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粉狀活性炭可有效處理自然污染的微型污染水源

發(fā)布時間：2019-04-29 瀏覽次

水庫水因自然污染產(chǎn)生的嗅味、色度及水庫底層存在的鐵和錳，可在常規(guī)水處理工藝基礎上結合機械通風曝氣和投加粉狀活性炭得到良好的處理效果，同時對除濁具有明顯的助凝作用。

綏芬河市第一凈水廠從天長山水庫取水，水庫匯水面積內(nèi)基本上都是中俄邊境林區(qū)，沒有明顯的人為污染。

天長山水庫的總庫容320×10⁴m³，20世紀80年代末建成初期的水質(zhì)較好，隨著時間的延伸，水庫水受到自然污染，水質(zhì)逐漸變壞，色度大、嗅味嚴重、鐵和錳超標。其原因大致為：

①天長山水庫建在沼澤地上，庫底有很厚的草炭層和植物根莖，進入水庫的水也攜帶自然界的有機物質(zhì)，這些物質(zhì)在分解過程中產(chǎn)生了異常的嗅味、色度，也產(chǎn)生腐殖酸和H2S等物質(zhì)。

②微型藻類在水面和水底繁殖，釋放出的分泌物也產(chǎn)生異臭和異味，提高了水的色度。

③水庫水由于自然污染產(chǎn)生的嗅味、色度等隨水溫升高而加重，北方地區(qū)水庫水溫隨季節(jié)變化很大，在0～26 ℃之間。在高溫季節(jié)(7月—8月)，水的色度最高，嗅味最大，通過原有水處理工藝處理后的水燒開后，嗅味嚴重得無法飲用。

④另外，水庫水中含有鐵和錳，尤其水庫底層含量大。

為了解決上述問題，綏芬河市自來水公司委托哈爾濱自來水集團有限責任公司進行工藝改造。通過試驗研究，提出在原有常規(guī)水處理工藝基礎上增加機械通風曝氣塔曝氣和投加粉狀活性炭，取消原預投氯工藝。

水處理效果

通過三年多生產(chǎn)運行，這一工藝流程的水處理效果很理想(見表2)。

**表2工藝改造前后的處理效果對比**
項目	源水	原工藝濾后水	改造后工藝濾后水
濁度(NTU)	11	4.8	0.5～0.8
色度(倍)	88	36	5～9
嗅味(級)	5	2	0
pH值	6.7	6.5	6.7
耗氧量(KMnO4)(mg/L)	10.4	3.4	1.8
鐵(mg/L)	2.71	1.33	0.1～0.22
錳(mg/L)	0.73	0.68	0.04～0.05

機械通風曝氣的處理效果

對于水中由溶解性氣體和揮發(fā)性物質(zhì)引起的異臭，可用曝氣方法去除。曝氣可將水中的H2S全部去除，對水中的藻類和有機污染物產(chǎn)生的異臭可去除大部分，曝氣還可去除部分產(chǎn)生異味的物質(zhì)。

為提高曝氣效果，選用了機械通風曝氣塔［淋水強度為65m³/(m²·h)，曝氣強度為650m³/(m²·h)］。在7月—8月的高溫季節(jié)，原水嗅味為5級，曝氣后可達到1級；冬春兩季水溫低，水的嗅味為2～3級，曝氣后為零，故在低溫季節(jié)也可以采用機械通風曝氣塔曝氣去除異臭和異味。在高溫季節(jié)，曝氣后再投加粉狀活性炭吸附，可進一步去除殘留的嗅味，使之為零。

不啟動機械通風曝氣塔時，臭氣從絮凝池、沉淀池液面釋放到空氣中，室內(nèi)有惡臭氣；啟動機械通風曝氣塔后，曝氣塔排氣到室外，室內(nèi)再嗅不到臭氣。

通過機械通風曝氣塔進行強曝氣也可以降低水中的色度。

曝氣增加水中溶解氧，為在沉淀池和濾池中去除水中的鐵和錳提供了必要的氧化條件。

粉狀活性炭的性能與作用

將粉狀活性炭在炭漿槽中制成炭漿，投加到源水中充分混合，在絮凝池和沉淀池中吸附水中產(chǎn)生色度、異味和曝氣后殘留的異臭物質(zhì)，粉狀活性炭顆粒與在絮凝池中生成的絮凝物結合在一起，在沉淀池中沉淀或在濾池中被截留，從而達到去除色度、異味和異臭的目的。

粉狀活性炭可季節(jié)性投加，在污染嚴重時投加，在污染較輕時可不投加。

粉狀活性炭的吸附具有選擇性，對某些有機污染物質(zhì)有良好的吸附作用，而對另一些物質(zhì)的吸附作用很弱。不同廠家、不同品種、不同原料和不同工藝條件下生產(chǎn)的活性炭，其吸附性能和吸附能力大小均不同，所以選擇何種活性炭應以源水作吸附試驗后確定。

評價粉狀活性炭的主要指標有如下幾點：篩目一般為100～200目，碘值一般≮900 mg/g，亞甲基蘭值≮130 mg/g，比表面積為800～1 200m²/g，后三項指標越大越好。

除鐵和除錳

天長山水庫水中含有鐵和錳，底層含量最高，故將底層取水改為中層取水，減小了進水中鐵和錳的含量。

曝氣給水中充了氧，溶解氧可達到90%的飽和程度，為氧化水中的鐵和錳提供了氧化劑。實踐證明，曝氣后的水通過絮凝、沉淀，只能去除20%～30%的鐵，大部分鐵和錳都是在濾池中去除的。進入濾池中的鐵和錳，大部分都是二價的，其氧化和去除都是在濾膜上完成的，濾膜是完成上述過程的接觸催化劑。

濾膜上鐵和錳氧化物的數(shù)量對接觸催化效率有著重要影響，所以投加粉狀活性炭降低了沉淀池出水濁度，使濾膜上濁度物質(zhì)的比例減少，鐵和錳的氧化物占據(jù)比例增多，從而提高了濾膜的接觸氧化效率，亦提高了水中二價鐵和二價錳的去除效果。投加粉狀活性炭也可以吸附水中部分二價錳，在沉淀池和濾池中去除。

曝氣和粉狀活性炭的助凝作用

曝氣可直接去除源水中大部分揮發(fā)性物質(zhì)，其中有揮發(fā)性有機物質(zhì)和H2S等還原劑。另外，通過機械通風曝氣后，水中溶解氧含量高，可氧化分解水中部分有機物，從而使水中膠體脫穩(wěn)，有助于混凝劑絮凝，提高沉淀池和濾池除濁效果。

粉狀活性炭的微粒具有很強的吸附能力，在混凝劑的絮凝過程中起到助凝劑的架橋作用，增強了絮凝效果。粉狀活性炭比重大，吸附在絮狀物上可增加絮狀物的密度和比重，增大絮狀物的沉淀速度，提高了沉淀池的除濁效果。

通過機械通風曝氣和投加粉狀活性炭后，沉淀池出水濁度降低了1～3 NTU左右，尤其對于低溫低濁水和水庫水的絮狀物密度較小的水質(zhì)來講，其助凝作用尤為顯著。

結論

①水庫水因自然污染產(chǎn)生異臭、異味和高色度是一種十分普遍現(xiàn)象，而且隨溫度增加而越發(fā)嚴重。

②在常規(guī)水處理工藝基礎上，增加機械通風曝氣和投加粉狀活性炭處理受自然污染的水庫水，其去除色度、異臭、異味、鐵和錳等的效果良好。

③粉狀活性炭對絮凝過程具有助凝作用，改造后的工藝可使沉淀池出水濁度降低1～3 NTU。