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         隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市污水排放的總量的持續(xù)增加，河道的水質(zhì)污染狀況日益惡化，出現(xiàn)惡臭，富有營養(yǎng)化的現(xiàn)象，與現(xiàn)代社會(huì)的居住環(huán)境質(zhì)量要求及不協(xié)調(diào)，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)，環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展帶來嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也給地方政府帶來了很多的壓力。傳統(tǒng)的河道清淤工程使用采挖外運(yùn)堆放儲(chǔ)存工藝方式，直接將河道底泥勾挖上岸，然后簡(jiǎn)單填埋處理。采用這種傳統(tǒng)工藝，會(huì)產(chǎn)生大量污泥，造成運(yùn)輸、裝卸難、成本高；儲(chǔ)存占地面積大，不能直接填埋，污泥若任意堆放和投棄，將造成嚴(yán)重的環(huán)境二次污染問題。通常情況下，河道中的污染底泥厚度不均，而且變化較大，多呈半懸浮狀分布在河床底部，在勾挖施工過程中不能清除懸浮狀污泥，也容易造成污泥向下游漂流，污染下游環(huán)境。目前較先進(jìn)的清淤工藝上采用絞吸的方法，清淤時(shí)絞刀擾動(dòng)范圍內(nèi)的淤泥被泥泵充分吸入，有效防止了因絞刀擾動(dòng)使底泥顆粒向外水體擴(kuò)散，絞吸清淤無死角，避免施工過程中因挖掘造成二次污染。這種絞吸工藝完全可以將河底部浮泥、淤泥、實(shí)土和垃圾等雜物絞吸上岸。經(jīng)過該工藝絞吸上來的污泥漿需進(jìn)行脫水才能滿足填埋或綜合利用的要求。目前污泥脫水工藝有機(jī)械脫水和化學(xué)脫水兩種?；瘜W(xué)脫水施工占地面積大，不適應(yīng)城市河道清淤的場(chǎng)地要求。        主流的污泥機(jī)械脫水處理技術(shù)有三種：分別是板框式壓濾，帶式壓濾和離心式脫水。比較如下：         板框機(jī)設(shè)備笨重，單批次生產(chǎn)周期長，不能連續(xù)運(yùn)行；         離心機(jī)耗電量高，對(duì)安裝環(huán)境要求高，河道使用配套要求太高；         帶式污泥脫水機(jī)，可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，能耗較低，可以在船上安裝使用，泥餅含水率相對(duì)較高，符合運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)污泥流轉(zhuǎn)。

2014年6月上海派因與唐山新寶泰鋼鐵簽署供貨合同，上海派因提供石灰投加系統(tǒng)、碳酸鈉投加系統(tǒng)各一套，用于廠區(qū)中水軟化，降低水質(zhì)硬度。 石灰和碳酸鈉用于化工、鋼鐵、造紙等行業(yè)廢水處理，對(duì)降低水質(zhì)硬度效果明顯。石灰性價(jià)比高，碳酸鈉軟化水效果明顯，各有優(yōu)劣。 石灰粉末通過散裝罐車輸送至儲(chǔ)料罐，然后按照投加量定量投加的系統(tǒng)裝置?？紤]到環(huán)境衛(wèi)生因數(shù)，整套系統(tǒng)在密閉環(huán)境下進(jìn)行，有效避免了因石灰飄逸危害環(huán)境的現(xiàn)象，避免外界有揚(yáng)塵而影響現(xiàn)場(chǎng)操作人員身體健康；料倉設(shè)有完善的防架橋裝置，可消除石灰粉末因長期積放在儲(chǔ)料罐而無法出粉；  

上海派因環(huán)境工程設(shè)備有限公司是專門研發(fā)粉料輸送投加的設(shè)備生產(chǎn)商，借鑒歐美先進(jìn)技術(shù)，將產(chǎn)品在國內(nèi)市場(chǎng)推廣，并在諸多領(lǐng)域使用。2014年8月初，公司與云天化簽署設(shè)備供應(yīng)合同，根據(jù)云天化活性炭投加的生產(chǎn)實(shí)際情況，上海派因負(fù)責(zé)技術(shù)整改設(shè)計(jì)，并提供活性炭輸送系統(tǒng)。該系統(tǒng)大大提高了工人作業(yè)環(huán)境的安全衛(wèi)生，提高了效率，同時(shí)降低員工勞動(dòng)強(qiáng)度。

 【摘要】：近些年來,我國水華事件頻發(fā),嚴(yán)重影響了人們的用水安全。目前供水處理廠凈化水質(zhì)應(yīng)用*普遍的是以無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)為主的混凝法,但形成的絮體疏松,沉降性能較差,不能達(dá)到有效分離水藻的目的。而且,為了達(dá)到較好的處理效果,過量添加PAC會(huì)導(dǎo)致水體殘余鋁濃度增加,污染水體。絮凝時(shí)加入粘土礦物可提高絮凝效果,但活的絮體在光合作用下釋放氧氣使藻絮體上浮,造成二次污染。本研究采用高錳酸鉀對(duì)含藻水進(jìn)行預(yù)氧化,使水體中的藻類失去活性,沉降后不能再進(jìn)行光合作用,防止沉降后的絮體由于釋放氧氣而氣浮上升。而后以食品助劑級(jí)天然礦物為助凝劑,復(fù)合PAC混凝去除給水中的藻類。藻毒素是對(duì)人體危害極大的一種物質(zhì),在給水處理中,如何防止藻細(xì)胞破例而釋放藻毒素也是預(yù)氧化處理中值得十分注意的一個(gè)問題。本研究采用正交試驗(yàn)法考察了KMnO4投加量及預(yù)氧化時(shí)間,復(fù)合高嶺土投加量與粒徑,PAC投加量等因素,通過直觀分析,得到高錳酸鉀預(yù)氧化復(fù)合高嶺土與PAC除藻的*佳混凝條件為:pH值為8.0;高錳酸鉀、PAC的投加量分別為0.5mg/L和2.5mg/L;高嶺土粒徑為160目、投加量為50mg/L;預(yù)氧化時(shí)間為15分鐘。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,在試驗(yàn)水質(zhì)條件下,KMnO4預(yù)氧化對(duì)復(fù)合混凝去除水中的濁度、葉綠素a有明顯的促進(jìn)作用,去除率分別為96.9%和98.3%。實(shí)驗(yàn)效果優(yōu)于相同條件下高齡土復(fù)合PAC的除藻效果。實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),高錳酸鉀預(yù)氧化不僅可以抑制顫藻的活性,特別是KMnO4氧化水解產(chǎn)生的水合二氧化錳作為凝結(jié)核有效促進(jìn)了絮體的形成,并使之更加密實(shí)、易沉降,且沉降后藻絮體不再上浮。通過顯微鏡觀測(cè),高錳酸鉀預(yù)氧化未使顫藻細(xì)胞壁破裂,避免了藻毒素的釋放,提高了處理后水質(zhì)。【關(guān)鍵詞】：高錳酸鉀預(yù)氧化高嶺土聚合氯化鋁混凝除藻【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)【學(xué)位級(jí)別】：碩士

 　　摘要：粉末活性炭吸附技術(shù)作為一種改善水質(zhì)和應(yīng)對(duì)源水突發(fā)性污染的有效措施，由于優(yōu)點(diǎn)突出，在國內(nèi)凈水廠中得到越來越多的應(yīng)用。本文對(duì)粉末活性炭種類的選擇、投加量、投加點(diǎn)等的確定作了論述說明，并結(jié)合廣州兩間大型水廠對(duì)粉末活性炭投加工藝進(jìn)行了介紹?！　￡P(guān)鍵詞：粉末活性炭 吸附 比表面積 投加量　　粉末活性炭在給水處理中的使用已有70年左右的歷史。自從美國**使用粉末活性炭去除氯酚產(chǎn)生的臭味以來，該項(xiàng)吸附技術(shù)在水處理行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣?！　‖F(xiàn)在粉末活性炭在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家給水處理中應(yīng)用很普遍，美國在80年代初期每年用于水處理的粉末活性炭量達(dá)到近2.5萬噸，且有逐年增加的趨勢(shì)。我國60年代后期也開始注意被污染水源的除臭、除味問題，粉末活性炭在國內(nèi)大城市如上海、哈爾濱、合肥、廣州等的凈水廠也逐漸得到了應(yīng)用。　　本文將結(jié)合我公司在粉末活性炭使用方面的心得體會(huì)，簡(jiǎn)單介紹一下粉末活性炭在凈水廠中的應(yīng)用問題。1. 粉末活性炭簡(jiǎn)介　　粉末活性炭（英文名稱：Powdered ActivatedCarbon，簡(jiǎn)稱PAC）外觀為暗黑色，具有良好的吸附性能，化學(xué)穩(wěn)定性好，可耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿，能經(jīng)受水浸、高溫。比表面積高達(dá)1000~1500m2/g，屬于多孔性的疏水性吸附劑。　　粉末活性炭對(duì)水中溶解的有機(jī)物如：三鹵甲烷及前體物質(zhì)、四氯化碳、苯類、酚類化學(xué)物有較強(qiáng)的吸附能力；對(duì)色度、異臭、異味、亞甲基藍(lán)表面活性物質(zhì)、除草劑、殺蟲劑、農(nóng)藥、合成洗滌劑、合成染料、胺類化學(xué)物等也用較好的去除效果；對(duì)汞、鋁、鐵、鎳、鋅、鈷等也有較強(qiáng)的吸附能力；但對(duì)氨氮的吸附去除率較低?！　》勰┗钚蕴康钠贩N很多，主要是因?yàn)橹圃旆勰┗钚蕴康脑牧虾芏?，例如有：木材、椰殼、果殼、煤、焦碳、骨、石油殘?jiān)?。由于某些炭種在水中會(huì)析出有毒物質(zhì)，故在水處理行業(yè)中主要使用的炭種有：木質(zhì)、椰殼、煤質(zhì)炭。由于不同的炭種活化工藝不同，造成活性炭的元素組成和表面非結(jié)晶部位及各種官能團(tuán)的分布有所不同，這都直接影響到活性炭的吸附性能和不同有機(jī)物表面擴(kuò)散速度。因此，粉末活性炭在給水處理中有一定的**適用范圍。對(duì)于不同的水質(zhì)，不可能有統(tǒng)一的*佳炭種，只有在模擬靜態(tài)選炭試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮選用粉末活性炭的經(jīng)濟(jì)因素，才能選擇合適炭種。例如我公司西村水廠、石門水廠抽取的原水分別來自珠江后航道和流溪河，水源水質(zhì)較相似，經(jīng)試驗(yàn)比較后，現(xiàn)使用的都是木質(zhì)粉末活性炭?！　》勰┗钚蕴渴褂煤髥为?dú)分離、回收、再生較為困難，一般都隨水廠的污泥一并處理。2. 粉末活性炭的投加2.1.投加方法　　粉末活性炭的投加方法有干式投加和濕式投加兩種，目前給水行業(yè)中常用的是濕式投加法，該方法是將粉末活性炭配置成懸乳液定量投加。懸乳液的重量百分比濃度采用5%左右為宜，濃度大了容易造成投加管道的堵塞和其他機(jī)械故障。2.2.炭種、炭粉粒徑的確定　　目前國內(nèi)評(píng)價(jià)活性炭大多采用碘值、亞甲藍(lán)值等指標(biāo)，但在工程實(shí)踐上，我們不僅需要考慮粉末活性炭的總吸附比表面積（也就是碘值、亞甲藍(lán)值等指標(biāo)），還要判斷粉末活性炭顆粒內(nèi)部的孔徑分布是否容易達(dá)到快速吸附，使用中粉末活性炭是否達(dá)到吸附平衡。一般認(rèn)為活性炭的中等孔隙越發(fā)達(dá)越有利于吸附動(dòng)力學(xué)平衡，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，可以采用一些分子量較大的吸附質(zhì)來衡量孔徑分布。我公司曾采用剛果紅（分子量697）試劑和富里酸（腐植酸）（分子量約1000）試劑作為吸附質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)（相比較碘分子量254，亞甲藍(lán)分子量320），水中的天然有機(jī)污染物質(zhì)主要是指腐植酸，其中分子量1000左右的稱為富里酸?！　≡谒畯S投加粉末活性炭的生產(chǎn)過程中還涉及到炭粉粒徑大小的問題，粒徑大（目數(shù)?。┑幕钚蕴课降谋缺砻娣e就小，吸附效果差一些；粒徑?。繑?shù)大）的活性炭比表面積就大，吸附效果將好一些，但目數(shù)太大有可能穿透濾池，帶來危害?！　”?和表2是我公司采用目數(shù)分別為200目、250目、325目的木質(zhì)和煤質(zhì)粉末活性炭進(jìn)行以剛果紅、富里酸為吸附質(zhì)的吸附試驗(yàn)數(shù)據(jù)，吸附時(shí)間統(tǒng)一為45分鐘；水樣在振蕩器上進(jìn)行混合，頻率設(shè)定為180次/分鐘；水樣采用離心機(jī)分離，轉(zhuǎn)速4000r/min，時(shí)間10分鐘，**分光光度方法測(cè)定濃度。表1 粉末活性炭對(duì)剛果紅的吸附 木質(zhì)炭（目數(shù)）煤質(zhì)炭（目數(shù)）200250325200250325投加量25mg/L0.5380.5350.5300.5650.5490.541單位吸附量×102mg/mg2.042.242.600.161.281.84投加量50mg/L0.4910.4870.4800.5390.5290.525單位吸附量×102mg/mg2.682.823.060.981.341.48投加量100mg/L0.4460.4200.3930.5320.5250.514單位吸附量×102mg/mg2.132.593.070.620.740.93投加量150mg/L0.3440.3280.3010.4970.4850.482單位吸附量×102mg/mg2.622.813.130.820.960.99平均吸附量×102mg/mg2.372.612.970.651.081.31吸附效果排名321654　　從表1平均吸附量的數(shù)值中可以看出，對(duì)于木質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高10.1%，325目的比200目提高25.3%；對(duì)于煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高66.2%，325目的比200目提高101.5%；以這兩種木質(zhì)和煤質(zhì)活性炭吸附剛果紅比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)。表2 粉末活性炭對(duì)富里酸的吸附 木質(zhì)炭（目數(shù)）煤質(zhì)炭（目數(shù)）200250325200250325投加量25mg/L0.0960.0920.0910.1060.1030.103單位吸附量×102mg/mg0.881.141.200.250.440.44投加量100mg/L0.0800.0520.0440.0930.0870.085單位吸附量×102mg/mg0.450.901.030.240.340.37投加量150mg/L0.0570.0360.0300.0870.0780.075單位吸附量×102mg/mg0.560.780.840.240.340.37平均吸附量×102mg/mg0.630.941.020.250.370.39吸附效果排名321654　　從表2平均吸附量的數(shù)值中可以看出，對(duì)于木質(zhì)而言，250目的吸附效果比200目提高49.2%，325目的比200目提高61.9%；對(duì)于煤質(zhì)而言，250目的吸附效果比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)活性炭吸附富里酸比較，木質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于煤質(zhì)。　　根據(jù)上述分析，我公司在炭種的選擇上選用木質(zhì)粉末活性炭，炭粉的粒徑采用325目。2.3吸附時(shí)間的確定　　由于工藝流程和場(chǎng)地的限制，國內(nèi)多數(shù)水廠粉末活性炭的吸附時(shí)間小于半小時(shí)，遠(yuǎn)達(dá)不到吸附平衡所需要的吸附時(shí)間，造成吸附能力的浪費(fèi)；另外，由于吸附時(shí)間不夠長或水流混合強(qiáng)度不夠，會(huì)造成活性炭的沉淀（一般來講，目數(shù)大的活性炭由于比重相對(duì)較小，較不容易發(fā)生沉淀），也會(huì)浪費(fèi)部分吸附能力。為了確定粉末活性炭達(dá)到吸附平衡所需的時(shí)間，我公司曾做過試驗(yàn)，試驗(yàn)以粉末活性炭*有效的除色、除臭效果作為參考指標(biāo)。為使試驗(yàn)的數(shù)據(jù)更明顯及減少試驗(yàn)誤差，特選用臭閾值較高的原水以及較實(shí)際用量高的粉末活性炭投加量。試驗(yàn)在原水中投加10mg/L粉末活性炭（江西產(chǎn)的240目木質(zhì)粉末活性炭）靜置，分別于1、2、3小時(shí)后采樣檢驗(yàn)臭閥值和吸光度，同時(shí)以原水為參比。試驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見表3：表3 不同吸附時(shí)間對(duì)應(yīng)的吸附效果項(xiàng)目原水水樣1水樣2水樣3臭閾值150252020吸光度0.220.150.140.14除臭率(%) 838787除色率(%) 323636　　從試驗(yàn)得出：活性炭的吸附作用在1小時(shí)內(nèi)基本完成，1小時(shí)后臭閾值、色度沒有明顯下降。2.4.粉末活性炭和混凝劑的投加分析以及投加量的確定　　為了選擇*佳投加量范圍，我公司通過試驗(yàn)得到表4的數(shù)據(jù)，試驗(yàn)采用的活性炭是江西產(chǎn)240目木質(zhì)粉末狀活性炭。試驗(yàn)采用兩種投加活性炭粉的方式，一種是活性炭粉與混凝劑同時(shí)投加，另一種是先投加活性炭粉，吸附數(shù)小時(shí)后再投加混凝劑。表4 不同情況下吸附效果的對(duì)比水樣注1項(xiàng)目123456混凝劑投加量注2（mg/L）0145145145145145活性炭投加量 （mg/L）00551020濁度 （NTU）200.730.670.750.810.84PH7.27.27.27.27.27.2色 （度）503520202020臭閾值6.75553.33.3陰離子合成洗滌劑（mg/L）0.590.560.570.500.540.49揮發(fā)酚類（mg/L）0.0060.0050.0090.0070.0050.005藻類 (萬個(gè)藻類細(xì)胞/升)55.844.429.525.32633.1注1：水樣3是指在原水中同時(shí)投加活性炭粉和混凝劑，然后靜置3小時(shí)后的出水。水樣4、5、6是指在原水中先投加活性炭粉，靜置3小時(shí)后再投加混凝劑后的出水。注2：投加的混凝劑是**聚合鋁，投加量以原品計(jì)算。　　試驗(yàn)結(jié)果表明：2.4.1 活性炭粉和混凝劑同時(shí)投加能明顯地提高混凝沉淀效果。2.4.2投加活性炭粉對(duì)去除色度有明顯的效果，去除效果十分穩(wěn)定?；钚蕴糠鄣膬煞N投加方式對(duì)去除色度的效果相近。2.4.3投加活性炭粉對(duì)除臭有明顯的效果，去除效果亦十分穩(wěn)定。兩種投加方式中以先投加活性炭粉后投加混凝劑的除臭效果比同時(shí)投加的除臭效果好。2.4.4投加活性炭粉對(duì)去除陰離子合成洗滌劑有一定的效果，去除率約為30％?；钚蕴糠鄣膬煞N投加方式中以先投加活性炭粉后投加混凝劑的去除效果比同時(shí)投加的去除效果略好。2.4.5 投加活性炭粉對(duì)去除揮發(fā)酚類的效果不明顯。2.4.6單純投加活性炭粉對(duì)去除藻類的效果不佳，若活性炭粉與混凝劑同時(shí)投加則能取得明顯的去除效果，主要原因是混凝沉淀效果明顯提高的同時(shí)提高了藻類的去除率。2.4.7 投加活性炭粉對(duì)水的PH值影響甚小。2.4.8 活性炭粉的投加量在5mg/L～10mg/L比較適合。2.5.粉末活性炭的投加點(diǎn)選擇　　對(duì)于常規(guī)的混凝、沉淀、過濾水處理工藝，粉末活性炭的投加點(diǎn)可以有幾種選擇：原水吸水井投加、混凝前端投加、濾池前（沉淀池后）投加。這幾個(gè)投加點(diǎn)的選擇應(yīng)采用模擬靜態(tài)選炭試驗(yàn)進(jìn)行，模擬實(shí)際工藝過程的工藝條件、水力條件，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。2.5.1一般認(rèn)為下，吸水井投加能較充分地發(fā)揮粉末活性炭的吸附作用，但存在著與后續(xù)混凝工藝競(jìng)爭(zhēng)去除有機(jī)物的問題。如果吸附與混凝競(jìng)爭(zhēng)嚴(yán)重，將降低活性炭的吸附作用，造成投加量增加，處理成本加重。通常只有在原水濁度低的情況下，吸水井投加的優(yōu)勢(shì)才能體現(xiàn)出來。另有一點(diǎn)需指出，粉末活性炭投加在吸水井，可能會(huì)對(duì)水泵的葉輪、水封部件等產(chǎn)生不良影響。2.5.2在混凝前端投加，理論上分析認(rèn)為投加混凝劑后，在絮凝池中形成的微小絮體尺度發(fā)展到與粉末活性炭顆粒尺度相近的位置應(yīng)作為*佳投加點(diǎn)。在該點(diǎn)投加既可在一定程度上避免競(jìng)爭(zhēng)吸附，又可使絮體對(duì)粉末活性炭顆粒的包裹作用*小，可以充分發(fā)揮粉末活性炭的吸附效率。2.5.3濾前投加，不存在吸附與混凝競(jìng)爭(zhēng)問題，應(yīng)該是活性炭發(fā)揮作用的*佳位置。但應(yīng)該注意粉末活性炭進(jìn)入濾池后，會(huì)堵塞濾料層使濾池的工作周期明顯縮短。此外，粉末活性炭還有穿透濾層現(xiàn)象，而且吸附時(shí)間將難以得到保證?！　∫虼?，實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，投加點(diǎn)的選擇需要結(jié)合以上說明，再根據(jù)原水水質(zhì)和水廠處理工藝特點(diǎn)綜合考慮決定。3. 粉末活性炭吸附技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵問題3.1 根據(jù)水廠原水水質(zhì)狀況，特別是有機(jī)物分子量的分布狀況，確定投加粉末活性炭的炭種；3.2 根據(jù)水廠的實(shí)際水質(zhì)情況，確定合理、經(jīng)濟(jì)的投加量；3.3根據(jù)水廠現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝，確定合適、合理的投加點(diǎn)和投加方式，以解決粉末活性炭與混凝劑吸附競(jìng)爭(zhēng)的矛盾，提高粉末活性炭的使用效率；3.4 粉末活性炭在應(yīng)用中粉塵飛揚(yáng)的污染問題以及投加過程中工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣等問題；3.5粉末活性炭的精確制備和定量投加問題，為穩(wěn)定粉末活性炭吸附除污效果，應(yīng)在一定范圍內(nèi)盡量保證投加計(jì)量的準(zhǔn)確，這不僅關(guān)系到處理效果，還跟制水成本密切相關(guān)；4.粉末活性炭應(yīng)用簡(jiǎn)介　　粉末活性炭投加系統(tǒng)根據(jù)水廠的自動(dòng)化程度和各水廠的實(shí)際情況，可分為自動(dòng)化投加系統(tǒng)和人工操作投加系統(tǒng)。目前，粉末活性炭自動(dòng)化投加系統(tǒng)國內(nèi)尚處于研制、開發(fā)階段，下面以我公司兩間大型水廠為例，簡(jiǎn)單介紹粉末活性炭的投加使用情況。我公司無論是石門水廠還是西村水廠，都采用濕式投加法。4.1石門水廠　　石門水廠的產(chǎn)水量為75萬m3/d，投加量在5~12mg/L之間。由于水源水質(zhì)受污染情況比較嚴(yán)重，需要24小時(shí)連續(xù)不間斷投加木質(zhì)粉末活性炭。投加點(diǎn)設(shè)于一級(jí)泵站的吸水井處。石門水廠的投加系統(tǒng)在國內(nèi)目前是屬于自動(dòng)化程度較高的一種，整個(gè)工藝流程見圖1、圖2、圖3。　　從上述三圖可以大體了解該投加系統(tǒng)的工作原理如下：（1）操作工人往溶解池內(nèi)注入半池清水；（2）操作工人把袋裝粉末活性炭搬運(yùn)到脈動(dòng)氣力輸送裝置的倒料口；（3）打開倒料口與脈動(dòng)氣力輸送裝置的貯料倉之間的電動(dòng)閥門，同時(shí)啟動(dòng)除塵器，（4）人工拆包把一定量的炭粉倒進(jìn)輸送裝置的貯料倉（此時(shí)，拆包引起炭粉的飛揚(yáng)通過除塵器吸走，避免工人吸入大量的粉塵，并且保證了車間的清潔。），當(dāng)活性炭分量達(dá)到要求后，關(guān)閉前面提到的電動(dòng)閥門；（5）啟動(dòng)空壓機(jī)，往儲(chǔ)氣罐充氣，當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)壓力達(dá)到0.7Mpa時(shí)，開啟儲(chǔ)氣罐與脈動(dòng)氣力輸送裝置之間的電磁閥，往輸送裝置的送料倉輸送壓力空氣；（6）打開送料倉的氣刀，通過氣刀的啟、閉，一段一段的活性炭粉料和一段一段的壓力空氣緊連著通過管道送進(jìn)溶解池；（7）啟動(dòng)攪拌機(jī)，將活性炭粉料制成懸乳液（此時(shí)，進(jìn)入溶解池的壓力空氣通過除塵器過濾后從溶解池內(nèi)釋放出來。）；（8）待炭粉輸送完畢后，關(guān)閉氣力輸送裝置和除塵器；然后通過壓縮空氣將過濾后粘在除塵器濾料上的炭粉抖落回到溶解池中，完成后關(guān)閉空壓機(jī)；再往溶解池內(nèi)注入清水，經(jīng)過充分的攪拌后，制成濃度為5%~10%的活性炭懸乳液；（9）開啟螺桿輸送泵，把炭漿按投加量要求輸送到投加點(diǎn)進(jìn)行投加，并利用螺桿輸送泵的計(jì)量功能作投加量計(jì)量。如是者，上述操作循環(huán)進(jìn)行，就完成了整個(gè)活性炭投加過程?！　∩鲜龇勰┗钚蕴客都酉到y(tǒng)相對(duì)于一些中小型水廠，自動(dòng)化程度已經(jīng)有了很大的提高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度及工作環(huán)境也有了明顯的改善，可以說該投加系統(tǒng)是比較先進(jìn)、成功的。但本著精益求精的精神，結(jié)合石門水廠的一些使用、管理經(jīng)驗(yàn)，我們認(rèn)為該系統(tǒng)還存在以下一些不足，并準(zhǔn)備在西村水廠水源泵站活性炭投加室改造工程中加以改進(jìn)。①因?yàn)橐斯げ鸢瑢?duì)于石門水廠這個(gè)產(chǎn)水量為75萬m3/d，且要24小時(shí)連續(xù)投加的大型水廠來說，其勞動(dòng)強(qiáng)度無疑是巨大的，如能采用自動(dòng)拆包工藝，則是操作工人的福音；②由于要考慮到拆包倒料方便等因素，脈動(dòng)氣力輸送裝置要安裝在地面以下，檢修較麻煩，如果設(shè)備能安裝在地面上，安裝檢修都比較安全、省事；③由于國內(nèi)生產(chǎn)粉末活性炭的廠家素質(zhì)良莠不齊，出廠炭粉質(zhì)量得不到保證，石門水廠曾經(jīng)發(fā)生過由于炭粉中含有較大塊的石頭，造成脈動(dòng)氣力輸送裝置送料管道堵塞，影響投加的事故，如果能在設(shè)備上增加一道篩選工藝，無疑又為安全生產(chǎn)提供了保障。4.2 西村水廠　　由于西村水廠原水取自珠江后航道，其水源水質(zhì)的污染情況日益嚴(yán)重。西村水廠現(xiàn)也跟石門水廠一樣，必須每天24小時(shí)連續(xù)投加粉末活性炭，投加量在5~15mg/L，對(duì)于產(chǎn)水量100萬m3/d的西村水廠來說，這就意味著每天需投加粉末活性炭15噸，也就是說每天要投規(guī)格為25kg/包的炭粉600包?，F(xiàn)在西村水廠采用的是人工操作的投加方式，每天由工人不停地把袋裝粉末活性炭搬運(yùn)到溶解池處，經(jīng)過人工拆包倒入溶解池內(nèi)，配成懸乳液后，采用重力流的方式投加到一級(jí)泵站出水口的衛(wèi)生河中，原水經(jīng)過約3km長的衛(wèi)生河充分吸附后（吸附時(shí)間有將近3小時(shí)），進(jìn)入水廠內(nèi)的反應(yīng)池?！　∮捎诓捎萌斯げ僮?，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，且由于活性炭粉塵的污染，操作環(huán)境比較惡劣。為了減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境，在吸取石門水廠粉末活性炭投加工藝的經(jīng)驗(yàn)、教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，我公司對(duì)西村水廠水源泵站活性炭投加室進(jìn)行重新建設(shè)?！　∈T水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明，采用螺桿輸送泵投加及采用塑燒板除塵器除塵是成功的，但需對(duì)炭粉輸送設(shè)備進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。經(jīng)過我們?cè)趪鴥?nèi)外的大量調(diào)研、了解，我們準(zhǔn)備從國外引進(jìn)一套全新的袋裝粉末活性炭輸送設(shè)備。該設(shè)備主要有以下幾部分組成：液壓供料臺(tái)、皮帶輸送機(jī)、自動(dòng)拆包機(jī)、篩選機(jī)（主要作用是把炭粉與包裝袋、雜質(zhì)分離）、空料袋收集壓縮機(jī)。這套輸送設(shè)備在活性炭投加室的工藝布置如圖4、圖5、圖6所示：　　從上圖西村水廠粉末活性炭投加工藝流程圖中可以清楚地看到整個(gè)活性炭投加過程和原理為：（1）操作工人往溶解池內(nèi)注入清水，通過超聲波液位計(jì)自動(dòng)控制進(jìn)水量約為半池；（2）開啟整套活性炭輸送設(shè)備（包括：液壓供料臺(tái)、皮帶輸送機(jī)、自動(dòng)拆包機(jī)、篩選機(jī)、空料袋收集壓縮機(jī)等）、除塵器、攪拌機(jī)；（3）操作工人開動(dòng)叉車把一定數(shù)量的袋裝粉末活性炭運(yùn)送到液壓供料臺(tái)上，根據(jù)皮帶輸送機(jī)的高度升降供料臺(tái)，以方便工人將炭包放在皮帶輸送機(jī)；（4）工人把炭包放到皮帶輸送機(jī)上，活性炭包被自動(dòng)送入自動(dòng)拆包機(jī)的進(jìn)料倉，拆包機(jī)首先調(diào)整炭包的位置，然后絞刀組將炭包絞碎，炭粉和包裝袋碎片掉入到篩選機(jī)上，經(jīng)過篩選機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)篩的篩選，炭粉落入溶解池，而包裝袋碎片及混在炭粉中的雜質(zhì)則被無軸螺旋輸送器送往空料袋收集壓縮機(jī)；（5）當(dāng)皮帶輸送機(jī)把炭包送進(jìn)拆包機(jī)的時(shí)候，安裝在皮帶機(jī)上方的計(jì)量探頭同時(shí)工作，記錄著已送進(jìn)拆包機(jī)的炭包數(shù)量，使工人能清楚的知道已拆多少包，根據(jù)投加濃度要求，還需拆多少包；（6）在炭包進(jìn)入拆包機(jī)被絞刀組較碎的同時(shí)，安裝在絞刀組上方的除塵器工作，將拆包揚(yáng)起的灰塵吸走，避免工人吸入大量的粉塵，并且保證了車間的清潔。（7）空料袋收集壓縮機(jī)在接收到包裝袋碎片后通過液壓將包裝袋壓縮、打包，工人隨后將經(jīng)打包的包裝袋取走處理；（8）根據(jù)投加量的要求，當(dāng)往溶解池輸送的炭粉量達(dá)到要求后，關(guān)閉整套活性炭輸送設(shè)備及除塵器，利用壓縮空氣將過濾后粘在除塵器濾料上的炭粉抖落回到溶解池中；（9）再往溶解池內(nèi)注入清水，通過超聲波液位計(jì)控制溶解池內(nèi)的液面高度，經(jīng)過充分的攪拌后，制成濃度為5%~10%的活性炭懸乳液；（10）開啟螺桿輸送泵，調(diào)節(jié)螺桿泵流量，把炭漿按投加量要求輸送到投加點(diǎn)進(jìn)行投加。如是者，上述操作循環(huán)進(jìn)行，就完成了整個(gè)活性炭投加過程。　　上文已經(jīng)提到過，自動(dòng)化活性炭投加系統(tǒng)國內(nèi)還處于研制、開發(fā)階段，粉末活性炭輸送裝置作為整個(gè)活性炭投加系統(tǒng)的核心設(shè)備，經(jīng)過我們調(diào)研、了解，國外已有生產(chǎn)廠商能提供整套設(shè)備，而國內(nèi)廠家的產(chǎn)品尚未完全成熟，可以這么說，活性炭輸送設(shè)備是目前制約活性炭吸附技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。5. 結(jié)束語　　投加粉末活性碳后，無論是石門水廠還是西村水廠，水體中相當(dāng)部分有機(jī)物得到去除，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，有利于絮凝體的架橋，改善了絮凝體結(jié)構(gòu)；除有良好的去除有機(jī)污染能力外，石門、西村水廠的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，粉末活性炭還具有良好的助凝作用，使出水CODcr、色度、濁度大幅度下降。　　總之，凈水廠中應(yīng)用粉末活性炭吸附技術(shù)，是一項(xiàng)非常有前景的技術(shù)，因?yàn)榉勰┗钚蕴课郊夹g(shù)作為水廠改善水質(zhì)的措施，特別是作為處理突發(fā)性源水污染的應(yīng)急措施，運(yùn)行方式靈活，投資相對(duì)較小，效果明顯。只要解決好該技術(shù)在應(yīng)用方面存在的局限性，必將在國內(nèi)凈水廠中得到普及應(yīng)用。