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活性炭滤料的选型和滤池设计

文章由中国环保网产品中心出品活性炭滤料的选型

活性炭是一种经过气化(炭化、活化)，具有丰富孔隙结构和巨大比表面积的炭质吸附材料。活性炭的吸附是水中污染物质在其表面的富集或浓缩。

因原水水质和活性炭产品的性能差异较大，对活性炭的选型必须进行吸附试验，以选择活性炭的规格指标及最佳的炭层厚度、滤速、接触时间、反冲洗时的膨胀率等工艺参数。

在参考了水厂选用活性炭指标的基础上，结合一年多吸附试验的运行经验，经过认真的分析比较，一期活性炭滤池选用了1．5rmn柱状炭和8x30目破碎炭两种活性炭。其选用理由：一是以上两种炭在吸附试验中均表现出较好的去除效果，二是希望进一步比较不同规格、不同指标活性炭在生产运行中去除效果的差别。粒径大于1．5mm的活性炭由于滤料之间间隙太大，影响处理效果基本不予考虑。参考了一期的运行情况，二期选用的活性炭在主要指标上作了一定的调整和优化，大胆使用了粒径更小的12x40目破碎炭，这种炭由于粒径小，重量轻，运行维护比较麻烦，但粒径越小，炭粒的间隙就越小，活性炭越容易吸附水中的物质，处理效果也更好。

活性炭滤料的投入过程一般分以下几个步骤：

①投入前的滤池清洗。活性炭投入前对活性炭滤池需采取很严格的消毒措施，用出厂水将滤池内的所有杂质冲洗干净，将浓度为15mg／L的氯水注入滤池，浸泡24小时后将氯水排出，反复将滤池冲洗干净，直至冲洗出水不含余氯为止。

②投入后的浸泡。投入活性炭后立即加入一定量不含余氯的滤后水，浸泡24小时以上，使活性炭湿透。欧美水厂一般将活性炭滤料与水充分混合(在活性炭中加入15％左右的水)，用泵打入滤池。这种方式便于活性炭的投入与取出，活性炭在投入过程中已经湿透，但是该方式需要增加附属设备及管道，滤池的造价相应提高，并且在投入过程中炭粒之间有剧烈的摩擦，对其强度有很高的要求，考虑到实际情况，果园桥水厂并未仿效。

③冲洗。在浸泡过程中，所有的细小颗粒和未被浸透的炭会慢慢的浮上水面。经数次反冲洗，炭层中的细小颗粒和未被浸透的炭得以去除，炭粒孔隙中的空气被置换出来，使活性炭的吸附能力得以充分发挥。生产出来的活性炭一般呈碱性，冲洗后其PH值达到中性，不致于引起运行时出水PH值超标。

④炭床分层。反冲洗时冲洗强度需逐渐增加到炭床的膨胀率为30％左右，并稳定保持10～15min。在此过程中，炭床发生分层，即大小颗粒重新分布，细小的颗粒随冲洗水流上。在活性炭滤料滤池设计中，几个重要的工艺参数特别需要引起重视：

①滤速。它是影响水质和运行管理的一项重要指标，与进水流量(即生产规模)和滤池面积有关。因此在正常运行中无法调整滤速，设计时首先必须考虑选择合理的滤速。在一定的炭层厚度条件下，滤速越慢接触时间越长，接触时间越长则活性炭的吸附效果越好，出水水质越佳。欧美水厂活性炭滤池的滤速一般为7．5～15m／h。

③排水槽距离炭层面的高度。问距过小易造成反冲洗时炭粒流失，问距过大则不利于反冲洗废水及时排出，还会多消耗反冲洗用水。根据果园桥水厂现场实测，气冲洗时由于滤板下产生的气垫层以及气体在水中占有了一部分体积，水位要上升45cm左右，新炭投入后使用一段时间，经数次反冲洗炭层日渐蓬松，炭层厚②炭层厚度。炭层厚度一般以sV值作为衡量标准。SV值表示单位时间内单位体积活性炭的处理水量，SV=Q／Cv，Q为每小时处理水量(m3/h)，Cv为活性炭的体积(m3)，SV值为4--8能保持较好的处理效果。欧美水厂活性炭滤池的炭层厚度一般为1．8--3．6m。

③排水槽距离炭层面的高度。问距过小易造成反冲洗时炭粒流失，问距过大则不利于反冲洗废水及时排出，还会多消耗反冲洗用水。根据果园桥水厂现场实测，气冲洗时由于滤板下产生的气垫层以及气体在水中占有了一部分体积，水位要上升45cm左右，新炭投入后使用一段时间，经数次反冲洗炭层日渐蓬松，炭层厚

度较刚投入时增加约15cm左右，再考虑到以后补充新炭增加炭层高度，设计时应适当留有余地。

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