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吸附在水处理中应用

2017-05-02  来自: 农村饮用水的问题 浏览次数:346

原标题:吸附在水处理中应用

亚博88文摘: 在水处理中,活性炭吸附或臭氧化活性炭吸附属于深度处理工艺,适用于经过混凝、沉淀、过滤的常规处理供以后,某些有机,有毒物含量或色、臭、味等感官指标仍不能满足出水水质要求的净水处理。

1、活性炭用于饮用水净化

颗粒活性炭吸附在饮用水处理中主要用于水厂水深度处理、优质直饮水或纯净水的生产,饮用水的深度处理工艺在欧洲已广泛采用,在我国目前仅少数水厂采用,但是可以预计,在我国水深度收到污染,而人民群众对饮用水水质要求不断提高的情况下,必将有越来越多的水厂采用深度处理工艺。

1】粉状活性炭的应用

粉状活性炭适用于含低浓度有机物和氨氮污染水源的除臭、除味、尤其适于季节性短期高峰负荷污染水源的净化。一般不需要增加特殊设备和大量投资。

粉状炭以5%-10%的悬浮液投加,其投加量根据原水水质和水处理厂的流程而异。一般投加量3-10mg/L。炭和水的接触时间为15-30min。投加点有两种:在原水泵附近,混凝沉淀之后;混凝加药之后;澄清之前。

对受生物和化学污染的水源,在净水工艺中,由于加氯使水中氯化物的种类及浓度都有变化,活性炭是脱除水中微量有机氯最有效的方法。美国一水厂在加氯处理前投加21.3mg/L的粉状炭,结果对THM和异味都有较好的去除效果。

使用粉状炭去除ABS ,虽然效果好但投加量很高,当原水中的ABS5mg/L时,需投加粉状炭10mg/L

对水源的污染情况不严重,深度处理以除臭味为主要目的的水厂,可以在预处理中投加粉末活性炭,或是在常规处理后采用颗粒活性炭吸附进行深度处理。对于水源受到一定污染的情况,一般在常规处理后增加臭氧与颗粒性活性炭联合使用的深度处理工艺。

2】颗粒性活性炭的应用

采用颗粒活性炭的净水厂深度处理工艺有以下组合方式:

1、原水水源→常规处理→活性炭紫外线消毒器→出厂水

2水源→常规处理→臭氧→活性炭→消毒→出厂水

3、水源→常规处理→臭氧→生物活性炭紫外线杀菌消毒→出厂水

在抽样-活性炭的深度处理中,臭氧氧化在氧化分解一部分污染物的同时,可以使水中一些原本不易被生物降解的有机物变成可被生物降解的有机物,同时含可以提高水中溶解氧的含量{特别是以纯氧作为臭氧气源的},这些因素都可以促进炭床中微生物的生长。在适当的设计和运行条件下,在活性炭颗粒的表面生长有大量的好氧微生物,在活性炭对水中污染物进行物理吸附的同时,又充分发挥了微生物对水中有机物的分解作用和对氨氮的消化作用,显著提高了出水水质,并延长了活性炭的再生周期,由于这种活性炭床具有明显的生物活性。后来被称为生物活性炭,并发展成为臭氧-生物活性炭深度处理工艺。目前,臭氧-生物活性炭深度处理工艺已经在欧洲的饮用水处理中得到广泛应用。我国大多数采用深度处理的水厂中,一般也都按照臭氧-生物活性炭的方式进行设计和运行。

在生物活性炭床中,活性炭起着双重的作用。首先,他作为一种高效吸附剂,吸附水中的污染物质;其次是作为生物载体,为微生物的附着生长创造条件通过这种微生物对水中可生物降解的有机物进行生物分解。由于生物分解过程中比吸附过程的速率慢,因此要求炭床中的水力停留时间比单纯活性炭吸附时间长。欧洲使用生物活性炭的饮用水处理厂一般采用10-20分钟的水力停留时间。

根据实际运行经验,采用臭氧-生物活性炭深度处理工艺比单独使用活性炭吸附法具有以下优点:

1、提高了出水水质,水中溶解性有机物的去除率可以提高;

2、延长活性炭的再生周期,再生周期可达2-3年;

3、氨氮可以被生物转化为硝酸盐,出水需氯量低

在优质直饮水或纯净水的生产中也需要使用颗粒活性炭,以吸附水中的有机物,并对谁进行脱氯预处理。优质直饮水或纯净水多以市政自来水作为原料水,自来水中的余氯会使膜分离技术所用的有机膜材料老化,因此先用颗粒活性炭脱氯。优质直饮水或纯净水的生产工艺如图下: 

自来水 → 颗粒活性炭 → 安全过滤【水力全自动曝气精滤机】 → 超滤 → 反渗透 →【臭氧/紫外线杀菌器】消毒→直饮水供水系统→装桶

目前欧洲一些国家的水厂混凝沉淀-颗粒状活性炭吸附过滤系统除臭、除味、活性炭的使用寿命最低2-3年以上,但对去除色度及有机物的使用最短。

颗粒状活性炭滤池的通水速度一般为17.5m3/【m2.h】,水力损失较小,反冲洗卡高度也较低,最常用的是降流重力式无阀滤池,碳层一般为0.7-1.5m,空塔接触时间为6-20min,大多数采用压缩空气和水联合冲洗。

活性炭滤池的使用方式有三种:

1、用粒状炭替换部分砂粒,成为双层滤料滤池,采用这种滤池可提高净化效果,降低反冲强度,减少反冲次数,但换炭困难,因此只可以用作应急措施。

2、用粒状炭替换全部砂粒,成为活性炭吸附兼过滤池。

3砂滤之后建立独立的活性炭滤池,这样可以延长活性炭对杀虫剂,酚等有机物去除的使用寿命,特别是在原水中含铁和孟时更为重要。


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