張林軍¹，趙曉東²，劉曉玲²
(1.徐州工程學(xué)院，江蘇 徐州 221008；2．徐州自來(lái)水公司，江蘇 徐州 221000)

　　摘要：針對(duì)水廠水源受污染的情況，通過(guò)靜態(tài)攪拌試驗(yàn)，對(duì)用粉末活性炭處理微污染源水時(shí)，粉末活性炭種類的選擇、投加點(diǎn)以及投加量的確定等問(wèn)題進(jìn)行了研究。水廠生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果表明，對(duì)突發(fā)性微污染源水采用投加粉末活性炭的方法投資相對(duì)較小，見(jiàn)效快，對(duì)水中的色度、有機(jī)污染物和酚類的吸附效果較好。
　　關(guān)鍵詞：粉末活性炭；微污染；源水；給水處理；吸附
　　中圖分類號(hào)：TU991．22　　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B　　 文章編號(hào)：1009—2455(2004)01-0033—02

　　徐州某地面水廠，設(shè)計(jì)規(guī)模20×10⁴m³/d，水源為微山湖和南水北調(diào)的京杭大運(yùn)河水，水源水質(zhì)符合國(guó)家地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-88)的Ⅲ類水體，采用常規(guī)的前加氯—混凝—沉淀—過(guò)濾—氯消毒工藝，混凝劑為液態(tài)聚合氯化鋁。在水源水質(zhì)正常的情況下，出廠水水質(zhì)能達(dá)到國(guó)家生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。近幾年來(lái)，由于水源周圍地帶城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境治理力度跟不上，生活污水、造紙廢水、化工廢水等對(duì)水源的污染日益增加，幾乎每年都要發(fā)生較嚴(yán)重的突發(fā)性水源污染事件，甚至導(dǎo)致水廠出水不能達(dá)標(biāo)而被迫停產(chǎn)。
　　為了應(yīng)對(duì)突發(fā)性的污染事件，經(jīng)過(guò)調(diào)研和論證，水廠采用了投加粉末活性炭(PAC)的方法來(lái)處理，并對(duì)粉末活性炭的種類、投加位置、投加量等問(wèn)題進(jìn)行了研究。

1 粉末活性炭種類的選擇

　　根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際供貨情況，選用果殼活性炭、木質(zhì)活性炭、煤質(zhì)活性炭進(jìn)行了燒杯攪拌試驗(yàn)，活性炭主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。試驗(yàn)用水取自進(jìn)廠源水，攪拌試驗(yàn)采用的水力條件盡量和實(shí)際工藝相一致，即分三級(jí)控制攪拌強(qiáng)度：300r／min 攪拌1min，200r／min攪拌2min，50r/min攪拌15min，活性炭在攪拌3min后投加。試驗(yàn)階段源水水質(zhì)見(jiàn)表2，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。從對(duì)濁度、色度、CODMn三指標(biāo)的去除效果可見(jiàn)：在相同的條件下，木質(zhì)活性炭的處理效果最好。但考慮經(jīng)濟(jì)性，煤質(zhì)炭?jī)r(jià)格約為每噸4000元左右，木質(zhì)炭?jī)r(jià)格約為每噸6000元左右，果殼炭?jī)r(jià)格約為每噸10000元左右，最終選擇了煤質(zhì)粉末活性炭用于生產(chǎn)實(shí)際。

表1 試驗(yàn)用各種活性炭的主要技術(shù)參數(shù)

PAC種類 碘吸附值/（mg·g^-1) 亞甲基藍(lán)脫色力/（mg·g^-1) 比表面積/（m²·g^-1) 粒度/目 煤質(zhì)炭 ＞800 ＞90 ～800 80～150 木質(zhì)炭 ＞850 ＞100 ～850 100～200 果殼炭 ＞1000 ＞110 ～950 150～250

表2 炭種選擇試驗(yàn)時(shí)源水水質(zhì)參數(shù)

水溫/℃ 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 20 37 42 8.1

表3 不同種類PAC的處理試驗(yàn)結(jié)果

PAC種類

混凝劑量/（mg·L^-1）

靜置20min后水質(zhì) 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 媒質(zhì)炭 20 508 21 6.24 木質(zhì)炭 20 504 17 5.01 果殼炭 20 507 19 5.69 不投加 20 605 25 6.67

注：PAC投加量為20mg/L。

2 投加點(diǎn)的選擇

　　該水廠處理工藝為：源水進(jìn)入水廠后加混凝劑，經(jīng)管式靜態(tài)混合器混合后，再進(jìn)人回轉(zhuǎn)式隔板絮凝池和機(jī)械攪拌絮凝池，然后過(guò)濾、消毒。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和前述原則，選擇了5個(gè)煤質(zhì)活性炭投加點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)：即混凝(攪拌)前投加、和混凝劑一起投加、混凝劑投加后1 min投加、混凝劑投加后3min投加、混凝劑投加后10min投加，通過(guò)燒杯攪拌實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較，源水水質(zhì)見(jiàn)表4，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5，可以看出，投加點(diǎn)選擇在絮凝劑投加后3min左右效果較好。

表4 投加點(diǎn)選擇試驗(yàn)時(shí)源水水質(zhì)參數(shù)

水溫/℃ 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 19 37 40 8.0

表5 不同投加點(diǎn)時(shí)的處理效果

PAC種類

混凝劑量/（mg·L^-1）

靜置20min后水質(zhì) 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 攪拌前投加 20 6.4 25 6.52 和混凝劑同時(shí)投加 20 6.7 22 6.50 混凝劑投加后1min 20 5.3 18 5.82 混凝劑投加后3min 20 5.1 17 5.44 混凝劑投加后10min 20 5.2 19 5.50

注：PAC投加量為30mg/L。

3 投加量的確定

　　投加量要根據(jù)源水水質(zhì)污染情況，通過(guò)攪拌試驗(yàn)確定，實(shí)驗(yàn)中攪拌強(qiáng)度及時(shí)間所述，媒質(zhì)活性炭在混凝劑投加后3min投加。在水源受染期間，源水水質(zhì)較差，色度和COD_Mn值較高為使出廠水質(zhì)達(dá)標(biāo)，按沉淀后水的色度不大于20
度，ρ(COD_Mn)不大于6mg／L來(lái)作為確定PAC投加量的依據(jù)。源水水質(zhì)見(jiàn)表6，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表7。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨著投加量的增加，色度和CODMn的去除率在增加，投加量一般在30mg／L以上時(shí)才能取得較好的效果。

表6 投加量選擇試驗(yàn)時(shí)源水水質(zhì)參數(shù)

水溫/℃ 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 19 31 45 7.91

表7 不同投加量時(shí)的處理效果對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果

PAC種類

混凝劑量/（mg·L^-1）

靜置20min后水質(zhì) 濁度/NTU 色度/度 ρ（COD_Mn)/(mg·L^-1) 0 20 5.1 28 6.71 10 20 5.1 28 6.70 15 20 5.0 25 6.68 20 20 4.9 22 6.24 30 20 5.4 19 5.21 40 20 6.3 16 5.07

4 粉末活性炭的生產(chǎn)應(yīng)用效果

　　在1998年1月水源水遭受造紙廢水污染以及在2000年1月遭受含酚污水污染時(shí)，投加了粉活性炭進(jìn)行吸附處理。投加位置選在回轉(zhuǎn)絮凝池端，水流流經(jīng)兩格后投加，投加方式為濕式泵加。粉末活性炭投加量均為30mg／L。處理效果表8。

5 結(jié)語(yǔ)

　　投加粉末活性炭處理突發(fā)性的污染源水，是一種投資相對(duì)較小(每噸水增加成本0.08-0.12元)，見(jiàn)效快的措施，應(yīng)用中要注意根據(jù)水源水質(zhì)情況選擇種類合適的粉末活性炭，投加點(diǎn)一般選在絮凝過(guò)程的靠前端，投加量要根據(jù)源水水質(zhì)、出廠水質(zhì)要求，考慮運(yùn)行成本綜合確定，由實(shí)際效果可以看出粉末活性炭對(duì)降低受污染源水的度、揮發(fā)酚、臭和味等有很好的作用，對(duì)COD_Mn也有較好的去除效果。

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作者簡(jiǎn)介：張林軍(1969—)，男，甘肅臨洮人，講師，1992年 業(yè)于西北建筑工程學(xué)院，現(xiàn)從事污染控制工程的教學(xué)與研究工作，電話（0516）3887870，zhanglinjun2003@sohu.com。