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摘要：粉末活性炭能将不同大小分子结构的有机物牢固地吸附在活性炭表面或空隙中。粉末活性炭投加系统的应用，利用了粉末活性炭有效快速吸附，去除水体中各类天然和合成的有机物、微污染物质、芳香族化合物、卤代烃以及铁、锰、重金属离子等有害物质，防止THMs等致畸、致癌物质的产生，对于去除水中的臭味能发挥重要作用。本文以德阳市孝感水厂二期工程为例，就粉末活性炭投加系统在该水厂的具体应用方法进行了阐述分析，以供参考。
关键词：粉末活性炭投加系统；吸附速度；城市供水
活性炭投加系统具有操作简单、灵活和投资运行成本较低等特点，并且活性炭投加系统可以明显的改善水质。大部分的自来水厂都通过活性炭投加系统来改善水质，特别是一些间歇性或突发性有机污染的水源应急处理，更需要通过活性炭投加系统进行水质改善。活性炭投加系统是一套完整的系统，主要是利用活性炭粉末悬浮吸附的技术进行水资源的改善。
1.粉末活性炭的吸附优势
粉末活性炭的吸附性能非常好，并且不容易与其他物质发生化学反应，因其孔状结构，使得表面积可以达到每克1000m3到1500m3，是一种非常好的疏水性吸附材料。与颗粒活性炭相比，同样体积的粉末活性炭的外表面积更大，吸附能力更强，吸附速度更快。
在进行水质处理时，可以通过粉末活性炭去除水资源中的色度和异味等。如水中含有四氯化碳、苯类等物质，可以使用对这些物质具有很强吸附性的粉末活性炭。粉末活性炭还对水中的除草剂、合成燃料等人工合成有机化合物有较强的吸附和去除作用。除此之外，粉末活性炭对水资源中的一些重金属化合物也有较强的吸附作用。
粉末活性炭的使用范围很广，适用于大部分的水质和水温环境。现阶段，通过粉末活性炭投加系统对受有机物等污染的水资源进形质量和改善是最高效的处理方式。通过这种方式可以快速的将水质进行除臭、去除水中有机物含量。在整个粉末活性炭投加改善水质的过程中，对水源中原有的构筑物没有任何影响，并且这种方便简单容易操作。
2.粉末活性炭投加系统的技术原理
水厂进行粉末活性炭投加的方式有两种，分别是干式粉末活性炭投加法和湿式粉末活性炭投加法。干式粉末活性炭投加方法主要使用的设备就是干粉投加设备，他通过水射器将添加、运输的粉末活性炭投入到水中。干式粉末活性炭投加方式的主要特点是操作简单、方便，并且投资和占地面积较小，但这种投加方式容易造成活性炭粉末堵塞水射器，投加到原水中后的均匀性不够。湿式粉末活性炭投加法需要将粉末活性炭进行配比，配置成一定比例的碳浆，将其转化成乳液的形式，这种方式炭粉不会随空气飞扬，操作环境较好，系统使用较为成熟稳定，但相对来讲他所投入的资金和占地面积都相对较大。本工程选用的就是湿式投加方式进行水资源处理。在实际的操作过程中，操作人员需要选取真空的吸炭装置将粉末活性炭材料吸入到料斗中，这样可以减少过程中的粉尘向外扩散。活性炭从储料斗下出口连接变频螺杆投加机，可较准确计量加炭量，并通过自控系统传送的流量信号进行跟踪调节，实现自动控制，其精度在3%左右。为实现水与炭的均匀混合投加到原水中，
3.粉末活性炭投加系统的具体技术操作
3.1 投加点
在选择投加点时，首先要对处理接触所耗掉的时间以及混合程度进行充分结合，最大程度的保证水处理药剂对吸附的干扰性得到控制。在对活性粉末进行吸附的过程中，主要分为三个阶段：快速吸收、基本平衡以及完全平衡。在进行第一阶段的过程中，通常要耗费30min左右，其吸附量也能够达到七八成左右，在这之后的2小时内其吸附量逐渐变得比较平衡，最大吸附量也能够超过95%，若持续进行吸附，那么随着时间的推移，只可能致使吸附量因此缩小。
3.2 投加方法
在对粉末活性炭进行投加时，都要注意对场地条件、水质情况以及投加量来进行确定和调整，以此来保证突出性污染水源的控制效果，使水质安全得到进一步的保障。
首先，若选用的是湿式投加法要先将粉末活性炭配成一定浓度的炭浆，再用泵投加，可采用1台或较少数量设备配置好一定浓度的炭浆，通过多台泵准确定量投加到多个投加点，在整个操作的过程中，不会出现粉末活性炭在空气中到处飞扬情况，保证了操作人员的工作环境，因此，湿投法也是我国水厂进行水处理时常用的方法之一。
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其次，干式投加法采用水射器作为主要投加工具，操作人员对投入粉末活性炭的量进行控制主要是通过变频螺旋给料机进行的。正常情况下，每台机器配置变频螺旋送料机为1台，如需要进行投加的点较多，操作人员需要适当增加投加机器。
3.3 投加量
在选择粉末活性炭时，以煤炭为宜，其碘值的含量超过了950mg/L，质量标准则达到了200目，另其亚甲兰值为180，并且表面积在800-1200m2/g的范围内，通过多次的对比试验发现，当投加量达到10mg/L时，其CODMn以及藻类的去除效果达到最佳，故该计量为最佳投加量，根据当前市面价格来看，每吨价格在4000-5000之间，在正常使用的过程中，每吨水制水成本提成了大约0.1元，但经过投加处理后，干吨水氯耗、滤后浊度以及出厂水指标等都出现了非常显著的下降。
4.粉末活性炭投加系统在孝感水厂的技术应用
4.1 水厂概况
孝感水厂二期工程总投资2.28亿元，是“项目攻坚年”40个重点推进项目之一，2013年底进场项目施工建设，建设内容包括取水工程（水厂规模为17.6万m3/d、总长20公里的管径1200mm取水管道一根）和净水厂工程（供水规模为10万吨/日）。
4.2 技术处理难点
1）该厂进行投加采用的是袋装的活性炭粉末原料，为避免人工投加在操作过程中经常出现粉尘对周围环境的污染较大，严重影响人们的健康。同时，由于人工粉料投加没有特别精准的浓度控制，使得水质处理的非常不稳定。而且这种人工投料的方法的操作强度大，特别对大型污水处理水厂，拆包工作量非常大，导致活性炭粉料利用效率较低。
2）为保证粉末活性炭的吸附效果，显然要在必然局限内尽量保证投加计量的精确，这不只关系处理结果，也与制水本钱亲密相关。因此如何依据适宜的参数建造整个粉末活性炭贮存、精确配制以及精确投加也是本次工程的一项难点任务。
4.3 技术难点的解决措施
1）采用高密度、过滤性强的新型材料，加上在固定粉末投料区域内形成一定的负压强度，解决了粉尘飘逸的问题。在固定的投料站区域里，把袋装的粉末拆包，倒入投料站区域里，这时在倒料区域周围容易形成一片粉尘（特别是活性炭粉末，它具有一定的危险性，属于易燃易爆物品），我们通过加装负压装置的风机，一定过滤面积的过滤材料，把周围的粉尘都吸附到粉尘收集漏斗内，再通过空气脉冲式震打系统，对过滤网进行清洁，解决了这个问题。
2）在孝感水厂的投加过程中，我们发现，投加采用的是变频螺杆泵进行投加，通过在控制面板设置需要的投加量，然后把配制好的活性炭溶液投加到进水的水渠内。但是，如果业主的原水来水量产生变化时，我们的系统没法对这一水量的变化产生反应，只能通过人工发现水量变化，然后根据水量变化对我们的投加系统再进行碳浆加药量的调整。这样太麻烦。后来，我们通过业主的数据系统，把进水的流量信号采集到我们的控制系统里，变更控制思路，更改控制程序，达到了根据原水流量的变化自动精确的把配制好的活性炭碳浆药液投加到原水中去。通过对上述问题的解决，不仅为我们提供的系统进行了进一步优化，也为公司赢得了客户的好评，同时也为公司树立了良好的品牌形象。
4.4 粉末活性炭投加系统对于水厂的环保作用
粉末活性炭因为吸附循环时间短，投加方式简单便捷，成本低廉，并可根据不同水体污染情况灵活更换碳种等优点，使得其在对固有工艺的水厂水质改善、突发污染事故的快速处理等方面都具有很明显的优势。所以在我国水环境不断恶化，水质要求不断提高的现阶段，将粉末活性炭大范围的推广到水处理行业还是具有很好的现实意义的，希望随着粉末活性炭的不断推广，能够为防治我国水体污染，改善饮用水水质以及促进环保工程发展。
5.结语
在将袋装粉末活性炭人工投加改为全密封散装料投加系统后，减少了粉尘污染，改善了工作环境，保证了我们提供的系统的稳定性，为公司减少了不必要的售后服务，赢得了客户的一致好评，同时也为公司的产品质量提升了一个台阶，为公司的品牌树立了形象。
参考文献
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论文作者:李文科
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第11期
论文发表时间:2017/10/11
标签：活性炭论文; 粉末论文; 水厂论文; 系统论文; 水质论文; 操作论文; 孝感论文; 《建筑学研究前沿》2017年第11期论文;