城市供水水處理發展趨勢：活性炭處理方法

李 宇，裴海峰

(北安市水務局，黑龍江北安164000)

1 活性炭對限制氯的使用采用的方法

目前，活性炭對去除有機物和限制氯的使用方面已經得到了成功的應用，限制氯的使用通過兩種方法:①是活性炭床單—過濾法;②是砂碳結合的帶臭氧氧化的雙過濾法。

2 水中有機物的分類

在原水中存在著各種各樣的有機物，長期以來水處理專家對有機物分類如下:

2.1 第一種分類

1)有機物帶有一種使人討厭的嗅味

2)有機物本身沒有嗅味，但是經過處理，特別是氯化處理產生一種嗅味。

3)有機物沒有嗅味，也不受處理工藝的影響。

4)影響水處理的有機物，例如產生泡沫。

多年來，因為要凈化的原水水量充足，所以這種分類只考慮水處理，主要是以嗅味為中心，特別是以氯處理有關的嗅味來劃分的。而這種氯味是不受人們歡迎的。

自從開始應用活性炭以來，這種討厭的氯味導致了臭氧的應用。

2.2 第二種分類

近來由于原水質量降低，一種新的有機物分類法已經居于首位。第二種分類不僅與處理水可以引起器官感覺的性質有關，而且也考慮到某些化合物的可能長期影響，第二種分類如下:

1)不是用處理方法，特別不是用氯化生成的天然有機物。

2)是由氯化作用轉變生成的天然有機物。

3)有機物是人造的。

第二條去除物要求沒有氯化處理，第三條去除可以用任何一種適當的方法達到目的。

3 活性炭水處理方法

在活性炭仍起重要作用的情況下，已經研究出一種新的處理原理，但是這種原理與原來已經證明的函數關系有所不同，活性炭不僅是一種有效的吸附劑，而且也是生物降解的最好場所。

可是，不能認為活性炭的作用是單一的，現在活性炭與其他水處理工藝相結合，其有效作用更為顯著。

人們使用活性炭主要是去除水源中的天然嗅味。這種嗅味常常與水中長有藻類植物有關。實際上，在多數情況下，這種嗅味不是很強。但是，由于人造有機物的作用，主要是通過氯化使嗅味加強了。

水中有機物和氨氮含量逐漸增加。為了去除氨氮，加氯時產生嗅味這一難題必須解決，在這個問題上，活性炭是很有效的。

在某種情況下，當被處理的水含有特殊的合成有機物時，而且這種有機物具有一種有害的嗅味或影響處理工藝流程，就可以用活性炭達到去除效果，開始時應用活性炭。

活性炭處理水的技術已經是很完善的。根據其他試劑的使用特點，研究活性炭放入位置，過去發現應該最后放碳，盡可能讓活性炭離開絮凝劑，氯或二氧化氯。另外還發現在兩個不同位置分段加碳能改進處理系統。

在被處理水中有機物和氨氮含量濃度低時，用粉狀活性炭去除嗅味是很有效的。不用很大投資，當遇到有機物短期峰值時適應性特別好。盡管粉狀活性炭能達到去除有機物的效果，但是經濟效益的可行性受到一些限制。把一個精心設計又精心操作的絮凝——沉淀工藝結合起來。用20～30 mg/L粉狀活性炭可以降解總有機物的60%，但是不斷的增加氯化作用的投藥量。伴隨著溶解氨生產的嗅味愈難解決，這種嗅味用粉狀活性炭不能去除。因此人們注意到粒狀活性炭不僅能代替粉狀活性炭的用途，而且當流量很低時，能擴大使用范圍。開始，這種變化發生單一過濾階段，用砂過濾床通過粒狀活性炭交換。

在未經粒狀活性炭裝置之前，水中存在有嗅味，特別是氯的嗅味。但是，要應用折點加氯去除氨來停止有機物與濾的反應是不可能的，這可以用需要的氯量來證明。雖然所用的加氯量是溶解氨的七倍就足以達到控制氨的目的，可是實際上加氯量要超過溶解氨的10倍。

另外，有時氨和有機物對氯消耗量的競爭是很難預測的，因為這種反應是很復雜的。這可能產生對氯需用量不足，使氨產生局部氧化而停止在氯胺的表面。人們把水中的氯化有機物和氯胺不適當地統稱為“氯的嗅味”。此外，在折點氯化的原水中可能測得的氣味臨界值是20，而在折點氯化處理前測得的值才是4。

用粉狀活性炭消除氯味是困難的。在粉狀碳與氯結合前應當把有機物去除掉，必須用大量粉狀活性炭去獲得可靠的效果。

在濾床里粒狀活性炭去除氯的機理有明顯的不同。首先粒狀活性炭作為一種氯的去除劑，分解氯胺而生成氨，在濾床里，用消化細菌去除氯胺的效果還算好，在出口處產生游離氨水。其次，粒狀活性炭吸附有機氯化物產生的嗅味和氣味，由于這種吸附反應是很緩慢的，因此采用低濾速過濾。這樣，在一個長周期內。碳充分吸附嗅味。

在這種條件下，活性碳過濾效果常常維持1～2 a以上，而去除總溶解有機物的效果只維持幾個月的時間。粒狀活性碳能迅速吸收氯化水中的氯，而生成一種新的有機氯化物。

應用碳的種類很多，其中有許多種用于處理水的嗅味都能得到滿意的效果。除了去除嗅味以外，當要處理的水中通常含有少量合成有機物時，可以采用活性碳過濾，而當水源受到工業廢水偶然污染影響時，也可以采用活性碳過濾，這種工業廢水在短瞬間產生合成有機物峰值，即使總有機碳已經飽和時，活性碳吸附這個峰值，排放少量有害有機物，在該情況下，粉狀活性碳在投量多時也是很有效的。盡管碳濾池連續地有效，可是，需要監控裝置檢測處理效果。由于這個原因，有時使用粒狀活性碳濾池比粉狀活性碳濾池更好。

最近幾年，加速了對活性炭的研究。而新的研究又促進了活性炭技術的不斷改進?？梢杂枰姡钚蕴考夹g將進一步發展。

通常采用兩種基本方法:①方法是吸附——即在活性炭床上單一過濾。②方法是生物增長吸附法這種方法帶有砂炭床雙過濾和分步臭氧氧化的過程，

這兩種方法都能改進處理過水的水質，但是在所有情況下，二者之間有一種最佳選擇，這種選擇取決于原水污染程度和對處理過水的水質要求，對水質要求越高，越傾向采用雙過濾法。

[1]姜劍飛，陳琨.粉末活性碳凈水技術在給水處理中的應用[J].黑龍江水利科技，2009，37(4):76 －77.

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