粉末活性炭投加系统在水厂的应用

ZhuangbeiYingyongyuYanjiu♦装备应用与研究粉末活性炭投加系统在水厂的应用洪连升(江苏省设备成套有限公司，江苏南京210009)摘要:沭阳县第二自来水厂水源引水取自沭淮河中段，水体水质总体稳定，由于沿线兴建各种配套工程，春秋之交，蓝藻污染严重时，水质会受到较大影响。粉末活性炭投加系统在水源突发性污染应急处理，改善水质状况方面可起到极其重要的作用，现简要介绍粉末活性炭投加系统的组成、设备原理和特点，并对投加点、投加量以及系统对改善水质所起的作用进行分析和探讨。关键词:粉末活性炭;投加系统;料仓0引言粉末活性炭是以弱粘煤为原料，经过选煤、炭化、活化、筛分而成的有大量空隙结构的吸附性材料。外观为黑色细微粉末，具有孔隙结构发达、比表面积大、吸附能力强的特点，因而广泛应用于自来水除味净化处理工艺中。1粉末活性炭系统的组成、工作原理、设备特点1.1系统组成沭阳县第二自来水厂项目粉末活性炭投加装置位于水源厂内，由料仓(仓体、振荡器、料位显示仪）、给料系统(变频调速给料机)、物料输出系统(斜倾螺旋输送机)、溶解系统(溶解罐、机械搅拌机、磁翻板液位计、上下液位浮球信号）、投加系统(螺杆泵、电磁流量计、电动阀）、控制系统(PLC控制柜）等组成。1.2工作原理粉末活性炭贮存于20m3料仓中，通过振荡器将料仓内粉末活性炭疏松，变频调速给料机均勻、定量下料，螺旋输送机将粉剂送入3m3溶解罐内，在溶解罐中，搅拌机对溶液进行充分搅拌溶解，制备的溶液由投加泵送至活性炭投加点。溶解罐设置排污口，管路设置过滤器定期清除活性炭原料中的杂质(煤渣、不溶性杂质），保证管路畅通不堵塞。1.3设备特点料仓内的粉料多少由料位显示仪显示。低位时，PLC控制柜面显示为缺料状态，蜂鸣提醒操作者及时备料。在进料过程中仓内粉料注满时，控制柜面显示高位，提示操作者仓内物料已注满。在进料过程中容易产生粉尘，对周围环境、员工的操作条件产生影响，因此，需在进料时开启除尘器振动电机，在粉末活性炭卸压入仓过程中，仓内空气通过除尘器布袋被挤出时，带着未能快速沉降的细小粉尘，此时除尘器工作进行收尘，振动电机对产生的粉尘进行收集、聚结并振打，将附在布袋表面上的粉尘振打下落回到粉仓内。由于粉末活性炭具有爆炸危险性，因此粉末活性炭投加间所有电气设备，如开关、插座、灯具、接线盒、配电箱、起重机等必须符合防爆要求。粉末活性炭系统具有粉料入仓自动收尘处理、料位多点显示;振荡疏松;变频调速给料机均勻、定量下料;螺旋输送机恒量出料;机械搅拌乳化;湿式收尘，防止乳化过程产生飞尘；螺杆泵自动投加，可根据需要调节流量；断水系统自动停运、来水自动启运设置;系统PLC程序自动化控制的特点。2粉末活性炭投加点设置沭阳二水厂净水厂深度处理有臭氧及活性炭系统，因水源厂与净水厂相距较远，为避免蓝藻及突发性污染事件对源水水质的影响，水源厂设计了加氯系统、一体化加药装置（高锰酸钾)及粉末活性炭投加系统，粉末活性炭投加点共两处：吸水井投加(泵前投加）、浑水管线投加(泵后投加）。粉末活性炭投加间的投加设备通过管道系统送至投加点，为减少粉末活性炭对高速运转离心泵叶轮的磨损，在实际运行过程中，水厂尽可能采用泵后投加方式。粉末活性炭投加后，取水口的源水经11km管网，约30min进入净水厂浑水配水井，可以使粉末活性炭的吸附作用得到充分发挥。对于常规的混凝、沉淀、过滤水处理工艺，在水源厂投加粉末活性炭能充分发挥其吸附作用，并在混凝沉淀池前增加前臭氧处理工艺，从而更好地改善自来水水质。有些项目设计在净水厂投加粉末活性炭，这种投加方式分为两种情况:第一种是在混凝沉淀池前端投加粉末活性炭。当混凝沉淀池内加入聚合氯化铝絮凝剂后，在絮凝池中形成的微小絮体尺度发展到与粉末活性炭颗粒尺度相近的位置应是最佳投加点。在该点投加既可避免竞争吸附，又可使絮体对粉末活性炭颗粒的包裹作用最小，可以充分发挥粉末活性炭的吸附效率。第二种为滤前投加。粉末活性炭进入滤池后，可能会堵塞滤料层，使滤池的工作周期明显缩短，直接影响产水效率。此外，粉末活性炭还有穿透滤层现象，吸附时间难以保证。此种投加一般较少采用，因此，实际工程中，投加点的选择需要根据项目具体情况，结合源水水质和水厂工艺特点、水力条件等因素综合考虑。3粉末活性炭投加量及投加浓度的确定粉末活性炭的投加量一般需根据水质污染状态确定。给水设计规范要求粉末活性炭的投加量“宜为5〜30mg/L”。粉末活性炭炭浆质量分数一般为5%〜10%，但在湿式投加中多采用5%，这样可使炭浆快速扩散，与水体充分混合，从而避免投加管道堵塞以及其他机械故障。在实际运行过程中，由于自来水压力不足，输送距离较远，管路极易堵塞。通过优化设计，提高水泵扬程，增大管网压力，同时精选优质粉末活性炭，增设过滤装置，定期拆洗粉末活性炭投加管路系统，适当加粗水管管径，减少直角弯，每次停泵后，对投加管道进行清水冲洗，保证管道畅通，可以达到顺利投加活性炭的目的。4粉末活性炭投加系统能有效改善自来水水质4.1粉末活性炭投加对出水浊度的影响粉末活性炭投加后，其良好的吸附性能可使其吸附在絮状物上，促使絮状物的密度增加，（下转第35页）机电信息2016年第27期总第489期33ZhuangbeiYingyongyuYanjiu♦装备应用与研究■图3曲线路径图根据机器人运动影像拟合机器人实际运动路径与曲线路径,路径对比如图4所示。以机器人底盘中心点代表其位置，虚线表示中心点移动路径，实线表示跑道边界。实验中机器人没有越出跑道，并且贴近曲形跑道的中心(上接第33页）线行驶。结果显示，机器人跟踪弯道较为生硬，转弯圆滑度存在一定失真，尤其是在连续弯道时较为明显，但是总体上曲线行驶效果仍较为理想。5结语机器人对于简单路径的跟踪效果较为理想，但是在实际运行过程中路径复杂，连续转弯的情况也很多，并且会有各种干扰因素影响反馈信息的采集，因此，如何提高机器人运动的稳定性还需进行进一步的研究。7[参考文献][1]韩建文.基于飞思卡尔单片机智能车的设计[J].电子制作，2014(1)：59-60.[2]廖志飞，刘海刚，陈庆威，等.基于线性CCD的两轮自平衡智能小车控制系统设计[J].电子设计工程，2014,22(20):92-94.[3]雷永锋，刘勇，黄喜恒.基于线性CCD的智能循迹小车设计[J].科技视界，2014(21):34-35.[4]高月华.基于红外光电传感器的智能车自动寻迹系统设计[J].半导体光电，2009,30(1):134-137.收稿日期=2016-08-30作者简介：周天成（1993—)，男，浙江台州人，研究方向：电气工程专业电气传动。熊远生（1979—)，男，河南新县人，博士研究生，副教授，研究方向：新能源发电及控制。从而使水中大量的有机物以沉淀的方式去除。絮状物附着了大量的有机胶体漂浮在水体上，助凝效果明显。粉末活性炭投加后，经过絮凝沉淀池、V型滤池后，出厂水浊度能下降60%以上，自来水质量改善效果非常明显。4.2粉末活性炭去除自来水的色度效果明显粉末活性炭去除自来水的色度效果明显，而色度的去除效果越好，表明水中的有机物被去除的效果越好。但并非投入的活性炭量越多去除效果越显著，应根据水力条件和水质情况，来决定粉末活性炭的最佳投加量。4.3粉末活性炭投加对去除水质异味效果明显水体受蓝藻污染或河道泄洪时，河水水质变差，藻类在水中快速繁殖，水中有机物和腐殖质增加，散发出大量的异味。粉末活性炭投加后，去除异味的效果非常明显，能减少因异味导致的水质投诉，对保障水质安全起到了重要作用。4.4粉末活性炭投加有助于藻类的去除粉末活性炭投加可抑制水中的藻类快速生长，同时，与聚合氯化铝助凝剂相互作用，可使源水的助凝效果得到有效提升，水中的颗粒数量增加，并形成絮凝剂的晶核，通过混凝沉淀的方式来去除藻类。因此，粉末活性炭对去除氨氮以及油脂效果非常理想。4.5粉末活性炭投加有助于去除水体有毒有害物质粉末活性炭能去除水中难降解的有机物、氮和磷等能够导致水体富营养化的可溶性无机物，而且还能有效去除铅、铬、锰等重金属，可使水体有机污染相关的各项指标得到控制，还可使生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)得到最大限度的控制。这表明在去除有毒有害物质方面，粉末活性炭的投加效果较显著。5结语投加粉末活性炭是一种成本较低、见效较快的水质提升方法，对一些规模较大、水质较易受污染的自来水厂，可通过粉末活性炭投加的方式改善水质，借助其显著的助凝作用将大量的有机物去除，使出水水质得到显著提升。粉末活性炭投加是一种可靠的净化工艺，对提高自来水质量有着重要意义，应将其纳入到自来水日常管理中。7[参考文献][1]张艳，吴德意.粉末活性炭投加系统在自来水厂的应用[J].科技致富向导，2013(3):64.收稿日期=2016-09-14作者简介：洪连升（1968—)，男，江苏海安人，工程师，研究方向：市政环保。机电信息2016年第27期总第489期35