2013粉末活性炭在天津水厂引黄水源应急处理中的应用

粉末活性炭在天津水厂引黄水源应急处理中的应用张菁华1臧效罡2刘超3李越11.天津市华淼给排水研究设计院有限公司天津3001902.天津市城市规划设计研究院天津3002013.天津津滨威立雅水业有限公司天津300011摘要：为解决黄河水的水质较滦河水差等问题，天津自来水集团投资建设凌庄水厂、杨柳青水厂、芥园水厂应急处理设施建设。采用粉末活性炭投加技术去除水中的色、嗅、味、有机物等，适应引黄水源的水质变化。关键词：粉末活性炭；预沉池；吸附中图分类号：TU991.35文献标识码：A文章编号：PowderedactivatedcarbonintheemergencytreatmentofYellowRiverinwatertreatmentplantinTianjinZhangJinghua,ZangXiaogang,LiuChao,LiYueAbstract:FacingtheproblemofpoorerwaterqualityoftheYellowRiverwater,TianjinWaterworksGroup'sLingzhuangplant,Yangliuqingplant,Jieyuanplanttakeemergencytreatmentfacilities.Powderedactivatedcarbondosingusingthetechnologyofremovingthewatercolor,smell,tasteorganicstoadaptthechangesinthewaterqualityoftheYellowRiverwater.Keywords:PowderedActivatedCarbon;Pre-sedimentationtank;Adsorption1项目背景近十余年，天津供水发生了较大的变化，在2002、2003、2004、2009年，曾引黄河水入津调剂。尤其是2006年执行国家饮用水卫生新标准后，对供水水质有了更高的要求，而且随着天津经济的不断发展，供水水量呈逐年增长趋势。在2009年引黄期间，根据2009年天津市发改委引黄工程批复的内容和实际的需求，天津自来水集团对津滨水厂、凌庄水厂、杨柳青水厂、芥园水厂进行应急设施建设，确保天津供水的安全。2原水水质分析作为长距离输水的水质情况参考，列出引黄济津水源情况（详见表1）。表1引黄原水水质表项目检测指标浑浊度23.6PH值8.34高锰酸盐指数（mg/L)6.5化学需氧量(mg/L)15.9氨氮(mg/L)0.82硝酸盐(mg/L)4.17亚硝酸盐(mg/L)0.056铁(mg/L)0.35总硬度（以CaCO3计）276耗氧量(mg/L)5.3氯化物(mg/L)125嗅和味（冷）腥Ⅲ总磷(mg/L)0.06耐热大肠菌群(CFU/L)1600黄河水在长距离输送中易受到有机污染,对比引滦水水质指标，引黄水的突出问题是：氨氮指标要普遍大于滦河水，引黄水氨氮指标5％时间属于III类及III类以上水体标准；大肠杆菌超出引滦水的几十倍。3粉末活性炭在饮用水处理中的应用活性炭吸附是去除饮用水中的有机污染物的有效方法之一，可吸附去除原水中的大量低分子量有机物，而且价格便宜，基建投资省，不需增加特殊设备和构筑物，应用灵活，尤其适用于水质季节性变化大、有机污染较为严重的原水预处理。在不增加大量投资的条件下，能取得满意的处理效果，也适合于我国现有常规处理工艺的改造。目前粉末活性炭技术已在天津市芥园水厂新建50万吨/日工程和新开河100万吨/日工程中运用并取得良好的效果。3.1粉末活性炭的选择粉末活性炭炭种的选择应根据原水的水质状况特别是有机物的分子量分布及其性质确定。根据天津市自来水集团常年的运行经验及国家863计划“北方地区安全饮用水保障技术”的部分成果，选择采用活性炭粒度大于200目，活性炭填充密度400g/L的产品。3.2粉末活性炭的投加方案比较根据实验结果，粉末活性炭对水中有机物的吸附分为两个阶段，第一阶段主要吸附低分子量物质，在低分子量有机物质吸附基本达到平衡时，再吸附大分子有机物。3.2.1预氧化前投加时，活性炭颗粒可有效地吸附低分子有机物，而对混凝可去除的有机物去除率不高，从而可以在保证充分的吸附时间的同时，又可有效的避免与混凝的竞争。3.2.2混合池投加时，粉炭对有机物的去除效果也较好，可解释为由于粉末活性炭被絮体包裹的程度与混凝剂的投加量有很大的关系。混合池投加时，水中颗粒仅以脱稳胶体或微絮体形式存在，絮体对粉炭的包裹作用很小，使得粉炭对水中有机物初期的强烈吸附作用得以较充分的发挥。3.2.3反应池投加效果较差，一方面是絮体对粉末活性碳的包裹作用增强，另一方面，由于活性炭颗粒带负电，不利于絮体的成长，影响了混凝对有机物的去除效果，从而此处投加对有机物的总体去除效果不高。经过以上分析，粉末活性炭在预氧化前投加去除率最高。3.3氧化剂对粉末活性炭的影响3.3.1水中残留氯对粉末活性炭的吸附效果有一定影响，根据相关资料，粉末活性炭应与氯相隔半小时投加。3.3.2粉末活性炭与高锰酸钾联用具有互补性，高锰酸钾预氧化可以改善粉末活性炭的吸附特性，粉末活性炭能够吸附部分有害的氧化中间产物，使饮用水更加安全可靠。同时粉末活性炭还能够使水中剩余的高锰酸钾还原，避免由于过度投加高锰酸钾而造成水中锰含量过高。3.4工程设计实例经过上述分析，黄河水在长距离输送中易受到有机污染，需要投加粉末活性炭来处理，天津市自来水集团对凌庄水厂、杨柳青水厂、芥园水厂均采取应急处理设施建设。具体建设情况见表2表2各水厂粉末活性炭间建设情况水厂投加点规模平时投加量应急投加量投加方式芥园水厂水源管道50万吨/日20mg/L40mg/L干式投加凌庄水厂水源管道50万吨/日20mg/L40mg/L干式投加杨柳青水厂预沉池1.5万吨/日20mg/L40mg/L干式投加活性炭投加装置为机电一体化产品，用于粉末活性炭的干法投加。投加系统由料仓、精密输料双螺旋、传动机构等组成。根据投加率和取水量精确、连续地将粉末活性炭投加到高速射流混合器中。粉末活性炭投加泵频率根据净水车间进水流量自动控制。4结语上述介绍的芥园水厂、凌庄水厂、杨柳青水厂粉末活性炭投加间工程已经于2010年建成并投入使用。在引黄和夏季水质恶化期间，对水中的色、嗅、味、有机质去除效果显著，取得了良好的水质保障效果，粉末活性炭作为一种良好的具有吸附性能的药剂，由于基建投资省、使用效果良好，已经越来越多的运用在新建和改扩建水厂中。参考文献1.应维琪,常启刚,张巍等.简易水处理活性炭的选择和应用方法[J].环境污染与防治,2005,（26）：430-4362.丁桓乳,闻人勤等.水处理活性炭的选择指标问题[J].中国给水排水,2000（16）：19-23粉末活性炭在天津水厂引黄水源应急处理中的应用作者：张菁华，臧效罡，刘超，李越作者单位：张菁华,李越(天津市华淼给排水研究设计院有限公司)，臧效罡(天津市城市规划设计研究院)，刘超(天津津滨威立雅水业有限公司)刊名：城市建设理论研究（电子版）英文刊名：ChengShiJiansheLiLunYanJiu年，卷(期)：2013(7)本文链接：