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活性炭濾池濾料選型及濾池反沖洗探討

發(fā)布時間:2020-08-28點擊:次

摘要:活性炭濾池的濾料選型及反沖洗的控制對濾池運行起著關(guān)鍵性的作用。本文通過對炭濾池濾料選型進(jìn)行分析,同時對濾池反沖洗進(jìn)行綜述,終提出合理的反沖洗參數(shù),以期為活性炭濾池的設(shè)計和運行提供參考。

隨著生活質(zhì)量的不斷提高,人們對飲用水水質(zhì)的要求也逐漸提高,然而隨著工、農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展,已嚴(yán)重污染了飲用水的水源。一些城市水源已經(jīng)無法符合飲用水水源的標(biāo)準(zhǔn),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(zhì)降為IV類以下水體。因此,根據(jù)水源水質(zhì)的特征,對微污染水源的凈化處理是目前亟待解決的問題。

活性炭濾池濾料選型及濾池反沖洗探討

臭氧一生物活性炭凈水技術(shù)是目前國內(nèi)外主推且有效的給水深度處理辦法之一,它將物理、化學(xué)及生物作用相結(jié)合,臭氧的純化學(xué)氧化和殺菌消毒、微生物的降解作用、活性炭的物理和化學(xué)吸附四種給水處理方法的優(yōu)點糅合,是一種新型有效且安全的給水處理技術(shù),在飲用水處理上被廣泛的應(yīng)用,如今這一技術(shù)已經(jīng)成為了全世界給水深度處理中的主流。在臭氧—生物活性炭給水深度處理技術(shù)應(yīng)用中,活性炭濾池濾料的合理選擇以及濾池運行參數(shù)的優(yōu)化是保證該技術(shù)安全、經(jīng)濟(jì)運行的關(guān)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(zhì)型,煤質(zhì)活性炭相對于木質(zhì)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(zhì)活性炭廣泛應(yīng)用于給水深度處理中。

活性炭濾池濾料選型及濾池反沖洗探討

目前,給水處理工程上常見的活性炭為:1.5mm柱狀活性炭、12×40目、8×30目和8×16目顆粒破碎活性炭;钚蕴苛降倪x擇對于活性炭濾池能否穩(wěn)定運行以及能否達(dá)到預(yù)期的處理效果起著關(guān)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,并提出:根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)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。經(jīng)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(jī)物去除有明顯的效果,其中破碎炭效果優(yōu)于柱狀炭。

波濤凈水通過對某水廠活性炭濾池運行情況進(jìn)行跟蹤分析,終得出:8×30目破碎炭其表面生物膜比較多,對有機(jī)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。對三種粒徑的活性炭應(yīng)用于炭砂濾池時的情況進(jìn)行了對比中試實驗,結(jié)果表明:采用8×30目的活性炭時,在進(jìn)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(xiàn)了明顯的混層現(xiàn)象;若采用12×40目的活性炭,反洗時會出現(xiàn)“跑炭”現(xiàn)象。

根據(jù)試驗研究及生產(chǎn)運行經(jīng)驗得出:破碎炭對水質(zhì)的凈化效果優(yōu)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選擇型號。

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(chǎn)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(shù)量不斷增加,導(dǎo)致濾料間隙不斷減小,水頭損失逐漸增加,影響濾池的產(chǎn)水水質(zhì)和產(chǎn)水量,使得給水廠無法達(dá)到設(shè)計產(chǎn)水能力;活性炭表面的生物膜逐漸老化,生化降解有機(jī)物的能力降低,影響炭濾池的產(chǎn)水水質(zhì);同時,炭濾池中的微生物代謝物和有機(jī)物為水生動物的孳生繁殖提供了充足的營養(yǎng)來源,富溶解氧狀態(tài)也有利于促進(jìn)水生動物的生長和繁殖,在南方濕熱地區(qū),有助于在生物活性炭濾池內(nèi)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,當(dāng)這些微型生物在活性炭濾池內(nèi)生長繁殖積累到一定數(shù)量后,就會穿透活性炭層,泄漏到產(chǎn)水中。因此,為保證活性炭濾池的產(chǎn)水量及產(chǎn)水水質(zhì),需要定期對活性炭濾池進(jìn)行反沖洗。

活性炭濾池運行的關(guān)鍵是如何選擇較佳的活性炭濾池反沖洗形式以及合理的沖洗強(qiáng)度,因此很多學(xué)者針對這一問題進(jìn)行了研究。

研究表明:兩段式氣、水聯(lián)合反沖洗的效果優(yōu)于單獨水反沖,同時可節(jié)約用水量,推薦先以高強(qiáng)度空氣擦洗、再以微膨脹水漂洗的方式,適宜的氣沖強(qiáng)度為11~14L/(m2·s)、歷時了3~5min,水沖強(qiáng)度為8L/(m2·s)、歷時5~7min;反沖廢水濁度達(dá)到3~5NTU為反沖洗結(jié)束的主要控制指標(biāo);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(chǎn)生反洗“跑炭”現(xiàn)象,過高會導(dǎo)致反洗“雜質(zhì)”無法排除,達(dá)不到反洗預(yù)期效果。

波濤活性炭廠家根據(jù)工程經(jīng)驗總結(jié):比較合理的反洗膨脹率為25%- -30%,有效粒徑10-24目顆;钚蕴康臎_洗強(qiáng)度為10~12L/(m2·s)。研究表明:對活性炭濾池而言,采用氣水聯(lián)合反沖洗時的反沖效果好,氣沖強(qiáng)度控制在8~10L/(m2·s)即可,歷時2~3min;水沖強(qiáng)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。炭濾池較優(yōu)氣洗強(qiáng)度為10L/(m2·s),氣洗時間為水溫低時3min,水溫高時5min;水洗強(qiáng)度為12L/(m2·s),沖洗時間為10min;反沖洗周期為14天左右?s短反沖洗周期有助于控制炭濾池出水微型生物數(shù)量和種類;對于南方濕熱地區(qū)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(shù)量相對較少;在合適的反沖洗周期基礎(chǔ)上,再利用含氯的水反沖洗炭濾池,能進(jìn)一步控制微型生物滋生。

結(jié)合上述研究及工程實際:活性炭濾池采用氣水聯(lián)合反洗方式,可使濾池反沖洗效果達(dá)到較佳。氣洗強(qiáng)度可控制在8~14L/(m2·s)之間,歷時2-5min;氣洗強(qiáng)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,反沖洗效果佳。

3、總結(jié)

(1)破碎炭對水質(zhì)的凈化效果優(yōu)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(lián)合反洗方式,可使濾池反沖洗效果達(dá)到較佳。氣洗強(qiáng)度可控制在8~14L/(m2·s)之間,歷時2~5min;氣洗強(qiáng)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(jù)每個給水廠炭濾池實際運行情況對氣洗、水洗強(qiáng)度、時間及周期進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

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