字谜一人在内:粉末活性炭在城市供水安全保障中的应用

粉末活性炭在城市供水安全保障中的应用
郑全兴，李军胜，谈银库
(扬州扬城水业有限责任公司，江苏扬州 225009)
摘要：在处理扬州某水厂的原水易发生突发性污染的情况时，通过生产性试验研究，得出粉末活性炭(PAC)的最佳投加量；同时，就投加PAC对藻类去除效果以及投加顺序对混凝效果的影响做了介绍。当水源受到微污染时．在取水口用湿投法投加PAC，就可以保证出厂水水质。
关键词：供水；供水安全；粉末活性炭；藻类
中图分类号： ITU 991．27 文献标志码：B
由于扬州某水厂的水源容易发生突发性污染．而目前水厂增加深度处理工艺的可能性又非常小．因此，如何在尽量少改动当前工艺的基础上．控制由于突发性污染所致的污染物，确保供水安全．是我们当前要迫切解决的问题。同时，国内出现的一些水源污染突发性事件，特别是松花江水污染事件，给我们提供了一些启示：利用粉末活性炭(PAC)，能够有效地保证城市供水安全。
1 试验部分
1．1 试验原理与试验材料
PAC颗粒细，粒径从几目到几百目，是具有弱极性的多孔吸附材料。有极强的吸附能力和稳定的化学性能，不易再生，成本高，在原水突发污染的情况下，投加PAC能很好地吸附和去除污染物。PAC的吸附过程可分为：快速吸附、基本平衡和完全平衡3个阶段。快速吸附大约需要30 min，就可以达到70％～80％的吸附容量，2 h可以基本达到吸附平衡，并达到最大吸附容量的95％以上．再继续延长吸附时间，则吸附量的增量较小。因此，对于取水口与净水厂有一定距离的水厂，PAC可在取水口处提前投加，利用从取水口到净水厂的管道输送时间完成吸附过程，使水源中的污染物在到达净水厂前就得到了主要去除。扬州某水厂的取水口至水厂相距6 km．输水时间1～2 h，因此PAC可以基本完成整个吸附过程。
此次试验所选用的PAC为煤质碳．质量指标为200目，碘值>950 mg／L，亚甲兰值180．比表面积800～1 200 m2／g，混凝剂为碱式氯化铝。
1．2 试验设计与分析
1．2．1 PAC最佳投加量试验
原水加入不同质量浓度的PAC．以50 r/min慢搅100 min，再分别加入碱式氯化铝．以330 r/min快搅2 min，再以50 r/min慢搅15 min，静置沉淀60 min取上清液测定。原水水质指标及试验分析数据分别见表l、表2。

试验结果表明：随着PAC投加量的增大．出水的CODMn整体上逐渐降低，但是整个过程增长缓慢；在投加10 mg／L时，对CODMn 的去除率就可达50％。因

此可以认为，这种条件下的最佳投加量为10 mg／L。
1．2．2 投加PAC对藻类的去除效果
由于藻类是水源中的主要致臭物质，试验表明，通过向水中投加PAC能够明显去除水中的嗅味。试验数据见表3。
由表3可以看出．随着PAC的逐渐投加．出水中的藻类含量逐渐减少，能够明显去除出水中的异臭。
1．2．3 与混凝剂投加的先后顺序不同对出水水质的影响
混凝前投加PAC，以50 r／min慢搅100 min，按照10 mg／L的标准投加碱式氯化铝，以330 r／min快搅2 min，静置沉淀60 min；以330 r／min慢搅2 min后。静置沉淀60 min后取上清液做试验，其数据见表4。

试验结果表明：就试验水质而言，在混凝前投加PAC，沉淀出水浊度低于混凝后投加PAC沉淀水浊度．投加PAC后增加了水中颗粒数量可以作为混凝剂的晶核．提高了混凝效果．同时混凝前投加PAC对氨氮、TOC、矿物油的去除率相对要高一些。这也验证了在取水口投加PAC这种方法是有效可行的。
1．2．4 实际运行效果监测
在取水口处采用湿投法投加PAC．并根据水质情况调整PAC的投加量，就可以应对水源突发性污染，保证水质安全。将2006年1月未投加PAC与2007年1月投加PAC后出水水质进行对比发现，原水浊度、CODMn 非常相近，水温为3℃，按照10 mg／L投加碱式氯化铝，采用混凝前投加PAC，其试验结果见图1、图2。

从图1、图2可以看出．投加PAC后．滤后水浊度、千吨水矾耗、千吨水氯耗、出厂水CODMn等指标都有明显下降。这是因为投加PAC后增加了水中的粒子数量作为混凝剂的晶核。同时PAC吸附在矾花上增加了矾花的体积重量，加快了矾花的沉淀速度．改善了出厂水水质，PAC吸附去除了水中的有机物，所以上述指标都有明显下降。
2 结语
1)经过试验研究和近1年的生产运行证明，在城市供水安全保障技术中使用PAC，基建投资少，具有吸附与应急性能，特别适合季节性或突发性水污染的控制。
2)在原水厂采用湿投法投加PAC，最佳投加量为10mg／L时，去除效果较好，其价格为4000～5000元／t．每吨水制水成本约提高0．10元。
3)投加PAC能够有效地去除水中的藻类和去除异嗅，投加10～20mg/L PAC后对藻类的去除率在83％左右，对CODMn的去除率在50％左右。
4)在取水口处投加PAC，在输水管道中完成吸附过程，把应对季节性或突发性污染的安全屏障前移．可保障安全供水；而且不会影响混凝效果；但注意投加PAC时尽量不采用滤前加氯。
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