濮慶嬌 盧文漢 高永生 張煒
昆明市自來水總公司 摘要：在試驗(yàn)室的小型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，對粉末活性炭對有機(jī)物的去處效果進(jìn)行比較考查。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，粉末活性炭在處理低濁高藻水，具有較好的去處效果。 1 前言: 近年來，隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，人們生活水平的提高以及人口數(shù)量的增加, 生態(tài)環(huán)境的破壞，工業(yè)用水量及生活用水量都不斷增長，相應(yīng)的污水排放量也增大，使得水環(huán)境中的污染物質(zhì)日益增多,特別是有機(jī)化合物和藻類的含量大幅度升高，水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化，飲用水源污染問題愈加突出。
水體中種類繁多的有機(jī)物使飲用水中出現(xiàn)異常的色、嗅、味，并可能對人體產(chǎn)生危害作用。各國研究人員對水中的有機(jī)污染越來越重視，相繼采用各種方法去除水中的有機(jī)污染物，如臭氧氧化法、活性碳吸附法、高錳酸鉀氧化法、紫外光催化氧化法等，這些方法對水中的有機(jī)污染物在不同程度上有一定的去除效果。
滇池作為昆明的主要飲用水源之一，地處低緯度，高海拔的亞熱帶地區(qū)，年溫差小，為弱堿性水體，具有藻類繁殖生長的適宜條件；加之滇池水域廣闊而淺，多年來多種營養(yǎng)物質(zhì)、有害物質(zhì)、泥沙等通過點(diǎn)污染源與非點(diǎn)污染源進(jìn)入滇池，使水體嚴(yán)重富營養(yǎng)化。以滇池水作為源水的第五，六自來水廠采用常規(guī)的氣浮處理工藝，對有機(jī)物和藻類的去除效果不太理想，為了提高飲用水水質(zhì),應(yīng)采取相應(yīng)的深度處理工藝。 2 研究內(nèi)容及源水水質(zhì)特點(diǎn)，檢測項(xiàng)目： 目前用于去除水中有機(jī)物的方法很多，其中粉末活性炭法在國內(nèi)外已有較長的應(yīng)用歷史。本試驗(yàn)中，我們針對粉末活性炭吸附法進(jìn)行初步的探索研究，主要在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，尋求粉末活性炭吸附的合適工藝形式和設(shè)計(jì)參數(shù)。
采用粉末活性炭吸附工藝，其目的是降低水體中的溶解性有機(jī)物含量，同時(shí)粉末活性炭也能去除異嗅、異味物質(zhì)，提高飲用水水質(zhì)。
粉末活性炭的吸附，因其顆粒小，比表面積大，吸附速度較快，一般情況可與混凝過程相結(jié)合，直接投加到源水中，吸附效果特別顯著，同時(shí)可增加絮凝礬花的核心作用，提高懸浮顆粒的碰撞機(jī)會，可提高混凝工藝的處理效果，并有利于浮渣的去除。
滇池位于城市下游，長期以來受到嚴(yán)重污染，水體急劇惡化，嚴(yán)重富營養(yǎng)化，具有濁度低，有機(jī)物和藻類含量高的特點(diǎn)，以滇池為水源的水廠，采用常規(guī)的氣浮處理工藝，其處理工藝主要包括以下幾個(gè)步驟： 
從水廠的運(yùn)行情況看，采用常規(guī)處理工藝，是可以達(dá)到國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的，但從發(fā)展趨勢看，隨著新的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的出臺，對飲用水水質(zhì)有了更高的要求，為次我們必須采用更先進(jìn)的處理手段，確保飲用水質(zhì)量。
本試驗(yàn)分兩個(gè)階段，第一階段是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)利用小型振蕩試驗(yàn)來評價(jià)粉末活性碳對有機(jī)物的吸附效果；第二階段是在前期工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)。
試驗(yàn)源水為滇池水，常年渾濁度較低，藻類含量高，有機(jī)物含量高，其水質(zhì)狀況如表一： 表一： | 參數(shù) | 單位 | 最小值 | 平均值 | 最大值 | | 渾濁度 | FTU | 1.5 | 45.5 | 130.0 | | 酸堿度 | - | 8.2 | 8.6 | 9.0 | | 紫外消光值 | m-1 | 7.9 | 10.1 | 11.3 | | 化學(xué)耗氧量（錳法） | Mg/l | 3.7 | 7.9 | 10.3 | | 溶解性有機(jī)物 | Mg/l | 9.2 | 17.6 | 23.0 | | 藻類 | C/ltd> | 8.18E+06 | 3.05E+07 | 1.05E+08 |
主要測試項(xiàng)目為：
化學(xué)耗氧量（錳法）（COD－Mn），溶解性有機(jī)物（DOC），紫外消光值（SAC-254nm）。 3 試驗(yàn)結(jié)果與分析： 3.1 小型振蕩試驗(yàn)結(jié)果和分析：
將粉末活性炭在95oC下干燥24小時(shí)，將水樣用0.45μm的濾膜進(jìn)行過濾，測定其SAC-254nm、DOC、COD值，用錐形瓶分別取250ml的水樣，投加不同量的粉末活性炭（PAC），放入恒溫振蕩器中振蕩48小時(shí)后停止振蕩，用0.45μm的濾膜將水樣過濾，立即進(jìn)行測定。
試驗(yàn)結(jié)果如表二、表三、圖一，圖二： 表二：國外ROW08PAC等溫吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)| 樣品點(diǎn) | PAC投加量(mg/l) | SAC-254nm(m-1) | DOC(mg/l) | COD-Mn(mg/l) | | 空白點(diǎn) | 0.0 | 7.5 | 5.8 | 5.9 | | P1 | 1.0 | 7.3 | 5.6 | 5.7 | | P2 | 3.8 | 6.6 | 5.3 | 5.6 | | P3 | 9.5 | 5.6 | 5.0 | 5.1 | | P4 | 20.2 | 4.5 | 4.9 | 4.7 | | P5 | 41.0 | 2.9 | 3.7 | 3.3 | | P6 | 70.5 | 1.9 | 3.4 | 2.7 | | P7 | 141.4 | 0.8 | 2.6 | 1.7 | | P8 | 241.9 | 0.3 | 1.2 | 1.0 | | P9 | 383.3 | 0.0[1] | 0.8 | 0.8 | 表三：昆明PAC等溫吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)| 樣品點(diǎn) | PAC投加量(mg/l) | SAC-254nm(m-1) | DOC(mg/l) | COD-Mn(mg/l) | | 空白 | 0.0 | 8.0 | 9.6 | 6.8 | | P1 | 1.0 | 7.4 | 9.4 | 6.4 | | P2 | 3.8 | 7.1 | 9.1 | 6.0 | | P3 | 9.5 | 6.1 | 8.2 | 5.3 | | P4 | 17.6 | 5.3 | 8.0 | 4.8 | | P5 | 37.1 | 4.3 | 6.7 | 4.3 | | P6 | 50.5 | 2.6 | 6.3 | 3.5 | | P7 | 144.3 | 2.0 | 4.8 | 3.4 | | P8 | 234.3 | 1.5 | 3.9 | 2.4 | | P9 | 383.3 | 1.1 | 3.5 | 1.8 | 
上圖反映了不同種類的粉末活性炭在不同投加量出水的COD－Mn，DOC，SAC消光值去除率之間的相關(guān)關(guān)系，可以看出粉末活性炭對SAC，COD，DOC有良好的去除效果，盡管這三項(xiàng)指標(biāo)側(cè)重反映的水體中的有機(jī)物不一定相同，但在各種不同源水水質(zhì)條件下，它們對有機(jī)物總量及其去除率所表達(dá)的相關(guān)性良好，均可作為總有機(jī)物去除的指標(biāo)參數(shù)。
從圖中可以，隨著PAC投加量的增加，對水中有機(jī)物的去除率在逐漸遞增，當(dāng)PAC的投加量為10mg/l時(shí)，去除率約為20％；但當(dāng)PAC投加量增加到30－40mg/l時(shí)，去除率可達(dá)40％；當(dāng)PAC投加量達(dá)一定程度時(shí)，對有機(jī)物的去除率則可達(dá)80％以上。
3.2 生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果和分析：
試驗(yàn)池為第五自來水廠南氣浮池六號，其處理水量為600m3/h ,粉末活性炭的投加點(diǎn)選擇在投加絮凝劑的同時(shí)投加，經(jīng)混合反應(yīng)后進(jìn)入氣浮池，絮凝物氣浮至表層，清水進(jìn)入出水槽，在氣浮池的接觸時(shí)間約為15-20分鐘。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)室小型試驗(yàn)的結(jié)果，我們選擇投炭量分別為10mg/l和30-40mg/l進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn), 結(jié)果如圖三、圖四、圖五、圖六： 
從圖中可以看出,投加粉末活性炭可以有效地去除水中的有機(jī)物，與生產(chǎn)氣浮池相比有較高的去除率。當(dāng)粉末活性炭投加量為10mg/l時(shí),去除率可提高20%；而當(dāng)粉末活性炭投加量增加到30-40mg/l時(shí)，去除率可提高到40%以上，這是其它工藝無法達(dá)到的。
從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，粉末活性炭的投加對SAC-254nm消光值的去除效果特別明顯。眾所周知，SAC消光值主要指水體中芳香族化合物的含量，而這一類化合物是使水體產(chǎn)生嗅、味和色度的主要原因，因此粉末活性炭可以有效地改善水體的嗅、味、色度。但在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用時(shí)，不僅要考慮對有機(jī)物的去除效果，還應(yīng)考慮我們的經(jīng)濟(jì)承受能力。 4 結(jié)論: 1.實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)的結(jié)果表明，粉末活性炭法可以有效地去除水中的有機(jī)物質(zhì)。
2.用粉末活性炭去除有機(jī)物，同時(shí)還能有效地改善水體的色、嗅、味，處理后水體透明無色。
3.粉末活性炭可以有效地去除水體中的有機(jī)物，明顯提高飲用水水質(zhì)，其去除效果取決于粉末活性炭的投加量，隨著投加量的增加，去除效率明顯提高。
4.投加粉末活性炭后，將增加生產(chǎn)成本，綜合考慮粉末活性炭對有機(jī)物的去除效果和經(jīng)濟(jì)承受能力，建議在源水水質(zhì)較差的情況下，可選擇投加一定量的粉末活性炭，建議投加量30-40mg/，以提高飲用水水質(zhì)。 | 
