某水廠2004年~2005年的運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，水廠取用的原水水質(zhì)較差。水中所含某些有機(jī)物或無(wú)機(jī)污染物經(jīng)生物預(yù)處理、強(qiáng)化混凝沉淀仍然不能去除時(shí)，可利用活性炭吸附。由于活性炭具有發(fā)達(dá)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和巨大的比表面積，對(duì)水中溶解性的有機(jī)污染物，如苯酚類化合物、油類具有較強(qiáng)的吸附能力，能很好去除異臭異味、色度。因此在凈水工藝中采取在原有凈水工藝的基礎(chǔ)上增加活性炭濾池(見(jiàn)圖1)。

1、活性炭濾池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

活性炭濾池沿用普通快濾池結(jié)構(gòu)，濾池底標(biāo)高-0.75m，承托層厚0.55mm，活性炭層厚1.5m，炭層頂標(biāo)高為1.30m，設(shè)濾層淹沒(méi)水深1.00m，濾池內(nèi)設(shè)計(jì)水位2.30m。

從節(jié)約能耗、方便管理、延長(zhǎng)活性炭使用壽命的原則出發(fā)，擬維持單獨(dú)水反沖方式，由于活性炭比重輕，較大的反沖洗強(qiáng)度將導(dǎo)致活性炭流失，屋頂沖洗水箱進(jìn)、出水共用1根DN600管道，擬在該管道上增設(shè)手動(dòng)閥1只，控制水沖強(qiáng)度，池底采用大阻力配水系統(tǒng)，水沖洗強(qiáng)度8-12 L/m²·s，濾料膨脹率控制在33%。

8根尺寸為0.3m(B)x0.375m(H)排水槽組成了濾池的洗砂排水槽排，水槽頂標(biāo)高為2.25m。由于活性炭濾池過(guò)濾水頭損失比石英砂小，為控制炭上水深，擬在出水管上加裝1只DN400電動(dòng)蝶閥調(diào)節(jié)控制水位。

目前活性炭單層濾料厚度1500mm，濾速9.6m/h，接觸時(shí)間為9.4min。

2、活性炭濾池的運(yùn)行管理

根據(jù)活性炭濾池在生產(chǎn)工藝中所處位置，制定了適合該池生產(chǎn)運(yùn)行的管理方法：

2.1嚴(yán)格控制進(jìn)水濁度

由于受工藝條件的限制，活性炭濾池被置于沉淀池后，采用活性炭處理的目的是為了更有效的去除有機(jī)物，而不是為了截留懸浮固體，炭濾池的進(jìn)水濁度一般控制在1.0NTU以下，否則容易造成炭床堵塞，縮短吸附周期，因此在今后的運(yùn)行中對(duì)進(jìn)水濁度應(yīng)該提出更高的控制目標(biāo)。

2.2 進(jìn)水余氯的控制

活性炭可以吸附水中的余氯，而且不利于生物生長(zhǎng)，余氯對(duì)活性炭表面的生物膜會(huì)產(chǎn)生很大的破壞，因此活性炭濾池進(jìn)水不得含余氯，針對(duì)此特點(diǎn)，加氯點(diǎn)后移至炭池后。

2.3增加水中的溶解氧

成為生物活性炭取決于水溫、微生物利用的原水中所含基質(zhì)種類、水中細(xì)菌濃度和種類、反沖洗方式和反沖洗周期以及溶解氧。利用鼓風(fēng)機(jī)曝氣增加了水中的溶解氧，并且使進(jìn)人炭層內(nèi)部的水中留有一定的溶解氧，保證了炭層中生物的需要。去除有機(jī)物、氨氮需要消耗大量的溶解氧，通常在1:4以上，每氧化1mgNH₃-N為NO₂-N，需要消耗3.34mg的溶解氧，每氧化1mg-NO₂-N為NO₃-N需要消耗1.14mg的溶解氧。經(jīng)過(guò)鼓風(fēng)沖氧，濾前水溶解氧能保持在6.0-7.0mg/L，基本處于飽和狀態(tài)，使活性炭的生物作用得以穩(wěn)定發(fā)揮。

2.4反沖洗的控制

隨著活性炭濾池運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，炭粒表面及炭層中積累的生物和非生物顆粒的數(shù)量不斷增加，導(dǎo)致炭粒間隙減小，水頭損失增加，影響活性炭濾池的出水水質(zhì)和產(chǎn)水量。如果反沖洗時(shí)炭層的膨脹率不足，下層炭粒不易懸浮，炭層就沖洗不干凈，如膨脹率過(guò)大，水流剪力就較小，炭粒不易碰撞，達(dá)不到?jīng)_洗效果。膨脹率隨著沖洗強(qiáng)度的加大而增加，沖洗強(qiáng)度過(guò)大，會(huì)造成炭粒的流失，由于反沖洗水的流速很大，會(huì)沖動(dòng)承托層，破壞其級(jí)配排列，使炭層和承托層卵石混合在一起，既不利于再生又影響出水水質(zhì)。合理的反沖洗可以充分除去過(guò)量的生物膜和截留的微小顆粒，而頻繁的反沖洗則使生物膜難以形成。因此反沖洗成為活性炭濾池運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵，是保證活性炭濾池成功運(yùn)行的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。一般需注意以下幾個(gè)方面：

1)采用炭池濾后水反沖洗，可保證沖洗用水濁度較低和較好的水質(zhì)(無(wú)氯)，即可以使沖洗后的炭層比較潔凈又避免炭層在沖洗過(guò)程中的無(wú)效吸附。

2)保證合理的沖洗時(shí)間、沖洗強(qiáng)度和膨脹率。將沖洗結(jié)束時(shí)排出水濁度作為沖洗強(qiáng)度和歷時(shí)是否達(dá)到?jīng)_洗目的的衡量標(biāo)準(zhǔn)。因此將反沖洗廢水的濁度作為一項(xiàng)主要檢測(cè)指標(biāo)，反沖廢水初期濁度、色度高，后期濁度、色度低，而且肉眼可見(jiàn)少量微生物絮體。這說(shuō)明BAC濾池的反沖廢水中生物顆粒和非生物顆粒均占相當(dāng)比例，并且生物顆粒的出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)滯后。非生物濾池的反沖廢水中非生物顆粒占絕大多數(shù)，一般以反沖廢水濁度達(dá)到15NTU作為反沖洗結(jié)束條件。

生物濾池中生物顆粒的脫附較難，其含量又難以采用濁度指標(biāo)來(lái)間接反映，一般以反沖洗廢水濁度≤15NTU作為反沖洗結(jié)束的前提。一般認(rèn)為25%~30%的膨脹率是比較合理的，反沖洗強(qiáng)度與活性炭的粒徑有關(guān)，達(dá)到一定的膨脹率，粒徑越大所需的沖洗強(qiáng)度就越大，達(dá)到30%的膨脹率，有效粒徑0.8~2.0mm(國(guó)際10—24目)顆粒炭的沖洗強(qiáng)度為10~12L/m²·S。由于水塔水量的限制，在以上的沖洗強(qiáng)度條件下，顆粒炭的濾格只能持續(xù)9min的沖洗時(shí)間，活性炭以反沖洗廢水濁度<15NTU作為反沖洗結(jié)束的前提，考慮到活性炭比較輕，反沖洗強(qiáng)度比較弱，在水塔水量允許的情況下應(yīng)盡量延長(zhǎng)其反沖洗時(shí)間，以達(dá)到延長(zhǎng)沖洗周期、避免炭粒過(guò)度磨損。因此，在參照反沖洗歷時(shí)內(nèi)濁度變化(見(jiàn)下表)的基礎(chǔ)上將反沖洗時(shí)間定為9min。

活性炭濾池反沖洗時(shí)間內(nèi)的濁度變化（NTU）

2.5活性炭濾池采用敞開(kāi)式，由于陽(yáng)光的照射及溶解氧比較充足，池內(nèi)藻類易生長(zhǎng)，給活性炭濾池的清洗帶來(lái)很大的困難。經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，藻類的數(shù)量朝南濾格多于朝北濾格，東側(cè)濾格多于西側(cè)濾格，說(shuō)明藻類的生長(zhǎng)與水溫、陽(yáng)光密切有關(guān)。

運(yùn)行兩周后改建成封閉式，池內(nèi)藻類生長(zhǎng)得到有效控制，但封閉式不利于觀察運(yùn)行維護(hù)以及活性炭的投入及取出。

3、總結(jié)

1)活性炭的選型應(yīng)依據(jù)吸附試驗(yàn)。根據(jù)去除效果的優(yōu)劣選擇活性炭的規(guī)格以及活性炭濾池的較佳炭層厚度、濾速、接觸時(shí)間、反沖洗時(shí)的膨脹率等工藝參數(shù)。

2)在活性炭投入前應(yīng)保證有充足的時(shí)間進(jìn)行濾池凈化、炭粒浸泡、反沖洗等步序，確保其在使用中處于較佳運(yùn)行狀態(tài)。

3)活性炭濾池的運(yùn)行維護(hù)應(yīng)注重進(jìn)水濁度、控制余氯，保持活性炭吸附飽和程度的相對(duì)均勻，增加水中的溶解氧和把握反沖洗控制等要素。