摘要：近年來國內(nèi)出現(xiàn)的一些水源污染突發(fā)性事件，特別是松花江水污染事件、鎮(zhèn)江取水口水污染事件等，給我們自來水行業(yè)敲響了一次又一次警鐘。本文就如何利用粉末活性炭的吸附性能來提高水處理效果，以保證城市的供水安全。

　　關(guān)鍵詞：粉末活性炭投加,改善水質(zhì),納入常規(guī),水處理工藝

　　利用粉末活性炭去除水中有機物、除色、除嗅味物質(zhì)己引起水處理行業(yè)的普遍關(guān)注，活性炭顆粒能保證良好的工藝性和吸附循環(huán)的時間較短是粉末活性炭的兩大優(yōu)點。上世紀(jì)20年代美國芝加哥，就成功利用粉末活性炭與慢砂過濾工藝相結(jié)合，防預(yù)了飲用水的氯酚污染；在東普魯士也有成功利用粉末活性炭消除季節(jié)性的原水藻類異味的成功實例。

　　近年來國內(nèi)出現(xiàn)的一些水源污染突發(fā)性事件，特別是松花江水污染、鎮(zhèn)江取水口水污染事件，多次給我們自來水行業(yè)敲響了警鐘。如何利用粉末活性炭的吸附性能來提高水處理效果，保證城市供水安全這一課題被我們行業(yè)內(nèi)的人員所關(guān)注。下面就揚州自來水有限責(zé)任公司的具體實踐運用情況向大家做一簡要介紹。

　　揚州市現(xiàn)有新建及提標(biāo)擴建改造的水廠目前已經(jīng)預(yù)留了深度處理工藝的空間，但個別老水廠增加深度處理的可能性較小，如何在盡量少改動當(dāng)前工藝的基礎(chǔ)上控制由于突發(fā)性污染所致的污染物，確保供水安全，是我們當(dāng)前研究的重點。公司自2006年開始對粉末活性炭投加工藝進(jìn)行了初探，經(jīng)過一段時間的研究、實踐、總結(jié)后發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵在于如何根據(jù)揚州市飲用水水源地的實際情況，污染物的組成，不同水源水廠不同工藝配置的特點，進(jìn)行大量的室內(nèi)外試驗，尋找出相適應(yīng)的投加工藝和投加碳的品種，以期建立相對經(jīng)濟、簡單易行的投加粉末活性炭工藝。

　　現(xiàn)從以下幾個方面談?wù)創(chuàng)P州水司在采用粉末活性炭投加工藝時的情況，供大家參考：

　　一、粉末活性炭投加

　　1、投加點

　　在選擇投加點時，必須考慮混合程度和處理接觸時間，盡量減少水處理藥劑對吸附的干擾。粉末活性炭的吸附過程可分為：快速吸附、基本平衡和完全平衡三個階段。快速吸附階段大約需要30分鐘，可以達(dá)到約70%~80%的吸附量，2小時可以基本達(dá)到吸附平衡，達(dá)到最大吸附容量的95%以上，再繼續(xù)延長吸附時間，吸附量的增量較小。揚州水司目前三個水源地的取水口與凈水廠均有一定的距離，粉末活性炭是采取在取水口處提前投加，夏季由于藻類繁殖速度加快，采取在原水廠適量投加高錳酸鹽、凈水廠在廠內(nèi)補充投加粉末活性炭，利用從取水口到凈水廠的管道輸送時間完成部分吸附過程，在水源水到達(dá)凈水廠前實現(xiàn)對污染物的主要去除。

　　2、投加方式

　　粉末活性炭的投加方式一般是根據(jù)投加量的多少、場地條件選取干式或濕式投加的。我們選用在取水口處采用濕投法投加粉末活性炭，及時根據(jù)水質(zhì)情況改變活性炭的投加量，應(yīng)對水源突出性污染，保證水質(zhì)安全，經(jīng)過幾年來的生產(chǎn)運行，效果明顯。生產(chǎn)的同時，我們發(fā)現(xiàn)在投加粉末活性炭時需要先將炭粉投入水中攪拌成炭漿，一開始粉末活性炭都是袋裝的，把它從投料口倒入炭漿池，池內(nèi)空氣被擠出投料口，空氣夾帶黑色粉末活性炭飛揚，粉塵問題將造成操作工職業(yè)肺病及環(huán)境污染。目前我們已經(jīng)完成對其投加方式的改造，除了第三水廠可能在兩年內(nèi)關(guān)停，暫時仍采用人工投加袋裝粉末活性炭至炭漿池的工藝。

　　3、投加量

　　我公司選用的粉末活性炭為煤質(zhì)碳，質(zhì)量指標(biāo)為200目，碘值>950mg/L，亞甲蘭值180，比表面積800-1200m2/g，經(jīng)多次試驗比對，發(fā)現(xiàn)最佳投加量為10mg/L時，藻類、CODMn去除效果較好，目前其市場價格4000-5000元/噸，正常使用后每噸水制水成本約提高0.10元，但投加之后，濾后水濁度、千噸水礬耗、千噸水氯耗、出廠水各項指標(biāo)都有明顯下降。目前各原水廠按照8小時工作制，每班調(diào)配一池炭漿。

　　二、投加粉末活性炭在多方面明顯改善水質(zhì)

　　(1)經(jīng)過試驗比對，投產(chǎn)使用，證明投加粉末活性炭對去除色度有明顯效果。色度的去除可達(dá)70%。色度低表明去除有機物的效率高，除鐵、錳的效果好。但去除色度的效果并沒有和投加活性炭量成正比。

　　(2)投加粉末活性炭對去除嗅味有明顯效果。目前臭味的檢測一般是用人的感官去鑒定。然而除臭是粉末活性炭去除污染物的一個重要的綜合評價指標(biāo)，也是供水行業(yè)目前面臨的確保飲用水安全的極其重要、難度相當(dāng)大的感官指標(biāo)。由于致臭物質(zhì)的動態(tài)性和不確定性，臭味的定量分析不易進(jìn)行。揚州萬福原水廠取水口在上游萬福閘開閘泄洪期間水質(zhì)較差，主要表現(xiàn)為有機物和氨氮增高，并有異味出現(xiàn)，關(guān)閘后藻類大量繁殖。實踐證明，使用之后我公司近年來未收到一起因水中有異味引起的水質(zhì)投訴。

　　(3)投加活性炭有助于去除陰離子洗滌劑。國內(nèi)外化工行業(yè)早已有利用粉末活性炭，來凈化去除工業(yè)廢水中的洗滌劑的工藝。這也是粉末活性炭去除較大分子合成有機物的一個評價指標(biāo)。萬福閘下游取水口800米處有一排澇站，排澇期為五月至十月，其生活污水排入江中，可能影響水質(zhì)。過去我們通過加大絮凝劑投加量，濾前加氯等方法來控制出廠水質(zhì)，現(xiàn)在采取投加粉末活性炭工藝后，礬耗、氯耗雙雙下降，且出廠水水質(zhì)穩(wěn)定、有保障。

　　(4)投加活性炭有助于對藻類的去除。投加粉末活性炭能阻隔藻類的光吸收，同時在濁度較低的水源中有明顯的助凝作用，有助于在混凝沉淀中去除藻類。然而是在混凝前還是混凝后投加，我們做了試驗，結(jié)果表明：就揚州目前的水源水質(zhì)而言，在混凝前投加粉末活性炭，沉淀出水濁度低于混凝后投加粉末活性炭沉淀水濁度，投加粉末活性炭后增加了水中顆粒數(shù)量可以作為混凝劑的晶核，提高了混凝效果，投加10-20mg/l粉末活性炭后，藻類的去除在83%左右，同時發(fā)現(xiàn)混凝前投加粉末活性炭對氨氮、TOC、礦物油的去除率相對要高一些。目前我公司在應(yīng)用投加粉末活性炭、堿式氯化鋁助凝、高錳酸鉀預(yù)氧化的聯(lián)合協(xié)同作用方面很成功，控制沉淀池出水濁度在1NTU以下，藻類的去除率可高達(dá)95%-98%。

　　(5)投加粉末活性炭使化學(xué)需氧量(CODmn和CODcr)､五日生化需氧量(BOD5)大大降低，這些與水體有機污染程度密切相關(guān)的表征指標(biāo)的下降，表明了粉末活性炭對水體有毒有害物質(zhì)的去除程度。實踐證明投加10-20mg/l粉末活性炭后，對CODMn的去除在50%左右。

　　(6)投加粉末活性炭對酚類的去除有良好的效果。我公司目前已將粉末活性炭投加工藝納入常規(guī)水處理工藝流程。根據(jù)水質(zhì)中心試驗及在各水廠的應(yīng)用經(jīng)驗，認(rèn)為在原水揮發(fā)性酚在0.005mg/L以下，投加粉末活性炭20mg/L以下，可以有效地去除；若原水揮發(fā)性酚在0.005mg/L以上，0.01mg/L以下，可明顯減低出廠水揮發(fā)性酚含量;但原水揮發(fā)性酚大于0.01mg/L時，單靠投加粉末活性炭，難以得到良好的去除效果。粉末活性炭對酚類的去除效果，是綜合評價吸附能力的重要指標(biāo)，對于酚類污染嚴(yán)重的水體尤為重要。2011年鎮(zhèn)江水司的取水口遭遇韓國籍輪船泄露苯酚污染，當(dāng)時該水廠并未將粉末活性炭投加工藝納入常規(guī)處理工藝流程，而水源受到污染的時間又是在凌晨三點中左右，工作人員反應(yīng)也較遲，故而造成巨大影響。

　　(7)投加活性炭粉對出水濁度的影響。投加活性炭后由于活性炭比重大，并具有良好吸附性能，吸附在絮狀物上，增加絮狀物的比重，使水中相當(dāng)部分有機物得到去除，具有良好的助凝性能。對于濁度低，絮狀物由于有機膠體過多而輕浮的水體，助凝效果較顯著。投加粉末活性炭后，沉淀池、濾池出水濁度大幅度下降，自來水水質(zhì)大幅度提高。沉淀池出水濁度下降近60%，出廠水出水濁度下降近70%。但粉末活性炭投量大時，會發(fā)生微小碳粒穿透濾池的現(xiàn)象，影響出水濁度，所以當(dāng)投加量大時，要嚴(yán)格控制好濾速和濾池出水濁度，穿透濾池的粉末活性炭數(shù)量這一指標(biāo)可以通過顆粒計數(shù)器來測定。

　　(8)另有資料表明投加粉末活性炭對去除水體致突變有機物效果明顯。某水廠水源常年致突變試驗呈陽性，常規(guī)處理加氯消毒后致突變性一般會增加；投加粉末活性炭后，首次出現(xiàn)出廠水致突變?yōu)殛幮�。我想這不得不歸功于粉末活性炭對有機污染物的有效去除，從而證明投加粉末活性炭，是常規(guī)工藝改善飲用水水質(zhì)的簡捷途徑。

　　三、結(jié)束語

　　總之，我認(rèn)為投加粉末活性碳后，水體相當(dāng)部分有機物得到有效去除，水體中膠狀物質(zhì)含量明顯減少，表面粘度大幅下降，穩(wěn)定性被破壞。粉末活性碳吸附在絮凝物上，有利于絮體的架橋，能改善絮體的結(jié)構(gòu)。所以對濁度較低、污染較重的水體，投加粉末活性炭除有良好的去除有機污染能力，同時還具有良好的助凝作用，使出水水質(zhì)得到大幅度提高。是一種投資相對小、收效快，尤其是對于規(guī)模較大的老舊水廠，是處理污染水源的一種可靠的凈化工藝，是可以將之納入日常給水處理工藝的有效措施。

　　我希望通過自己對粉末活性炭投加問題的探討研究，能夠拋磚引玉，引起廣大的專家、同行去關(guān)注這一經(jīng)濟有效的處理工藝，能否被接受并納入常規(guī)水處理工藝流程，最終達(dá)到促進(jìn)我國給水處理常規(guī)工藝流程不斷發(fā)展和完善，推動供水水質(zhì)提升，切實保障出廠水水質(zhì)達(dá)到GB5749-2006的各項水質(zhì)指標(biāo)要求，造福于民。

　　本文選自國家級期刊《農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展》，《農(nóng)業(yè)環(huán)境與發(fā)展》雜志創(chuàng)刊于1984年，農(nóng)業(yè)部主管、農(nóng)業(yè)部環(huán)境保護(hù)科研監(jiān)測所與中國農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)會聯(lián)合主辦的國家級綜合指導(dǎo)類科技期刊，為中國農(nóng)業(yè)核心期刊。傳播農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展新思想、新觀點、新方略，倡導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民生活、農(nóng)村生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展理念，多視角、多層次、多學(xué)科地反映食品安全與健康、資源開發(fā)與利用、環(huán)境污染與防治、農(nóng)業(yè)清潔生產(chǎn)與農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟等熱點問題，直接面向農(nóng)業(yè)、環(huán)保、食品、能源、衛(wèi)生等領(lǐng)域的科研、教學(xué)、生產(chǎn)、管理、技術(shù)推廣人員與大眾讀者。