粉狀活性炭水處理效果，粉狀活性炭細度分布 一、粉狀活性炭在傳統(tǒng)給水處理工藝上的應(yīng)用
粉狀活性炭常見的主要有木質(zhì)粉狀活性炭和煤質(zhì)粉狀活性炭，同濟大學(xué)主持的粉末活性炭吸附污染技術(shù)為粉狀活性炭在國內(nèi)的推廣應(yīng)用提供了設(shè)計運行依據(jù)。其主要研究成果包括以下幾個方面：
1.解決吸附與混凝競爭問題
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爭和吸附時間的保證。在給水處理中，吸附通常與混凝配合使用?；炷饕コ心z體及接近膠體的細小懸浮物。
2.粉狀活性炭投加
在國外，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)，其投加點一般設(shè)在吸水井、快速混合和過濾的前端。合理選擇粉狀活性炭的投加點和投加方式，避免吸附與混凝的競爭.同時候證適當(dāng)?shù)奈綍r問，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。針對這一問題，在粉狀活性炭應(yīng)用技術(shù)開發(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粉狀活性炭在設(shè)備中的停留時問來提高粉狀活性炭吸附量是近年來新的研究課題，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
對于粉狀活性炭經(jīng)常投加量達15～20mg/L以上的水廠，鑒于經(jīng)濟、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物的原因，本世紀六十年代下半期以來，國外許多水廠正逐漸以顆粒炭代替粉末炭。1966年在美國薩默塞特建成第一座先后經(jīng)過砂濾和顆粒冶性炭過濾的水廠，過濾水量為每天19000m。七十年代，美國環(huán)境保護署(EPA)為自來水中氯消毒產(chǎn)生的三鹵甲烷問題，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)用的主要特點是技術(shù)的使用投資少，效果明顯，運行成本低廉，但是如何才能經(jīng)濟、有效地發(fā)揮粉末活性炭除污染的作用，還有很多問題值得去研究，下面重點談?wù)劮蹱罨钚蕴吭诠こ虘?yīng)用中應(yīng)解決的問題。
1、應(yīng)用中精確制備和定量投加粉末活性炭的問題
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)盡量保證投加計量的準確，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)建造的整個粉末活性炭儲存、配制、投加設(shè)備或系統(tǒng)必須能很好地防止在各個環(huán)節(jié)造成的不穩(wěn)定因素，如在輸送投加過程中的堵塞問題，會造成流量不穩(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5 mg/L)，大多數(shù)水司均面臨技術(shù)改造的問題。對大多數(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)是一項實用性非常強的技術(shù)，其投資相對較省，成本較低、投用靈活。
3、設(shè)備或系統(tǒng)的自動化控制
為進一步降低粉末活性炭投加設(shè)備的操作強度，如何實現(xiàn)自動化操作、與水廠原有自動化控制系統(tǒng)相配以及如何根據(jù)水質(zhì)變化情況自動追蹤調(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)用中粉塵飛揚的污染問題
在自來水廠應(yīng)用中，由于粉末活性炭在諸多環(huán)節(jié)如裝卸、拆包、配制、投加過程中勞動強度大、容易引起粉塵飛揚，造成工作環(huán)境惡劣，操作人員抵觸情緒較強，也成為制約粉末活性炭技術(shù)應(yīng)用的一個關(guān)鍵的、實質(zhì)性的問題。
根據(jù)資料報道，有些自來水廠采用負壓配制投加方式進行粉末活性炭投加。該方式已經(jīng)基本解決了粉塵污染的問題，但仍難以避免粉末活性炭(20 kg/袋)在搬運、拆包過程中造成的粉塵飛揚以及勞動強度大的問題，特別是處理能力大于10萬m3/d的自來水廠，每小時的粉末活性炭用量一般在60 kg左右(以投加量15 mg/L計算)。 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、標準化。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)對突發(fā)性原水污染的應(yīng)急措施，國外對放擇活性炭吸附性能做了大量研究，表明粉狀活性炭對二氯苯酚、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，對色、嗅、味的去除效果已得到公認。粉狀活性炭運行方式靈活，投資相對較小，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，在實際應(yīng)用中還要注意幾點：
1、根據(jù)水廠原水水質(zhì)狀況，特別是有機物分子質(zhì)量的分布狀況來確定炭種。
2、根據(jù)水廠實際水質(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，解決粉末活性炭與混凝劑吸附競爭的矛盾，提高吸附效率。
4、解決粉塵污染、勞動強度大、工作環(huán)境惡劣等問題。
5、精確制備粉末活性炭懸乳液。
目前國內(nèi)評價活性炭大多采用碘值、亞甲藍值等指標，但在工程實踐上，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到快速吸附、使用過程中粉末活性炭是否達到吸附平衡，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。
一般認為粉末活性炭的中等孔隙越發(fā)達越有利于吸附動力學(xué)平衡。根據(jù)經(jīng)驗，可以采用一些分子質(zhì)量較大的吸附質(zhì)來衡量孔徑分布。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)進行試驗，結(jié)果表明：木質(zhì)炭對這兩種物質(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，特別是有機物分子質(zhì)量的分布狀況來確定炭種;
?、?根據(jù)水廠的實際水質(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，解決粉末活性炭與混凝劑吸附競爭的矛盾，提高吸附效率。
在水廠投加粉末活性炭的生產(chǎn)過程中會涉及到炭粉粒徑大小的問題，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，帶來危害。
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