摘要：活性炭濾池的濾料選型及反沖洗的控制對濾池運行起著關鍵性的作用。本文通過對炭濾池濾料選型進行分析，同時對濾池反沖洗進行綜述，終提出合理的反沖洗參數，以期為活性炭濾池的設計和運行提供參考。
隨著生活質量的不斷提高，人們對飲用水水質的要求也逐漸提高，然而隨著工、農業的迅速發展，已嚴重污染了飲用水的水源。一些城市水源已經無法符合飲用水水源的標準，同時部分地表水也無法滿足飲用水水源的要求，近50%以上的水質降為IV類以下水體。因此，根據水源水質的特征，對微污染水源的凈化處理是目前亟待解決的問題。
臭氧一生物活性炭凈水技術是目前國內外主推且有效的給水深度處理辦法之一，它將物理、化學及生物作用相結合，臭氧的純化學氧化和殺菌消毒、微生物的降解作用、活性炭的物理和化學吸附四種給水處理方法的優點糅合，是一種新型有效且安全的給水處理技術，在飲用水處理上被廣泛的應用，如今這一技術已經成為了全世界給水深度處理中的主流。在臭氧—生物活性炭給水深度處理技術應用中，活性炭濾池濾料的合理選擇以及濾池運行參數的優化是保證該技術安全、經濟運行的關鍵。
1、濾池濾料—活性炭的選型
活性炭主要有木炭型、椰殼型和煤質型，煤質活性炭相對于木質和椰殼活性炭來講，原料來源廣泛且價格較低，同時給水廠深度處理用活性炭需求量非常大，因此，煤質活性炭廣泛應用于給水深度處理中。
目前，給水處理工程上常見的活性炭為：1.5mm柱狀活性炭、12×40目、8×30目和8×16目顆粒破碎活性炭。活性炭粒徑的選擇對于活性炭濾池能否穩定運行以及能否達到預期的處理效果起著關鍵性的作用。
工程人員及研究人員針對活性炭粒徑的選擇做了大量的研究，并提出：根據生產經驗，柱狀活性炭納污能力低于破碎活性炭，破碎活性炭對濁度的去除率較高。經給水深度處理活性炭選擇試驗得出破碎炭和柱狀炭均對有機物去除有明顯的效果，其中破碎炭效果優于柱狀炭。
波濤凈水通過對某水廠活性炭濾池運行情況進行跟蹤分析，終得出：8×30目破碎炭其表面生物膜比較多，對有機物具有良好的去除作用； 1.5mm柱狀炭的生物膜量相對少一些，12×40目破碎炭生物膜量較少。對三種粒徑的活性炭應用于炭砂濾池時的情況進行了對比中試實驗，結果表明：采用8×30目的活性炭時，在進行濾池反沖洗過程中，氣水反沖洗時活性炭和石英砂有混層，但之后5到7min的高速水反沖對濾料的分級效果很明顯；若采用8×16目的活性炭，水洗和氣洗時活性炭與石英砂均出現了明顯的混層現象；若采用12×40目的活性炭，反洗時會出現“跑炭”現象。
根據試驗研究及生產運行經驗得出：破碎炭對水質的凈化效果優于柱狀炭，且8×30目破碎炭更適合于活性炭濾池的運行，是給水廠深度處理的選擇型號。
2、活性炭濾池反沖洗的控制
由于受到懸浮物、微生物以及生化代謝產物等影響，隨著活性炭濾池運行時間的延長，活性炭表面和濾床中的生物和非生物顆粒數量不斷增加，導致濾料間隙不斷減小，水頭損失逐漸增加，影響濾池的產水水質和產水量，使得給水廠無法達到設計產水能力；活性炭表面的生物膜逐漸老化，生化降解有機物的能力降低，影響炭濾池的產水水質；同時，炭濾池中的微生物代謝物和有機物為水生動物的孳生繁殖提供了充足的營養來源，富溶解氧狀態也有利于促進水生動物的生長和繁殖，在南方濕熱地區，有助于在生物活性炭濾池內大量生長繁殖微型生物，如底棲型搖蚊幼蟲、線蟲以及浮游動物輪蟲、橈足類動物等，當這些微型生物在活性炭濾池內生長繁殖積累到一定數量后，就會穿透活性炭層，泄漏到產水中。因此，為保證活性炭濾池的產水量及產水水質，需要定期對活性炭濾池進行反沖洗。
活性炭濾池運行的關鍵是如何選擇較佳的活性炭濾池反沖洗形式以及合理的沖洗強度，因此很多學者針對這一問題進行了研究。
研究表明：兩段式氣、水聯合反沖洗的效果優于單獨水反沖，同時可節約用水量，推薦先以高強度空氣擦洗、再以微膨脹水漂洗的方式，適宜的氣沖強度為11~14L/（m2·s）、歷時了3~5min，水沖強度為8L/（m2·s）、歷時5~7min；反沖廢水濁度達到3~5NTU為反沖洗結束的主要控制指標；濾池炭層上表面與反沖洗廢水排水槽間的高度差以1.5~2.0m為宜，過低會產生反洗“跑炭”現象，過高會導致反洗“雜質”無法排除，達不到反洗預期效果。
波濤活性炭廠家根據工程經驗總結：比較合理的反洗膨脹率為25%- -30%，有效粒徑10-24目顆粒活性炭的沖洗強度為10~12L/（m2·s）。研究表明：對活性炭濾池而言，采用氣水聯合反沖洗時的反沖效果好，氣沖強度控制在8~10L/（m2·s）即可，歷時2~3min；水沖強度宜控制在10~ 15L/（m2·s），歷時為6~7min。反沖洗周期夏季2~3d反沖一次，冬季4~5d反沖一次。炭濾池較優氣洗強度為10L/（m2·s），氣洗時間為水溫低時3min，水溫高時5min；水洗強度為12L/（m2·s），沖洗時間為10min；反沖洗周期為14天左右。縮短反沖洗周期有助于控制炭濾池出水微型生物數量和種類；對于南方濕熱地區的炭濾池，推薦反沖洗周期為3~5d時，此時炭濾池出水微型生物種類和數量相對較少；在合適的反沖洗周期基礎上，再利用含氯的水反沖洗炭濾池，能進一步控制微型生物滋生。
結合上述研究及工程實際：活性炭濾池采用氣水聯合反洗方式，可使濾池反沖洗效果達到較佳。氣洗強度可控制在8~14L/（m2·s）之間，歷時2-5min；氣洗強度可控制在8~15L/（m2·s）之間，歷時5~10min；反沖洗周期長則14d，短則3~5d，在炭濾池膨脹率25%~30%條件下，反沖洗效果佳。
3、總結
（1）破碎炭對水質的凈化效果優于柱狀炭，且8×30目破碎炭更適合于活性炭濾池的運行。
（2）活性炭濾池采用氣水聯合反洗方式，可使濾池反沖洗效果達到較佳。氣洗強度可控制在8~14L/（m2·s）之間，歷時2~5min；氣洗強度可控制在8~15L/（m2·s）之間，歷時5~10min；反沖洗周期長則14d，短則3~5d。
（3）在保證膨脹率25%~30%條件下，具體根據每個給水廠炭濾池實際運行情況對氣洗、水洗強度、時間及周期進行適當的調整。