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城市供水水處理發(fā)展趨勢(shì)——活性炭處理方法

閱讀:38發(fā)布時(shí)間:2022-12-14

摘要:活性炭是一種經(jīng)特殊處理的炭,具有無(wú)數(shù)細(xì)小孔隙,表面積巨大,活性炭的表面積為500~1 500m2/g。活性炭由很強(qiáng)的物理吸附和化學(xué)吸附功能,而且還具有解毒作用。

1 活性炭對(duì)限制氯的使用采用的方法

目前,活性炭對(duì)去除有機(jī)物和限制氯的使用方面已經(jīng)得到了成功的應(yīng)用,限制氯的使用通過(guò)兩種方法:

①是活性炭床單—過(guò)濾法;

②是砂碳結(jié)合的帶臭氧氧化的雙過(guò)濾法。

2 水中有機(jī)物的分類(lèi)

在原水中存在著各種各樣的有機(jī)物,長(zhǎng)期以來(lái)水處理專(zhuān)家對(duì)有機(jī)物分類(lèi)如下:

2.1 種分類(lèi)

1)有機(jī)物帶有一種使人討厭的嗅味;

2)有機(jī)物本身沒(méi)有嗅味,但是經(jīng)過(guò)處理,特別是氯化處理產(chǎn)生一種嗅味;

3)有機(jī)物沒(méi)有嗅味,也不受處理工藝的影響。

4)影響水處理的有機(jī)物,例如產(chǎn)生泡沫。

多年來(lái),因?yàn)橐獌艋脑砍渥悖赃@種分類(lèi)只考慮水處理,主要是以嗅味為中心,特別是以氯處理有關(guān)的嗅味來(lái)劃分的。而這種氯味是不受人們歡迎的。

自從開(kāi)始應(yīng)用活性炭以來(lái),這種討厭的氯味導(dǎo)致了臭氧的應(yīng)用。

2.2 第二種分類(lèi)

近來(lái)由于原水質(zhì)量降低,一種新的有機(jī)物分類(lèi)法已經(jīng)居于。第二種分類(lèi)不僅與處理水可以引起器官感覺(jué)的性質(zhì)有關(guān),而且也考慮到某些化合物的可能長(zhǎng)期影響,第二種分類(lèi)如下:

1)不是用處理方法,特別不是用氯化生成的天然有機(jī)物。

2)是由氯化作用轉(zhuǎn)變生成的天然有機(jī)物。

3)有機(jī)物是人造的。

第二條去除物要求沒(méi)有氯化處理,第三條去除可以用任何一種適當(dāng)?shù)姆椒ㄟ_(dá)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(jīng)研究出一種新的處理原理,但是這種原理與原來(lái)已經(jīng)證明的函數(shù)關(guān)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較好場(chǎng)所。

可是,不能認(rèn)為活性炭的作用是單一的,現(xiàn)在活性炭與其他水處理工藝相結(jié)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(zhǎng)有藻類(lèi)植物有關(guān)。實(shí)際上,在多數(shù)情況下,這種嗅味不是很強(qiáng)。但是,由于人造有機(jī)物的作用,主要是通過(guò)氯化使嗅味加強(qiáng)了。

水中有機(jī)物和氨氮含量逐漸增加。為了去除氨氮,加氯時(shí)產(chǎn)生嗅味這一難題需要解決,在這個(gè)問(wèn)題上,活性炭是很有效的。

在某種情況下,當(dāng)被處理的水含有特殊的合成有機(jī)物時(shí),而且這種有機(jī)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(dá)到去除效果,開(kāi)始時(shí)應(yīng)用活性炭。

活性炭處理水的技術(shù)已經(jīng)是很完善的。根據(jù)其他試劑的使用特點(diǎn),研究活性炭放入位置,過(guò)去發(fā)現(xiàn)應(yīng)該最后放碳,盡可能讓活性炭離開(kāi)絮凝劑,氯或二氧化氯。另外還發(fā)現(xiàn)在兩個(gè)不同位置分段加碳能改進(jìn)處理系統(tǒng)。

在被處理水中有機(jī)物和氨氮含量濃度低時(shí),用粉狀活性炭去除嗅味是很有效的。不用很大投資,當(dāng)遇到有機(jī)物短期峰值時(shí)適應(yīng)性特別好。盡管粉狀活性炭能達(dá)到去除有機(jī)物的效果,但是經(jīng)濟(jì)效益的可行性受到一些限制。把一個(gè)精心設(shè)計(jì)又精心操作的絮凝一沉淀工藝結(jié)合起來(lái)。用20-30mg/L粉狀活性炭可以降解總有機(jī)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(chǎn)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(dāng)流量很低時(shí),能擴(kuò)大使用范圍。開(kāi)始,這種變化發(fā)生單一過(guò)濾階段,用砂過(guò)濾床通過(guò)粒狀活性炭交換。

在未經(jīng)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(yīng)用折點(diǎn)加氯去除氨來(lái)停止有機(jī)物與濾的反應(yīng)是不可能的,這可以用需要的氯量來(lái)證明。雖然所用的加氯量是溶解氨的七倍就足以達(dá)到控制氨的目的,可是實(shí)際上加氯量要超過(guò)溶解氨的10倍。

另外,有時(shí)氨和有機(jī)物對(duì)氯消耗量的競(jìng)爭(zhēng)是很難預(yù)測(cè)的,因?yàn)檫@種反應(yīng)是很復(fù)雜的。這可能產(chǎn)生對(duì)氯需用量不足,使氨產(chǎn)生局部氧化而停止在氯胺的表面。人們把水中的氯化有機(jī)物和氯胺不適當(dāng)?shù)亟y(tǒng)稱(chēng)為“氯的嗅味"。此外,在折點(diǎn)氯化的原水中可能測(cè)得的氣味臨界值是20,而在折點(diǎn)氯化處理前測(cè)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(jié)合前應(yīng)當(dāng)把有機(jī)物去除掉,需要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(jī)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(xì)菌去除氯胺的效果還算好,在出口處產(chǎn)生游離氨水。其次,粒狀活性炭吸附有機(jī)氯化物產(chǎn)生的嗅味和氣味,由于這種吸附反應(yīng)是很緩慢的,因此采用低濾速過(guò)濾。這樣,在一個(gè)長(zhǎng)周期內(nèi)。碳充分吸附嗅味。

在這種條件下,活性碳過(guò)濾效果常常維持1~2a以上,而去除總?cè)芙庥袡C(jī)物的效果只維持幾個(gè)月的時(shí)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(jī)氯化物。

應(yīng)用碳的種類(lèi)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(dāng)要處理的水中通常含有少量合成有機(jī)物時(shí),可以采用活性碳過(guò)濾,而當(dāng)水源受到工業(yè)廢水偶然污染影響時(shí),也可以采用活性碳過(guò)濾,這種工業(yè)廢水在短瞬間產(chǎn)生合成有機(jī)物峰值,即使總有機(jī)碳已經(jīng)飽和時(shí),活性碳吸附這個(gè)峰值,排放少量有害有機(jī)物,在該情況下,粉狀活性碳在投量多時(shí)也是很有效的。盡管碳濾池連續(xù)地有效,可是,需要監(jiān)控裝置檢測(cè)處理效果。由于這個(gè)原因,有時(shí)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(duì)活性炭的研究。而新的研究又促進(jìn)了活性炭技術(shù)的不斷改進(jìn)。可以予見(jiàn),活性炭技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。

通常采用兩種基本方法:

①方法是吸附一即在活性炭床上單一過(guò)濾。

②方法是生物增長(zhǎng)吸附法這種方法帶有砂炭床雙過(guò)濾和分步臭氧氧化的過(guò)程。

這兩種方法都能改進(jìn)處理過(guò)水的水質(zhì),但是在所有情況下,二者之間有一種較佳選擇,這種選擇取決于原水污染程度和對(duì)處理過(guò)水的水質(zhì)要求,對(duì)水質(zhì)要求越高,越傾向采用雙過(guò)濾法。


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