浮物。
2.粉狀活性炭投加
在國(guó)外，粉狀活性炭 主要作為一種投資少、處理季節(jié)性或事故性污染的原水處理技術(shù)，其投加點(diǎn)一般設(shè)在吸水井、快速混合和過(guò)濾的前端。合理選擇粉狀活性炭的投加點(diǎn)和投加方式，避免吸附與混凝的競(jìng)爭(zhēng).同時(shí)候證適當(dāng)?shù)奈綍r(shí)問(wèn)，是充分發(fā)揮粉狀活性炭吸附能力的關(guān)鍵。
二、粉末活性炭累積吸附工藝
在常規(guī)水處理中投加粉狀活性炭，粉狀活性炭的吸附容量往往不能充分發(fā)揮。針對(duì)這一問(wèn)題，在粉狀活性炭應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)方面，已有了一些有益嘗試。采用高濃度的炭液接觸和延長(zhǎng)粉狀活性炭在設(shè)備中的停留時(shí)問(wèn)來(lái)提高粉狀活性炭吸附量是近年來(lái)新的研究課題，可稱這種工藝為“粉末活性炭累積吸附工藝”。
三、粉末活性炭在給水處理中的應(yīng)用
對(duì)于粉狀活性炭經(jīng)常投加量達(dá)15～20mg/L以上的水廠，鑒于經(jīng)濟(jì)、管理及再生等方面考慮，以及為更有效地去除水中徽最有機(jī)物的原因，本世紀(jì)六十年代下半期以來(lái)，國(guó)外許多水廠正逐漸以顆粒炭代替粉末炭。1966年在美國(guó)薩默塞特建成第一座先后經(jīng)過(guò)砂濾和顆粒冶性炭過(guò)濾的水廠，過(guò)濾水量為每天19000m。七十年代，美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(EPA)為自來(lái)水中氯消毒產(chǎn)生的三鹵甲烷問(wèn)題，普及了粒狀活性炭處理。
相較于其它活性炭產(chǎn)品，粉末活性炭應(yīng)用的主要特點(diǎn)是技術(shù)的使用投資少，效果明顯，運(yùn)行成本低廉，但是如何才能經(jīng)濟(jì)、有效地發(fā)揮粉末活性炭除污染的作用，還有很多問(wèn)題值得去研究，下面重點(diǎn)談?wù)劮蹱罨钚蕴吭诠こ虘?yīng)用中應(yīng)解決的問(wèn)題。
1、應(yīng)用中精確制備和定量投加粉末活性炭的問(wèn)題
為穩(wěn)定粉末活性炭吸附除污染的效果，應(yīng)在一定范圍內(nèi)盡量保證投加計(jì)量的準(zhǔn)確，這不僅關(guān)系到處理效果，也與制水成本密切相關(guān)。根據(jù)合適的參數(shù)建造的整個(gè)粉末活性炭?jī)?chǔ)存、配制、投加設(shè)備或系統(tǒng)必須能很好地防止在各個(gè)環(huán)節(jié)造成的不穩(wěn)定因素，如在輸送投加過(guò)程中的堵塞問(wèn)題，會(huì)造成流量不穩(wěn)定，從而影響除污染的效果。
2、投資、成本控制
粉末活性炭技術(shù)的應(yīng)用最為關(guān)鍵的問(wèn)題是投資以及成本的控制，為滿足新的《生活飲用水衛(wèi)生規(guī)范》(主要是CODMn<3 mg/L，特殊情況下不超過(guò)5 mg/L)，大多數(shù)水司均面臨技術(shù)改造的問(wèn)題。對(duì)大多數(shù)水司而言，水質(zhì)污染一般是間斷性或突發(fā)性的，常規(guī)工藝在大多數(shù)時(shí)間是能夠滿足新的規(guī)范要求的，因此粉末活性炭技術(shù)是一項(xiàng)實(shí)用性非常強(qiáng)的技術(shù)，其投資相對(duì)較省，成本較低、投用靈活。
3、設(shè)備或系統(tǒng)的自動(dòng)化控制
為進(jìn)一步降低粉末活性炭投加設(shè)備的操作強(qiáng)度，如何實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作、與水廠原有自動(dòng)化控制系統(tǒng)相配以及如何根據(jù)水質(zhì)變化情況自動(dòng)追蹤調(diào)整，以滿足穩(wěn)定出水水質(zhì)的目的，這也是制約該技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
4、應(yīng)用中粉塵飛揚(yáng)的污染問(wèn)題
在自來(lái)水廠應(yīng)用中，由于粉末活性炭在諸多環(huán)節(jié)如裝卸、拆包、配制、投加過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、容易引起粉塵飛揚(yáng)，造成工作環(huán)境惡劣，操作人員抵觸情緒較強(qiáng)，也成為制約粉末活性炭技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)關(guān)鍵的、實(shí)質(zhì)性的問(wèn)題。
根據(jù)資料報(bào)道，有些自來(lái)水廠采用負(fù)壓配制投加方式進(jìn)行粉末活性炭投加。該方式已經(jīng)基本解決了粉塵污染的問(wèn)題，但仍難以避免粉末活性炭(20 kg/袋)在搬運(yùn)、拆包過(guò)程中造成的粉塵飛揚(yáng)以及勞動(dòng)強(qiáng)度大的問(wèn)題，特別是處理能力大于10萬(wàn)m3/d的自來(lái)水廠，每小時(shí)的粉末活性炭用量一般在60 kg左右(以投加量15 mg/L計(jì)算)。 粉狀活性炭在給水處理上的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)普遍，且技術(shù)成熟。粉狀活性炭投加系統(tǒng)也早已商品化、標(biāo)準(zhǔn)化。粉狀活性炭投加有干投法和濕投法兩種，目前應(yīng)用較多的是濕投。投加活性炭粉末應(yīng)注意粉末活性炭與水處理藥劑之間的相互作用問(wèn)題。
粉狀活性炭吸附技術(shù)作為改善出水水質(zhì)的措施，特別是應(yīng)對(duì)突發(fā)性原水污染的應(yīng)急措施，國(guó)外對(duì)放擇活性炭吸附性能做了大量研究，表明粉狀活性炭對(duì)二氯苯酚、農(nóng)藥中所含物質(zhì)、消毒副產(chǎn)物等均由較好的吸附效果，對(duì)色、嗅、味的去除效果已得到公認(rèn)。粉狀活性炭運(yùn)行方式靈活，投資相對(duì)較小，效果明顯，具有很好地應(yīng)用前景。但是粉狀活性炭由于自身的特性，在實(shí)際應(yīng)用中還要注意幾點(diǎn)：
1、根據(jù)水廠原水水質(zhì)狀況，特別是有機(jī)物分子質(zhì)量的分布狀況來(lái)確定炭種。
2、根據(jù)水廠實(shí)際水質(zhì)情況確定合理的投加量。
3、根據(jù)水廠的生產(chǎn)工藝，確定合適、合理的投加點(diǎn)，解決粉末活性炭與混凝劑吸附競(jìng)爭(zhēng)的矛盾，提高吸附效率。
4、解決粉塵污染、勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣等問(wèn)題。
5、精確制備粉末活性炭懸乳液。
目前國(guó)內(nèi)評(píng)價(jià)活性炭大多采用碘值、亞甲藍(lán)值等指標(biāo)，但在工程實(shí)踐上，不僅需要考慮粉末活性炭的總吸附比表面積，還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分布是否容易達(dá)到快速吸附、使用過(guò)程中粉末活性炭是否達(dá)到吸附平衡，另外還需考慮炭粉粒徑的大小，目數(shù)小的粉末活性炭的吸附比表面積小，吸附效果差一些，目數(shù)大的比表面積大，吸附效果將好一些，但目數(shù)太大有可能穿透濾池。
一般認(rèn)為粉末活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利于吸附動(dòng)力學(xué)平衡。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以采用一些分子質(zhì)量較大的吸附質(zhì)來(lái)衡量孔徑分布。河南本博科技有限公司曾采用剛果紅(分子質(zhì)量為697U)試劑和富里酸(分子質(zhì)量約1000U)試劑作為吸附質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果表明：木質(zhì)炭對(duì)這兩種物質(zhì)的吸附效果比煤質(zhì)炭好，目數(shù)大的炭粉比目數(shù)小的吸附效果好。
?、?根據(jù)水廠原水水質(zhì)狀況，特別是有機(jī)物分子質(zhì)量的分布狀況來(lái)確定炭種;
?、?根據(jù)水廠的實(shí)際水質(zhì)情況確定合理的投加量;
?、?根據(jù)水廠的生產(chǎn)工藝，確定合適、合理的投加點(diǎn)，解決粉末活性炭與混凝劑吸附競(jìng)爭(zhēng)的矛盾，提高吸附效率。
在水廠投加粉末活性炭的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)涉及到炭粉粒徑大小的問(wèn)題，粒徑大(目數(shù)小)的活性炭吸附的比表面積就小，吸附效果差一些;粒徑小(目數(shù)大)的活性炭比表面積就大，吸附效果將好一些，但目數(shù)太大有可能穿透濾池，帶來(lái)危害。
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