给水深度处理工艺活性炭的选型

y给水深度处理工艺活性炭的选型何嘉莉张晓娜陈卓华申露威钟惠舟(东莞市东江水务有限公司，广东东莞523000)·研究与探讨·摘要：为选择给水深度处理工艺适用的活性炭，对两种不同的活性炭去除有机物、浊度和消毒副产物前体物的性能进行了分析与研究。结果表明，活性炭的选择需针对进水水质，通过静态吸附等温线测定和动态滤柱试验，考察活性炭在静态吸附性能与动态运行条件下对污染物的实际去除效果，并结合活性炭的基本性能参数及成本问题进行深入分析与研究，最终选择合适的活性炭。关键词：活性炭有机物消毒副产物深度处理为应对水质恶化，水中有机物污染加剧，臭氧+活性炭深度处理工艺已经广为应用。然而，在颗粒活性炭的选择上，如何避免盲目选择，减少更换频率，节减开支，避免浪费，已经成为臭氧+活性炭深度处理工艺中一项备受关注的课题。在我国，制造活性炭的原材料种类繁多，烟煤、木材、褐煤、泥炭均能用作于生产生活饮用水处理用活性炭的主要材料。针对自身饮用水处理厂的原水水质，选择材料合适、吸附效果好、生物作用强、成本合理的活性炭，有利于降低水处理成本。1．试验材料及方法1．1试验活性炭材料与设备试验中选用的两种活性炭为活性无烟煤与柱状破碎炭，分别产于内蒙古与宁夏，本文将其编号为1和2#。将两种炭依次装入两套相同的小试滤柱平行运行，滤柱由有机玻璃加工而成，外径为80mm，柱高为3．0m。滤料填充从下到上依次为鹅卵石、石英砂和活性炭。鹅卵石垫层厚度为0．15m，石英砂层厚度为0．2m，活性炭层厚度为2．0m。两60城镇供水NO．52016根小试滤柱底部均设有独立取水口。在对活性炭进行试验前，先对两种炭的碘吸附值、亚甲蓝值、焦糖脱色率、装填密度和漂浮率进行测试，结果如表1所示。表1两种活性炭基本性能参数性能参数1(活性无烟煤)(柱状破碎炭)碘吸附值／(mg／g)6O3831亚甲蓝值／(mg／g)141192焦糖脱色率／(％)75-3534．45装填密度／(L)307426漂浮率／(％)O01．2试验进水水质静态试验水取自东莞市某运河，试验期间起始有机物指标如表2所示。表2试验水起始有机物指标指标CODMn／(mg／L)TOC／(mg／L)UV254／(em)浓度4．026．240．083动态滤柱试验部分模拟臭氧活性炭深度处理工艺中活性炭滤池，因此本实验进水为臭氧后出水。·研究与探讨·试验j9】问水质情况表3所7J÷。表3试验进水水质指标平均值指标(：()I)M／(mg／1)T()(：mg／l)UV254／(cm)浊度／NTU浓度1-201．40O．02l0-261．3检测方法碘吸附值采JIJ标GB,q7702．7—2008方法测定；亚qj监值采川罔标(厂I17702．6-2008方法测定；焦糖脱色率采川罔怀(；Bfl、7702．18—2(X)8方法测定；装填密度采川【下J标GB／T7702．4—1997方法测定；漂浮率采用标(；Bfi'7702．4-1997方法测定；CODMn采用国标(；B厂l15750．1—2006【II酸性高锰酸钥I法测定；FOC采用岛津l、()(：一VCPFI总行机碳分析仪测定；[IV，采用紫外11『分比比度汁测定，测定前水样经0．45m滤膜过滤；浊度采Jf{HACH2100P浊度仪测定；消毒副产物采川吹扫捕集／己相色谱一质谱仪测定。2．活性炭对有机物吸附静态试验结果与分析试验步骤女f】下，取六个锥形瓶，精确称取活性炭10～400mg，依次放入锥形瓶，加入200mL试验水样，加盖，放入震荡器L，保持在25C(下连续震荡4h，达到吸附平衡后，取样品，J{j0．45ITI滤膜过滤，测定滤液的有机物指标，包括COD，TOC，【JV的浓度，此时有机物浓度为达到吸附平衡的水样中有机物残余(平衡)浓度。根据吸附质质与吸附剂质量求得q，将qe与对应的ce分别取对数，Iogqe—logCe标上作，即得该活性炭对该有机物的吸附等温线。选JIJCODMn作为测试指标时，活性炭对该有机物的吸附等温线如1所_，Jj。选川rrI)作为测试指标时，活性炭对该有机物的吸附等温线如『窨j2所示。CITYANDWNWA水TERSY碧鹱潮睡疆ToUPPL8§／IogC。图1两种活性炭的吸附等温线(COD为指标)旦08图2两种活性炭的吸附等温线(TOC为指标)ogC图3两种活性炭的吸附等温线(UV。为指标)城镇供水NO．5201661·研究与探讨·0060．04E00．02>0．00图5两种活性炭对TOG的去除1Z4b6，B91U1112131415检测次数图6两种活性炭对UV254的去除3．2动态运行对浊度的去除效果两种活性炭对浊度的去除效果如图7所示，1炭和2炭对浊度的去除率分别为38．46％和23．08％。活性炭滤柱进水浊度大多在0．3NTU以下。进水浊度低，经过活性炭滤柱后，浊度进一