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饮用水厂活性炭更换
文章作者:韩研网络部 更新时间:2018-9-21 15:53:42

  饮用水厂活性炭更换,由于气候变化,很多自然饮用水中存在天然有机物质增多。这些有机物能与氯结合形成致癌消毒副产物,促进水中的细菌再生,并产生颜色,味道和气味,进一步影响饮用水的质量。活性炭过滤是许多饮用水净化设施的步骤,可提高分布式水质的稳定性。

  活性炭的更换改善饮用水过滤

  介绍的饮用水处理厂有七个使用活性炭的过滤器,可从上游上流式快速砂滤器接收滤液。来自两个大厅的水从两个相反的方向进入七个过滤器中的活性炭(图1)。过滤器中的介质由三层组成。使用来自饮用水厂的成品水每96小时进行过滤器的反洗,以洗掉吸附的絮凝物并限制过滤器上的生物生长。在活性炭没有更换之前,所有过滤器都包含老化的活性炭(>3年)。可以得知,假设每个过滤器充当物理和生物过滤器,3年后活性炭几乎没有吸附能力,所以活性炭必须得定期更换。

  活性炭过滤系统改进

  我们研究了五个活性炭的过滤器,其中三个在实验期间被改造(F4,F6和F7),两个作为没改造的对比。由于在活性炭之前没有采样点,因此使用建立了一个数值模型,以计算进入每个过滤器的水量。这表明A室向过滤器F1,F6和F7供水,而B室则向过滤器F3,F4和Rf5供水。参考滤波器Rf2主要接收来自A室的水(来自A室的73%)。因此,将修改的滤波器F6和F7与参考滤波器Rf2进行比较,并将修改的滤波器F4与参考滤波器Rf5(图1)进行比较。

  图1:连续上流砂滤器和活性炭平行下游过滤器的示意图。深灰色框(F4,F6和F7)是经过改造的活性炭过滤系统,浅灰色框(Rf2和Rf5)是未改造参考活性炭。存在附加过滤器(F1和F3)。

  在本研究的实验过程中,活性炭的修改如下:在改进的活性炭滤器中,10%床层高度饱和活性炭被新的活性炭取代,该新活性炭浸泡在清水中24小时几小时去除过滤介质中的任何吸附空气。在改造过程中,改造后的过滤器不能运行,水流量增加到其他过滤器。为了避免在实验期间破坏饮用水的总体供应,对不同的过滤器依次进行改造。使用新活性炭补充过滤器的过程大约需要40小时,其中包括以下步骤:

  1.安装液压泵和喷射器,通过在过滤器周围操纵抽吸软管,从过滤器上除去顶层活性炭浆液。泵送时间与需要移除的活性炭质量成比例。

  2.将浸泡过的新活性炭分配到旧过滤材料之上。分发时间与要更换的活性炭的质量成正比。

  3.通过反复反冲洗过滤器,从新活性炭中消除黑色碳粉和灰分。由于高细颗粒,通常丢弃第一滤液。反洗时间与补充的活性炭质量成正比

  4.在将过滤器恢复使用之前,通常要检查生物水质。

  新的活性炭具有微孔结构,因此预期有利于小有机化合物相对于较大的有机化合物的吸附。由于现有的活性炭和添加的活性炭具有相似的密度和大小,因此在反冲洗过程中它们会彻底混合,以便新的活性炭在整个活性炭过滤器中分布。重要的是,添加的活性炭密度与现有活性炭相匹配,并在整个滤器中均匀分布。不然过滤介质将不会彻底清洁,可能活性炭将在反洗过程中被冲洗掉。

  图2:改造后的(F6,F7和F4)和参考(Rf2和Rf5)过滤器中活性炭对有机物级分的去除效率。误差棒表示通过误差传播计算的标准误差(N=4)。

  改进活性炭过滤器中有机物质的去除效率

  活性炭对所有光学活性(吸收/发荧光)有机物和有机碳的总体去除效率如图2所示。该图上的误差条表示由误差传播方法计算的标准误差,并且对于荧光测量而言最小。图2表明,与有机碳代表的较宽有机物池和不发荧光的UV吸收分数相比,本研究中的生物过滤器优先去除有机物组分。有机碳的相对低的去除表明大部分有机物池由非荧光部分组成,具有相对差的去除。然而,在活性炭补充后,包括有机碳在内的所有三种级分的去除均得到改善,表明对有机物去除具有积极的总体影响。由于没有与新活性炭相关的生物去除,增加的去除最可能归因于吸附到新的活性炭过滤材料上。

  活性炭更换的经济方面

  从经济角度来看,添加一层活性炭比再生或更换一整罐的活性炭更经济。虽然改造活性炭过滤器有一些固定成本(例如管理和安装时间,泵的采集和安装,生物测试),但大部分成本与将要更换的活性炭数量成正比,提取和分配泵的时间,反洗时间,运输和处置成本)。生物活性炭系统的运营成本远低于活性炭系统,估计节省约2-3倍,包括延长4-5倍的使用寿命。在活性炭生物过滤器中保持了90%的过滤介质,因此在新活性炭提高吸附的同时,生物降解继续有助于有机物的去除。

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