1、粉末活性炭在凈水處置中的應(yīng)用及研究摘要：國外利用粉末活性炭去除水中有機物？除色？除嗅味物質(zhì)己取得成功的體會與較好的去除成效？如上世紀(jì)20年代美國芝加哥，已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；在東普魯士早已利用粉末活性炭 排除季節(jié)性的原水藻類異味等？以為盡管顆?；钚蕴磕鼙ＷC良好的工藝性，但吸附循環(huán)的較短時刻仍是粉末活性炭的優(yōu) 勢？國內(nèi)利用粉末活性炭去除污染物正處于研究當(dāng)中，目前實際的應(yīng)用仍然不多？關(guān)鍵詞：粉末活性炭吸附投加編者案：由澳門自來水？中國水協(xié)科技委？中法水務(wù)投資 和法國蘇伊士集團主辦的水質(zhì)技術(shù)進(jìn)展研討會最近在澳門 舉行？研討會共收到論文20余篇，中外水業(yè)專家

2、？學(xué)者就微污 染水源水紫外線預(yù)處置滅藻技術(shù)？粉末活性炭在凈水處置中的應(yīng)用？改良清水池設(shè)計以提高消毒效率及減少消毒副產(chǎn)物 等課題進(jìn)行了探討，對行業(yè)水質(zhì)技術(shù)的提高具有踴躍的推動 作用？由于版面有限，本報選擇篇幅較短小的論文刊發(fā)，以饗行業(yè)讀者？國外利用粉末活性炭去除水中有機物？除色？除嗅味物質(zhì)己取得成功的體會與較好的去除成效？如上世紀(jì)20年代美國芝加哥，已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；在東普魯士早已利用粉末活性炭 排除季節(jié)性的原水藻類異味等？以為盡管顆?；钚蕴磕鼙ＷC良好的工藝性，但吸附循環(huán)的較短時刻仍是粉末活性炭的優(yōu) 勢？國內(nèi)利用粉末活性炭去除污染物正處于研究當(dāng)中，

3、目前實際的應(yīng)用仍然不多？粉末活性炭的投加量與水的濁度？臭味物質(zhì)的濃度有關(guān)，投加量應(yīng)依照水質(zhì)的特點實驗確信？研究的關(guān)鍵是如何依照自身企業(yè)的實際情形，致突變污染物的組成，不同水源水廠不同工藝配置的特點，進(jìn)行大量的室內(nèi)外實驗，尋覓相適應(yīng)的投加工藝和投加碳的品種，以期成立相對經(jīng)濟？簡單易行的投加粉末活性炭工藝 ？一？粉末活性炭的凈水效能研究粉末活性炭吸附水中溶質(zhì)分子是一個復(fù)雜的進(jìn)程，是幾種力綜合作用的結(jié)果，包括離子吸引力？范德華力？化學(xué)雜和 力？依照吸附的雙速度擴散理論以為，吸附是一個由迅速擴散緩和慢擴散兩時期組成的雙速進(jìn)程，迅速擴散在數(shù)小時內(nèi)即完成，發(fā)揮了 60%-80嫡性炭的吸附容量？迅速擴散是溶

4、質(zhì) 分子在碳粒內(nèi)沿徑向均勻散布的阻力小的大孔隙中擴散的 進(jìn)程？這些大孔隙產(chǎn)生徑向的擴散阻力？當(dāng)分子從大孔進(jìn)一步進(jìn)入與大孔相通的微孔中擴散時，由于受到狹小孔徑所產(chǎn) 生的專門大阻力，從而極為緩慢？微孔也是在碳粒內(nèi)均勻散 布，但不組成徑向的擴散阻力？阻礙粉末活性炭吸附的因素涉及溶質(zhì)分子極性？分子量大?。靠臻g結(jié)構(gòu)，這一點取決于水 源水質(zhì)的特點？活性炭對不同的物質(zhì)分子具有選擇吸附性？(一)投加工藝的選擇國外專家曾對粉末活性炭的應(yīng)用情形進(jìn)行分析研究，以為粉末活性炭對人工合成化學(xué)物的吸附去除要緊取決于該 化合物的類型？在選擇投加點時，必需考慮混合程度和處置 接觸時刻，盡可能減少水處置藥劑對吸附的干擾？依照國

5、內(nèi)奧水廠最近幾年應(yīng)用粉末活性炭的體會以為，關(guān)于有生活污水？工業(yè)污水的排放，造成水體富營養(yǎng)化，致使水體藻類等微 生物急劇繁衍等，屬于污染較嚴(yán)峻？較為復(fù)雜的水源；枯水期 時常散發(fā)成份復(fù)雜的異臭？異味，再加上取水河段為潮感河流，污水回蕩時刻長，污染造成的危害較大？選取投加粉末活性炭工藝時，要緊考慮：(1)投加點要有充沛的攪拌條件，使粉末活性炭能快速 與處置水有良好的混合接觸？(2)盡可能延長粉末活性炭與水體接觸吸附時刻，充分利用粉末活性炭的吸附能力，提高吸附率？(3)盡可能選取粒徑小的粉末活性炭，使一樣重量的活性炭吸附面積相對大；選取中孔較發(fā)達(dá)的木質(zhì)活性炭，力求 提高活性炭對有機物的吸附效能？(4)

6、盡可能減小水處置進(jìn)程中的化學(xué)藥品干擾，如氯？高鎰酸鉀？混凝劑等？(5)要依照投加量的多少？場地條件選取干式或濕式投加？(6)依照水質(zhì)污染狀態(tài)確信投加量？投加量從5-30mg/L不等？奧水廠投加粉末活性炭工藝如下：(二)投加粉末活性炭明顯改善由水水質(zhì)(1)投加粉末活性炭對去除色度有明顯成效？色度的去除有報導(dǎo)可達(dá)70%,色度低說明去除有機物的效率高，除鐵？鎰的成效好？但去除色度的成效并無和投加活性炭量成正比 其復(fù)雜的機理，還有待下一步研究？(2)投加粉末活性炭對去除嗅味有明顯成效？南方莫水體的富營養(yǎng)化水體不僅是藻類繁衍和殺滅進(jìn)程產(chǎn)生的異臭，還面對復(fù)雜的工業(yè)排污污染，水體長期酚類物質(zhì)的異樣濃度所引發(fā)

7、的異臭？由于致臭物質(zhì)的動態(tài)性和不確信性，故臭味的定量分析成為十分艱巨的課題，假想要通過量年對特定水 體的調(diào)查研究，設(shè)立相關(guān)的數(shù)學(xué)模型，設(shè)立相應(yīng)的分析方式，才能慢慢解決？目前臭味的檢測一樣是用人的感官去鑒定，人為的誤差較大？除臭是粉末活性炭去除污染物的一個重要 的綜合評判指標(biāo)，也是供水行業(yè)目前面臨的確保飲用水平安 的極為重要？難度相當(dāng)大白感官指標(biāo)？(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？也是粉末活性炭去除較大分子合成有機物的一個 評判指標(biāo)？(4)投加活性炭有助于對藻類的去除？投加了粉末活性炭阻隔了藻類的光吸收，同時在濁度較低

8、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？如應(yīng)用投加粉末活性炭？聚丙烯酰胺助凝？高鎰酸鉀氧化的聯(lián)合協(xié)同作用，嚴(yán) 格操縱沉淀池由水濁度為1NTU以下，那么藻類的去除率可高達(dá) 95%-98%？(5)投加粉末活性炭使化學(xué)耗氧量 (CODmn和CODcr)？五 日生化需氧(BOD5)量大大降低，這些與水體有機污染程度正 相關(guān)的表征指標(biāo)的下降，說明了水體有毒有害物質(zhì)的去除程 度？(6)投加粉末活性炭對酚類的去除有良好的成效？上世紀(jì)30年代，國外已有采納粉末活性炭吸附焦化廠廢水中苯酚 的工藝？依照水廠的應(yīng)用體會，以為在原水揮發(fā)性酚在0.005mg/L以下，投加粉末活性炭20mg/L以下，能夠

9、有效地去 除；假設(shè)原水揮發(fā)性酚在 0.005mg/L以上,0.01mg/L以下，可 明顯減低由廠水揮發(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，難以取得良好的去除成 效？粉末活性炭對酚類的去除成效，是綜合評判吸附能力的重要指標(biāo)，關(guān)于酚類污染嚴(yán)峻的水體尤其重要？(7)投加活性炭粉時由水濁度的阻礙？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)部份有機物取得去除，具有良好的助凝性能？關(guān)于莫濁度低，絮狀物由于有機膠體過量而 輕佻的水體，助凝成效較顯著？投加粉末活性炭后，沉淀池？ 濾池由水濁度大幅度下降，自來水水質(zhì)大幅度提高

10、 ？沉淀池由水濁度下降近 60%,由廠水由水濁度下降近70%？旦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，阻礙由水濁度，因此當(dāng)投加量大時，要嚴(yán)格操縱好濾速和濾池由水濁 度？(8)投加粉末活性炭對水體致突變性的阻礙水體致突變性用Ame技驗查驗，實驗菌種為TA98？TA100, 用XAD樹脂吸附水樣中致突變有機物 ，洗脫物用平皿滲入法 作三個濃度查驗，用突變菌落數(shù)和對應(yīng)的受試物濃度作回歸 曲線，以突變菌落數(shù)為自發(fā)還變菌落數(shù)兩倍時的對應(yīng)水樣體積作為該水樣的最低致突變劑量？比較各水樣的最低致突變劑量可知其所含致突變有機物的多少？奧水廠水源常年致突變實驗呈陽性，常規(guī)處置加氯消毒后致突變性一樣會增

11、加；投加粉末活性炭后，第一次顯現(xiàn)由廠水致突變成陰性？這不能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？投加粉末活性碳后，水體相當(dāng)部份有機物取得去除，水體中膠狀物質(zhì)含量減少，表面粘度下降？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)？因此對濁 度較低？污染嚴(yán)峻的水體，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，使由水水質(zhì)取得大幅度提高？是一種投資相對?。可Э?，尤其是關(guān)于規(guī)模 較大的舊水廠，是處置污染水源的一種靠得住的凈化工藝？二？粉末活性炭的吸附性能評判研究另一方面，關(guān)于吸附劑粉末活性炭，其

12、內(nèi)表面化學(xué)結(jié)構(gòu)？ 比表面積能夠阻礙吸附能力？在實際生產(chǎn)應(yīng)用中還有吸附速度的問題，活性炭顆粒的孔隙大?。苛缴⒉紱Q定了溶質(zhì)分子向碳粒內(nèi)部擴散的速度？因此活性炭的吸附能力和吸附速度兩方面決定了活性炭的質(zhì)量？因此如何評判選擇活性炭的種類和質(zhì)量，如何依照水源水質(zhì)選擇適合的碳種和投加量，成為生產(chǎn)中亟待研究解決的重要課題？國內(nèi)一樣要緊采納碘值？亞甲藍(lán)值來評判活性炭的吸附性能？可是生產(chǎn)實踐和體會都證明僅采納這兩個指標(biāo)不能全 面評判活性炭，與實際的吸附成效有所差距？因此采納這些指標(biāo)判定活性炭的效能只有部份理論意義，不能全面？準(zhǔn)確地反映實際吸附狀況？（一）目前評判水處置粉末活性炭的指標(biāo)存在的問題通過研究發(fā)覺：碘

13、值？亞甲藍(lán)值只能夠說明活性炭顆粒 中細(xì)小孔徑的比表面積大小 ，可是在實際生產(chǎn)中有吸附速度 的問題，即凈水工藝中吸附時刻是有限的，水處置中應(yīng)用的粉末活性炭遠(yuǎn)未達(dá)到完全吸附平穩(wěn)？活性炭顆粒內(nèi)部中等孔隙是有機物分子的進(jìn)入通道，一樣以為活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利于吸附動力學(xué)平穩(wěn)，因其中孔是不是發(fā)達(dá)決定了 吸附速度？為了結(jié)合實際應(yīng)用，咱們不僅考慮粉末活性炭的 總吸附比表面積（也確實是碘值？亞甲藍(lán)值等指標(biāo)）,還要判 定粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑散布是不是容易達(dá)到快速吸 附，即明確轉(zhuǎn)化為如何評判活性炭的孔徑散布是不是合理？進(jìn)一步研究發(fā)覺，采納一些具有特定立體空間結(jié)構(gòu)的有 色大分子能夠表征活性炭的孔徑散布？同

14、時這些物質(zhì)能夠采納必然的分析方式精準(zhǔn)定量？采納這一系列的分子量階梯排列的吸附質(zhì)來評判粉末活性炭的綜合性能，與水廠生產(chǎn)情形和實際水樣吸附成效相一致 ？（二）通過研究分析尋覓水體特定的污染表征物，制定相應(yīng)的評判方式？隨實在驗深切，采納莫水源普遍存在的一種典型有機污 染化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品標(biāo)樣來作為吸附質(zhì)進(jìn)行實驗？這種酚類物質(zhì) TOC o 1-5 h z 分子量適中,中等極性，分子空間結(jié)構(gòu)較大，因此能夠?qū)ｉT好 地代表水中的較復(fù)雜有機分子？采納綜合評判方式來衡量活性炭的性能：采納碘值？亞甲藍(lán)吸附值評判粉末活性炭的微孔比表面積；采納一些具有特定結(jié)構(gòu)的大分子表征活性炭的中孔發(fā)達(dá)情形；采納一種酚類標(biāo)樣作為復(fù)雜有機物

15、質(zhì)的代表來確信活性炭的吸附能力，通過三方面綜合評判能夠加倍準(zhǔn)確和客觀？吸附特定大分子有機物，關(guān)于木質(zhì)碳而言,250目的吸附 成效比200目提高10.1%,325目的比200目提高25.3%;關(guān)于 煤質(zhì)而言,250目的吸附成效比200目提高66.2%,325目的比 200目提高101.5%？關(guān)于木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附特定大分子 有機物成效比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)？吸附特定天然有機物，關(guān)于木質(zhì)碳而言,250目的吸附成 效比200目提高49.2%,325目的比200目提高61.9%;關(guān)于煤 質(zhì)而言，250目的吸附成效比 200目提高48.0%,325目的比200目提高56.0%?以這兩種木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭

16、吸附特定天然有機物比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)，吸附數(shù)量超過1-2倍？實驗結(jié)果說明:l）木材？果核為原料生產(chǎn)的活性炭與無 煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相較，中孔數(shù)量較多，從吸附性能角度看，一樣木質(zhì)？果核類活性炭較適合于更重污染水源，去除以酚類為主的致臭污染物水處置應(yīng)用？煤質(zhì)碳由于比重較大，相對用于助凝去除有機物和價錢上有優(yōu)勢，尤其是關(guān)于不是以酚類為主的污染源的吸附流程較短的水廠？通過研究以為粉末活性炭的吸附能力與粒徑相關(guān)，粒徑越小，比表面積越大，吸附越強；但粒徑過小，易于穿透濾層，引發(fā)用戶不 滿？依照生產(chǎn)應(yīng)用體會以為，如在吸水口投加的水廠，為了充 分利用粉末活性炭的吸附能力，宜采納目數(shù)大于 250目的粉末活性炭；但同時必需嚴(yán)格操縱沉淀池由水濁度為1NTU左右,嚴(yán)格操縱好濾池濾速 ？投加量較大的和在混凝沉淀后投加的 水廠，宜采納小于200目的粉末活性炭，以確保自來水水質(zhì)？三？小結(jié)隨著凈水深度處置工藝的推行和活性炭生物濾池的應(yīng) 用，盡管顆?；钚蕴勘憩F(xiàn)由良好的工藝性，但粉末活性炭吸附循環(huán)時刻較短，投加方式較為簡捷，費用較低，可依照水體 污染情形隨時改換碳種，仍是其突生的優(yōu)勢 ？關(guān)于固有工藝的水廠改善由水水質(zhì)，關(guān)于突發(fā)污染事故的迅速處置，是顆?；钚蕴繜o法取代的功能？因此，隨著國內(nèi)水體環(huán)境的不斷惡化，水質(zhì)要求的不斷提升,在水處置行業(yè)應(yīng)用粉末活性炭 的