关于自来水深度处理应用活性炭的摘要:
活性炭应用于自来水深度处理,国外始于上世纪20年代,我国沈阳市自来水公司于70年代尝试使用活性炭滤池。北京自来水公司自80年代开始进行活性炭去除嗅味的研究,北京自来水公司田村山水厂和第九水厂率先成功地使用了活性炭滤池,有效地降低了水中异嗅味和有机物的含量等。
北京自来水集团有限责任公司使用活性炭处理自来水,已有近20年的历史,全国其它大、中城市不同程度地进行了许多研究和探讨,但长期未能真正进入实用阶段。国家卫生部于2001年9月1日颁布实施新的<<生活饮用水水质卫生规范>>,代替一直沿用的85年的旧规范,以更高的标准检测自来水水质,这给全国水行业构成新的压力和动力。近几年来,北京已在扩大水厂改造规模,加大活性炭的使用量,上海周家渡水厂已实施生物活性炭臭氧水处理工艺,天津、甘肃、沈阳、抚顺、济南、广州、重庆、昆明和深圳等大城市已在陆续试用活性炭进行自来水深度处理或源水净化。浙江省杭州、嘉兴、桐乡、平湖等地的自来水公司,考虑到当地印染、皮革行业对水源的严重污染,做了大量的试验论证工作,正在和已经建设臭氧生物活性炭水处理工艺。在大城市的带动下,全国城市普遍推行活性炭法进行自来水深度处理工艺,必将在水处理领域大量增加活性炭的使用量。
● 2003年参观北京第九水厂的自来水生产工艺过程,了解的活性炭滤池情况如下:处理能力为150万m3/d,水源取自密云水库。源水经初滤、混凝深沉、砂滤、煤滤后进入活性炭滤池,该工序共有72座炭滤池,每座滤池水面积约95m2,单池滤床深1.5m,总用炭量5200t。(注:可试算如下,
95m2×1.5m×0.5t/m3×72=5,130t 设活性炭的堆密度为0.5t/m3)
90年代中期计算增加活性炭处理工序的产水运行费用为,平均每吨出厂水增加成本是0.02元。
●浙江省桐乡市自来水公司果园桥水厂一期改造工程于2002年7月动工,2003年5月投入运行,该厂总结初期情况如下:
一期8万m3/d一座,分为10格,单池面积48m2,滤速7.5m/h,水头损失0.6m,经常冲洗时强度8.0L m2 s,定期冲洗时强度12.0L/m2. s。
滤池采用原有水塔(砂滤水)进行重力反冲洗,冲洗强度由阀门调节,恒水位过滤。
滤料组成:承托层由卵石8-16、4-8、2-4、4-8、8-16各50mm组成。活性炭采用1.5mm柱状炭,柱长(2.5mm~1.25mm)﹥83%,厚度1800mm。
工程实施中采用两种煤质炭,7格使用1.5mm柱状炭,3格使用8×30目破碎炭。
活性炭滤池滤速8m/h,接触时间13.5min,采用砂滤水进行冲洗,由于利用原冲洗水塔进行反冲,需通过调节阀门开度控制冲洗强度,根据实际情况,反冲洗周期暂定为48小时,破碎炭冲洗强度10.5L/m2.s,冲洗时间6min,膨胀率17.8%,柱状炭冲洗强度16.0L/m2.s,冲洗时间6min,膨胀率17.6%。
预处理池于2003年4月19日通水,4月21日正式曝气,6月18日开始满负荷运行,最大进水量4600m3/h,一星期后氨氮去除率达70%以上,满负荷运行后,氨氮去除率平均在91%,浊度去除率平均27%,CODMn去除率10%,铁去除率22%,锰去除率56%;预处理运行后,常规处理效果得以提高,在同样加矾量情况下,浊度去除率达99.9%,沉淀水出口浊度从3~4NTU到小于2NTU,砂滤后水浊度小于0.5NTU,C0Dmn平均去除率从30%提高到44%,砂滤后水CODMn平均小于3mg/1,锰去除率从20%提高到75%。
深度处理臭氧活性炭5月1日投入运行,5月17日开始投加臭氧,6月18日开始满负荷运行,运行一周后,剩余氨氮去除率达到70%左右,生物膜基本形成,CODMn一个月内去除率在70%以上,一个月以后逐渐下降稳定在40%左右,说明初期主要靠活性炭吸附作用,后期生物作用占主导地位。从两种炭处理效果看破碎炭略好于柱状炭,基本接近。
预处理动力费用由两部分组成,一部分是因在常规处理工艺前增加预处理工艺,需要取水泵房提升1.5m水头增加的动力费用;另一部分是鼓风曝气的动力费用(气水比按1.5:1计算),合计单位成本约0.044元/吨。
深度处理部分包含:臭氧接触池进水提升电费及臭氧发生电费(0.09元/吨),液氧费用(含气站租赁费,0.049元/吨),活性炭(按使用寿命1.5年计算,单位成本0.046元/吨),合计单位成本约0.185元/吨。
运行成本总和0.229元/吨,加折旧0.076元/吨,预处理加深度处理的制水成本为0.305元/吨。
● 关于BAC滤池中活性炭的石英砂垫层
南方一些自来水公司在活性炭层下加设石英砂垫层,可降低出水浊度,对水中细菌有一定的截留作用,当然,应控制好反冲洗周期。
● 另提供几个BAC滤池的参阅资料。
牛和三
戴秀泽
二OO六年七月二十四日