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。

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。

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�徑的選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。