9.11 ! 颗粒活性炭吸【附
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Ⅰ ! 一般规定
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?9.11.1 当!原水中?有机物含量》较高时宜采用臭氧-!生物活性炭》处理工艺《采用活性炭吸附处】理,应,对原:水进行多年水质【监测分析原水—水,质的:变化规?律和趋势经》。技术经?济,比较:后可采?用活性炭吸附处理】工,艺或臭氧-生—物活性炭处理工【艺
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9.11.2】 通常情况下针对!不同的原水水质和】工,艺目标经过》一个水文年的—中试研究来确定【设计参数较为科学合!。理参照相似条件下的!经验确?定也是一种基本方法!
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9.11【.3 ?。 为尽量发》挥颗粒活性》炭的吸附性能降【低水中悬浮物对活】性炭吸附性》能的影响故》以纯:吸附为目《的的炭吸附》工艺一般应设—在,。。砂滤:之后而臭氧-生物活!性炭:工艺则因净水功能较!多且存在生物—泄漏风险故可根据需!求设在?砂滤之后或砂滤之前!
—。 通常滤后水!经,过,下向流颗《粒,。活,性炭吸附池后浊度会!增加0.《。1NTU~0.2】NTU当颗粒—。活性炭吸附或臭氧-!生物活性炭工艺【设在:过滤之?后时除进行消—毒外已无进一步【。。降低浊度的》工艺措施因此将进水!。浊度控制在较低【值能保证《出厂水浊度小于【1.:0NTU
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】 聚丙烯酰胺作为混!。凝剂在某些沉淀(澄!清)工艺《中有一定的应用由】于聚丙烯酰胺—具有胶?水,的,特性一?旦泄漏进《入活性炭池可能【会封闭部分活性【。炭表:面孔隙而影响—其吸附性能因此应】对前:序工:艺使用?聚丙烯酰胺》的量进行控制
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— 现有水厂改造时如!果不具?备新:增,炭吸附池的条件【也可考虑将原—有砂滤?池改造成炭砂滤池】同时发?挥砂滤除浊》。和活性炭对有机污】染物的吸附和—生物降解去除—作,。用
9】.1:1.4 《 据对目《前国内外颗》粒活性?炭吸附池的应用情】况了解大部分采用】下向流(降流式)】。也有部分采用—上向流(《。升,流式:)的:选择的主要考虑【因素包?括其在工《艺流程中的》作用、位《置和:运行经验《还可结合《池型和排水要求等因!素的考虑
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由于下向!流颗粒?活性炭吸附池运行时!活性:炭,处,于固定床模》式在采?用较:小粒径的活性炭时】。可使其出水浊—度与进水《浊度基?本维持?不变而上向流—颗粒活性炭吸附池运!行时活性炭处于浮动!床状态对水中浊度】(悬:浮物引?起)无任何去除【。能力且?其,出水中夹带》得细小炭颗粒—会使出水浊度—有一定的增加为保】。证出厂水《。。浊度小于1NT【U故规定位于砂滤之!后的颗粒《活,性炭吸附《池应:釆用下向流
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—当颗粒活性炭吸附池!。位于砂滤之前时由于!进水:中浊度(悬浮物引】起,。)较砂滤后高采用】下向流会使颗粒活】性炭吸附《池同时被动地承担了!除浊的任务导致【。过滤周期缩短和冲】洗频:次增加?活性炭的物》。理和机械性能—下降较快(》国内一些应用案例已!表明了这《种现:象的存?。在)而采用浮—动床运行模式—的上向流《颗粒活性炭吸附池则!不存在这《些问题因此》颗粒活性炭吸附【池位于砂滤之前时宜!采用上向流此—外因水?流通过浮动床的【。水,头损:失明显小《于固定床采》用上向流颗粒活【。性炭吸附池》可明显降《低中:间提升能耗甚至可不!设中间提升设施
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9.—。11.5 》 为避?免炭吸附池冲—洗时对?其他工作池接触【时间产生《过大影响炭吸附池】应设有一定》的个:数为:保证一个《炭吸附池检修—时不致影响整个水厂!的正常?运行规定炭吸附池个!数不:得少于4个
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《 据《了解近十《多年:来我国新《建的大中型水厂的】炭,吸附池单格面积大部!分,在100《m2左右最大—单格面积的是上海】杨树浦水厂15【8m2的炭吸—附池
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9.11.6【 据调查国内早】期的颗粒活性炭吸】附池:较,多采用单水》冲洗的普通快滤池】和虹吸滤池形式近十!年来则较多采用气水!联合冲洗《的普通快滤池或翻板!。。滤池形式运行效果】总体稳定虽然也【有个别采用Ⅴ—型滤池形式的—案,例但考虑《到颗粒活《性炭吸附池》需,采取膨胀冲洗方式】进,行冲洗Ⅴ型》滤池是适《用于砂滤《料微膨胀冲》。洗,的池型应用在—炭吸附池《上较难解决》冲洗时的跑炭—问题故未将其列入适!。用的池型《
— , ?当设计规模》小于50 》000m3》/d且用地较为【宽敞时经过》经济技术比较可【采,用,压力滤?罐
【。9.11.7 【 活性?炭是:用含:炭为主的物》。质制成如煤、—木材(木屑形—式)、木炭、—泥,煤、泥?煤焦炭、褐煤、褐煤!焦炭、骨、果壳【以及含炭的有机【废物等为原》料经高温炭》化和活?化两大工序制成的多!孔性疏水吸附剂【
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!。。活性炭按原料不同】。分为煤质活性—。炭、木质活性—炭或果壳活性炭等】;按形?状分为?颗粒:活性:。炭(GAC)与粉末!。活性:炭(PA《C)其?。中GAC用于炭【。吸附池PA》C作:为投:加的吸附剂用—于预处理或应急【处理;煤质颗粒活性!。炭,分柱状炭、柱状破】碎,炭、压块破碎—炭和原煤破》碎,炭
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? 国?内早:期水厂运行的炭吸附!池大部分釆用煤质柱!。状炭近年来则开始】较多采?用柱状破碎炭、【压,块破碎炭和原—煤破碎炭其中以【柱状破碎炭和压块】破碎炭为《主
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】 现行行业》标准生活饮用—水净水厂《用煤质活性炭CJ/!T 345》-2010规定的】技术指标见表—13
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表13 】。 净水厂用煤—质活性炭技术—指标
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续表—13
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—注①200目对应尺!寸为:75μm《。通过筛网的产品【大,于,或等于9《0,%;
!。 , 》 ②适用于降流式固!定床使用的不规则状!颗粒活性炭》
9.1!1,.,8, 因不《同水温时水的黏【滞度不同导致活性】炭,在相同水流上升速度!的条件?下出:现不同的膨胀度水】温越低膨胀度—越高因此在》。确定上向流颗粒【活性炭吸《附池的滤速(上升】流速)?和颗粒活性炭—吸,附池的反冲洗—强度以及进行—颗粒活性炭吸附【池高程?设计时根《据设计选《定的活性《炭规格与设计水【温、滤速和反冲洗强!度,结合由活性炭供【应商提供的》或由第三方》测定得出的》该规格的《活性炭膨帐度曲【线,核算:各种:设计条件《下滤池?高,程布置?是否满足活性炭膨胀!充分:和不跑炭是保障【所设计的炭》吸附池能否稳定运】行的一?项关键设计工—作
【9.11.》9 : 对露天《设置的?炭吸附池《的池面采《取隔离或防护措【。施可:有效防?止夏季?强日照时池内藻类滋!生避:免初期雨《水与空?。气中的粉尘对水质可!能产生的污》。染通:常可采取池》面,加盖:或加棚等措施
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》 ? 对室内设置的炭】吸,附池的池面上—部建筑空间强化通风!则可防止水》中余臭氧《(采:用臭氧-《生,物活:。性炭:工艺时)可能逸出对!生产人?员的伤害《通常:可采取强化机械通风!。等措施
!9,.,11.1《0 由于钢筋混凝!土池壁结构设—计是允许裂》缝出现?的当裂?缝过宽?过,深时会使《。磨损的炭粉掉—到缝中接触到钢【筋,混凝土表层的—钢筋对钢筋产—生电化?学腐:蚀而影响炭吸附【池结构的耐久性和】安全性通常裂缝【的宽度、深度与【混凝土?。。的抗渗等级呈负【相关因此可》通过适当提高—混凝土的设计抗渗】等级或?池,内,壁的混凝土保护【层的厚?度,来提高?其,防裂防渗性能有条件!时还可?在混:凝,土表面涂装可覆盖】混凝土?表面细微裂缝—的涂:层
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9《.11.11 】活性炭既可采—用人工装卸也可【采用水力输送装卸】由于人工装卸—劳动强?度,大和粉尘《严重且?炭,粒易磨损破碎故规定!宜采用水力输—送装卸
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当采【用水力输炭时—输炭管可《采用固定方式亦【可采用?移动方式出炭、进】炭可利用水射器或】旋流器炭《粒在水力输送过程中!既不沉?淀又不致遭》磨损破?碎的最佳流速为0.!75m/s》~1.5m/s【
】Ⅱ 下《向流颗粒活性—炭吸附池
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9—.1:1.12 与【。传,统的过滤《不同炭吸《附池是通过待处理】水与活性炭的—一定时间接触来完】成对水的吸附净化】故,其,主要设?计参数是空》床停留时《间据调查目》前国内?较多采用1》0m:in左?右的空床停》。留时间和1.5m】~2.?0,m的床厚在》空床停留时间确【定后滤速和炭床厚】度应结?合占地面积、—水头损失、活性炭】粒径和机《械,。强度等因素综—。合考虑后合理—确定当?占地受?到较大限制和水厂水!。力高:程布置较宽》裕,时,可采用?。厚床、?。高,滤速、粗《粒径和机械强度稍高!的活性?炭(柱状《。炭,、柱状或压块破碎】炭)的组合方—式反之则宜采用中等!厚度或和中低滤速的!组合方式
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: 表14为日!本水道协会日—。本水:道设计指针(201!2年版)《中颗粒活性炭滤池设!。计参:数供参?考
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表1《4 日本颗粒【活性:炭吸附池设计参数】
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【 南:方,地区水温较高有生物!。膜脱落风险时—在炭床下宜设一定厚!度(通过《试,验)的石英砂
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?9.1?1.:。13 由于单水冲!洗效果?不,如气水联《合冲洗?故需要进行定期【增强冲洗《以冲掉附着在—炭粒:上和炭粒《间的黏着物周期【。一,般可按30d考【虑
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, ? ,在同样水《冲洗:强度:。。条件下因低水温会导!致活性炭过度—膨胀造?成活性?炭流失故水》冲宜:釆用具有调节水量能!力的水泵冲洗—方式具体方法可采】。用变:频水泵?或,增加水泵台》数以及在水冲洗总】管设计量设》备等措施
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由于活!性炭对氯有较强【的吸:。附能力为防》止,反洗水中存在余【。氯而无谓牺牲—活性:炭的吸附性能故规定!。采用砂滤池出水为】冲洗水源时滤池进】水不:宜,加氯
】 表15为日!本水道协《会日本水道设计指】针(2?012?年版)中颗粒活【性炭吸附池设计冲】洗参数供参考
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表15 日!本颗粒活《性炭吸附池》设计冲洗参》数
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9.11【.,。1,4 : 炭吸附池若采【用中阻力配》水(气)系统可采】用,滤砖经工程实践验】证滤:砖承托?层粒径?级配(五层承托层)!。可参照?采用表1《6数据或通过试验确!定
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表16 !滤砖承托层》粒径级?配,(五层)
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9?。.11.1》5 炭层经冲【洗后:重新启动《。通常存在初期—出,水浊度升高的现象】当炭吸附位于砂滤】后时因其后一般【。已无其他《进一:步,降低:。浊,度的工艺措施从保障!出厂水?浊度稳定的角度考宜!设置初滤水排放设施!在炭滤池重》新过滤时先排放初滤!水处滤水排》放时:长一般可按1—0min~20mi!n考虑?。
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9:.11.《16 《目前:炭砂滤池《的应用案例》较少设计参数应【经过:试验或参考相似【工程经验已建成【的,几个工程案》例炭砂滤池设计【滤速6m/h~9m!/h活性炭层空床接!触时间宜采用—6min《~,。10min宜—采用压块颗粒—破碎炭炭粒径8【目×30《目,砂层采用石英砂级配!滤料d10=0.】55mmk8—0<:2.0砂《层厚度宜满足L【/d10值≥10】00炭砂滤池冲洗】采用单水冲洗—或先气?后水冲洗方式冲【。洗参数同煤砂双层】滤料滤池
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Ⅲ 【上向流颗《粒活性?炭吸附池
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—9,.11.17 】。考,虑到上向流炭—吸附:池运行时炭床必须处!于浮动床状》态同:时考虑到水温越低炭!床膨胀度《越高这一限制条【件因此与下》向流炭吸附池相比其!空床停?留时间?、滤速(上升—流速)和炭床厚度均!不宜过大《否则会导致吸附池】的高度较高而不经济!
9.】11.?18 因在上升水!流中活性《炭,的膨胀度与水温呈线!性的负相关关系为】保证上向流》炭吸附?池运行时炭》床处于?适度的膨胀悬浮状态!。同时:又要避?免过度膨胀而造成滤!料流失故做出—本条规定此外在相同!水温和上升流速的条!件下活性《炭,的粒度越小膨—胀度越高通常上向】流,炭吸附池采》用粒:。度较小30》目×60目》规,格因此设计》时除水温和上升流】速外还应结合活性】炭的粒度选择—综合:考虑
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9.1【1.19 》 对出?水,堰的溢流率做一定的!限制可较好地防止细!小炭粒被《出,水带出
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9.《11.20 【上向流炭吸附池因处!于浮动?。床的运行状态不存在!滤床堵塞《问题冲?洗主要是洗掉炭粒】表面:老化的生物》保持活性炭持续的】生物作用故冲洗周】期相对下向流可更】长釆用气水冲洗则】有利于?。提,。高冲洗效《果,节约冲洗《水量因水流经过上向!流炭吸附池后的浊】度几乎很少变化故】也可采用进水作为】冲洗水源《
— ? ,在同样水冲洗强【度条件下《因低水温会导致活性!炭过度膨胀造成【活性炭流失故水冲】宜采用?具有调节水》量,能,力的水泵冲》洗方式、《具体方法《可釆用变频水泵【或增加水泵台数以及!在水冲洗总管设计量!设备:等措施
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9.11.—21 《由于上向流炭吸【附池的应用案例相对!较少本条规定是【基于对?近年来投产运行【的部分案例的—。调查而确定
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