本站小編為你精心準備了活性炭濾池濾料選型及濾池反沖洗探究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

《林產化學與工業》2017年第5期

隨著生活質量的不斷提高，人們對飲用水水質的要求也逐漸提高，然而隨著工、農業的迅速發展，已嚴重污染了飲用水的水源。一些城市水源已經無法符合飲用水水源的標準，同時部分地表水也無法滿足飲用水水源的要求，近50%以上的水質降為Ⅳ類以下水體。因此，根據水源水質的特征，對微污染水源的凈化處理是目前亟待解決的問題[1]。臭氧—生物活性炭凈水技術是目前國內外主推且高效的給水深度處理辦法之一，它將物理、化學及生物作用相結合，臭氧的純化學氧化和殺菌消毒、微生物的降解作用、活性炭的物理和化學吸附四種給水處理方法的優點糅合，是一種新型高效且安全的給水處理技術，在飲用水處理上被廣泛的應用，如今這一技術已經成為了全世界給水深度處理中的主流[2]。在臭氧—生物活性炭給水深度處理技術應用中，活性炭濾池濾料的合理選擇以及濾池運行參數的優化是保證該技術安全、經濟、高效運行的關鍵。

1濾池濾料—活性炭的選型

活性炭主要有木炭型、椰殼型和煤質型，煤質活性炭相對于木質和椰殼活性炭來講，原料來源廣泛且價格較低，同時給水廠深度處理用活性炭需求量非常大，因此，煤質活性炭廣泛應用于給水深度處理中。目前，給水處理工程上最為常見的活性炭：1.5mm柱狀活性炭、12×40目、8×30目和8×16目顆粒破碎活性炭。活性炭粒徑的選擇對于活性炭濾池能否穩定運行以及能否達到預期的處理效果起著關鍵性的作用。工程人員及研究人員針對活性炭粒徑的選擇做了大量的研究，宋必偉[3]提出：根據生產經驗，柱狀活性炭納污能力低于破碎活性炭，破碎活性炭對濁度的去除率較高。李為兵等[4]進行昆山市給水深度處理活性炭選擇試驗得出：破碎炭和柱狀炭均對有機物去除有明顯的效果，其中破碎炭效果優于柱狀炭。張捷等[5]通過對桐鄉市自來水公司果園橋水廠活性炭濾池運行情況進行跟蹤分析，最終得出：8×30目破碎炭其表面生物膜比較多，對有機物具有良好的去除作用；1.5mm柱狀炭的生物膜量相對少一些，12×40目破碎炭生物膜量較少。馮碩[6]對三種粒徑的活性炭應用于炭砂濾池時的情況進行了對比中試實驗，結果表明：采用8×30目的活性炭時，在進行濾池反沖洗過程中，氣水反沖洗時活性炭和石英砂有混層，但之后5到7min的高速水反沖對濾料的分級效果很明顯；若采用8×16目的活性炭，水洗和氣洗時活性炭與石英砂均出現了明顯的混層現象；若采用12×40目的活性炭，反洗時會出現“跑炭”現象。根據試驗研究及生產運行經驗得出：破碎炭對水質的凈化效果優于柱狀炭，且8×30目破碎炭更適合于活性炭濾池的運行，是給水廠深度處理的首選型號。

2活性炭濾池反沖洗的控制

由于受到懸浮物、微生物以及生化代謝產物等影響，隨著活性炭濾池運行時間的延長，活性炭表面和濾床中的生物和非生物顆粒數量不斷增加，導致濾料間隙不斷減小，水頭損失逐漸增加，影響濾池的產水水質和產水量[7][8]：使得給水廠無法達到設計產水能力；活性炭表面的生物膜逐漸老化，生化降解有機物的能力降低，影響炭濾池的產水水質；同時，炭濾池中的微生物代謝物和有機物為水生動物的孳生繁殖提供了充足的營養來源，富溶解氧狀態也有利于促進水生動物的生長和繁殖[7]，在南方濕熱地區，有助于在生物活性炭濾池內大量生長繁殖微型生物，如底棲型搖蚊幼蟲、線蟲以及浮游動物輪蟲、橈足類動物等[9][10][11]，當這些微型生物在活性炭濾池內生長繁殖積累到一定數量后，就會穿透活性炭層[7]，泄漏到產水中。因此，為保證活性炭濾池的產水量及產水水質，需要定期對活性炭濾池進行反沖洗。活性炭濾池運行的關鍵是如何選擇最佳的活性炭濾池反沖洗形式以及合理的沖洗強度，因此很多學者針對這一問題進行了研究。孫昕等[12]研究表明：兩段式氣、水聯合反沖洗的效果優于單獨水反沖，同時可節約用水量，推薦先以高強度空氣擦洗、再以微膨脹水漂洗的方式；適宜的氣沖強度為11～14L/(m2•s)、歷時3～5min，水沖強度為8L/(m2•s)、歷時5～7min；反沖廢水濁度達到3～5NTU為反沖洗結束的主要控制指標；濾池炭層上表面與反沖洗廢水排水槽間的高度差以1.5～2.0m為宜，過低會產生反洗“跑炭”現象，過高會導致反洗“雜質”無法排除，達不到反洗預期效果。王盛等根據工程經驗總結[13]：比較合理的反洗膨脹率為25%~30%，有效粒徑10~24目顆粒炭的沖洗強度為10~12L/(m2•s)。張朝輝等[14]研究表明：對活性炭濾池而言，采用氣水聯合反沖洗時的反沖效果最好，氣沖強度控制在8～10L/(m2•s)即可，歷時2～3min；水沖強度宜控制在10～15L/(m2•s)，歷時為6～7min。反沖洗周期夏季2～3d反沖一次，冬季4～5d反沖一次。龍雨濤[1]研究表明：炭濾池最優氣洗強度為10L/(m2•s)，氣洗時間為水溫低時3min，水溫高時5min；水洗強度為12L/(m2•s)，沖洗時間為10min；反沖洗周期為14天左右。縮短反沖洗周期有助于控制炭濾池出水微型生物數量和種類；對于南方濕熱地區的炭濾池，推薦反沖洗周期為3~5d時，此時炭濾池出水微型生物種類和數量相對較少；在合適的反沖洗周期基礎上，再利用含氯的水反沖洗炭濾池，能進一步控制微型生物滋生[7]。結合上述研究及工程實際：活性炭濾池采用氣水聯合反洗方式，可使濾池反沖洗效果達到最佳。氣洗強度可控制在8~14L/(m2•s)之間，歷時2~5min；氣洗強度可控制在8~15L/(m2•s)之間，歷時5~10min；反沖洗周期長則14d，短則3~5d；在炭濾池膨脹率25%~30%條件下，反沖洗效果最佳。

3總結

（1）破碎炭對水質的凈化效果優于柱狀炭，且8×30目破碎炭更適合于活性炭濾池的運行。

（2）活性炭濾池采用氣水聯合反洗方式，可使濾池反沖洗效果達到最佳。氣洗強度可控制在8~14L/(m2•s)之間，歷時2~5min；氣洗強度可控制在8~15L/(m2•s)之間，歷時5~10min；反沖洗周期長則14d，短則3~5d。

（3）在保證膨脹率25%~30%條件下，具體根據每個給水廠炭濾池實際運行情況對氣洗、水洗強度、時間及周期進行適當的調整。

參考文獻

[1]龍雨濤.臭氧-生物活性炭組合凈化技術研究[D].吉林:吉林大學,2016.

[2]金政華,趙萌.活性炭技術在飲用水深度處理中的應用研究進[J].化學與生物工程,2011,28(10):16-20.

[3]宋必偉.活性炭濾池—超濾聯用對引黃水庫水深度處理試驗研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,2016.

[4]李為兵,盧偉,張紅春,李曉倫,王早文.昆山市給水深度處理活性炭選擇試驗[J].凈水技術,2011,28(10):16-20.

[5]張捷,徐子松.活性炭的選型及炭濾池的運行維護[J].凈水技術,2005,21(10):99-101.

[6]馮碩.炭砂濾池的構建技術,處理效果和工藝特性研究[D].北京:清華大學,2012.

[7]鐘高輝.南方典型濕熱地區給水生物活性炭濾池反沖洗方式研究[D].廣州:華南理工大學,2012.

[9]楊桂軍,潘宏凱,劉正文等.太湖不同湖區浮游甲殼動物季節變化的比較[J].中國環境科學,2008,28(1):27-32.

[10]王韶華,宮一震.黃河三角洲平原型水庫浮游動物的初步調查[J].河北漁業,2008,169(1):45-46.

[11]趙帥營,韓博平.大型深水貧營養水庫新豐江水庫浮游動物群落分析[J].湖泊科學,2007,19(3):305-314.

[12]孫昕,張金松等.生物活性炭濾池的反沖洗方式研究[J].中國給水排水,2002,18(2):14-17.

[13]孫王盛,王錦華.水凈化過程中活性炭濾池的運行和維護[J].上海水務,2009,25(1):16-17.

[14]張朝輝,呂錫武等.生物活性炭濾池反沖洗技術的優化[J].中國給水排水,2005,21(4):51-53.

作者：陳小敏1,2；徐勇彪3；張立坤4；郭兆軒3；何鵬2 單位：1.內蒙古雙欣高分子材料技術研究院有限公司，2.內蒙古浦瑞芬環保科技有限公司，3.內蒙古雙欣環保材料股份有限公司，4.內蒙古化工職業學院