活性炭滤柱反冲洗对有机物去除效果的影响

第6期(总第182期)2015年12月中圄彳丛zCHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．6(SeriaINo．182)Dec．2015DOI：10．3969~．issn．1004-4655．2015．06．011活性炭滤柱反冲洗对有机物去除效果的影响李敏，夏琼琼(1．东南大学建筑设计研究院有限公司，江苏南京210096；2．中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津300074)摘要：反冲洗方式是影响活性炭滤池正常运行的关键因素。以反冲洗废水浊度、浊污比、反冲洗前后活性炭滤柱上生物量和生物活性的变化为指标，分析反冲洗后活性炭滤柱去除有机物的效果，观察4种不同的反冲洗方式对活性炭滤柱运行效果的影响。试验结果表明：在活性炭滤柱试验中，以气冲强度8L，(s·m)、水冲强度11lJ／(S·ITI)、膨胀度10％、历时8min的气水混合反冲效果最好，反冲洗后活性炭滤柱对有机物的去除率增长最多。关键词：活·性炭滤柱；反冲洗方式；浊度；生物量；生物活性一中图分类号：TU991．2文献标志码：A文章编号：1004—4655(2015)06—0033-03活性炭技术是近年来应用于饮用水深度处理领域的技术之一。活性炭处理技术能有效去除水中微量有机物和嗅味等，提高饮用水的化学安全性和生物稳定性。随着活性炭滤池运行时间的延长，炭粒表面和滤床中积累的生物和非生物颗粒数量不断增加、炭粒间间隙不断减小，影响活性炭滤池的出水水质及产水量，及时进行合理的反冲洗是保证活性炭滤池有效运行的重要因素。本文以反冲洗废水浊度、浊污比、反冲洗前后活性炭滤柱上生物量和生物活性的变化以及反冲洗后活性炭滤柱对有机物的去除效果为指标，观察4种不同的反冲洗方式对活性炭滤柱运行效果的影响。1试验条件及方法1．1工艺流程及进水水质本试验在南京某水厂进行。水厂以长江下游水为原水，采用混凝、沉淀、过滤、消毒的常规工艺。混凝剂采用聚合氯化铝(冬季采用聚合氯化铝复合药剂)，混凝剂投加量为13～16mg／L。水厂的工艺流程与试验流程见图1。板絮凝}管沉淀泄__叫双阀砂滤活性炭图1水厂工艺流程与试验流程图出水收稿日期：2015-06-17第一作者简介：李敏(1982一)，女，工程师，硕士，主要从事市政给排水及管线综合设计工作。试验选用4根相同柱型活性炭滤柱(见图2)，活性炭滤柱为内径100mm的有机玻璃柱，柱高1．8In，炭层高1．1in，下设10em砂滤层。滤料采用zJ_15型柱状颗粒活性炭，粒径0．8～1．5mm。在各炭层高度设置取样口，活性炭滤柱底部设置反冲洗进水阀及空压机气冲装置，活性炭滤柱由顶部进水、底部出水，炭床接触时间EBCT为20min。进水砂滤出水颗粒炭层冲出机一空压机4号～B％珏_^样’口黼空压机圈l空压反冲进水祟躁图2活·眭炭试验装置图活性炭柱进水为水厂砂滤池出水。活性炭柱进水水质情况见表1。表1试验进水(砂滤池出水)水质基本情况表CODM／NO9--N／水质指标水温／℃pH浊度／NTUmg‘L一mg。L一最低值15．37．870．987O．250．00168最高值17．87．192．3160．970．25981平均值18．87．261．5890．480．O41351．2试验方法及检测指标活性炭滤池反冲洗通常有单独水冲、气水联合反冲、气水混合反冲3种方式。单独水冲根据水33中圄彳跋譬李敏，夏琼琼：活性炭滤柱反冲洗对有机物去除效果的影响2015年第6期流速度分为高速水冲和低速水冲。在一定范围内提高水冲强度会使滤层得到更好的反冲，但是当水冲强度达到一定程度时，对反冲洗效果的改善程度有限，并且会极大增加反冲洗的水耗；气冲的主要作用在于气流紊动先冲松滤层，产生比同等条件下水冲大得多的剪切力，更好冲刷生物膜，使得生物滤料得到更好清洗。但是，强度过大的气冲在冲刷老化生物膜的同时，也会将生长良好的生物膜去除。本次试验共采用4种反冲洗方式。1)方式一：单独水冲，强度13L／(S·m)，膨胀度20％，历时10min，静沉排水。2)方式二：单独水冲，强度18L／(S·m)，膨胀度37％，历时10min，静沉排水。3)方式三：气水联合反冲，先气冲，强度1OL／(S·m)，历时2min，再水反冲，强度12L／(S·m)，膨胀度16％，历时8min，静沉排水。4)方式四：气水?昆和反冲，气冲强度8(S·m)，水冲强度ll(S·11'1)，膨胀度10％，历时8min，静沉排水。反冲洗程序：首先停止活性炭滤柱进水，待活性炭上层水位降至表层15cm左右，关闭出水阀门；打开反冲洗进水阀，调至相应流量，进行反冲洗(有气冲程序同时进行)，之后将反冲洗废水静置1min左右，由反冲洗排水阀排出。评价指标：分别以反冲洗废水浊度及其浊污比(反冲洗废水浊度与反冲前滤池去除COD总量之比)、反冲洗前后活性炭滤