摘要：以常規(guī)水處理工藝為基礎(chǔ)，通過投加粉末活性炭處理微污染原水的試驗分析，結(jié)果表明：利用粉末活性炭處理微污染原水、可提高出廠水質(zhì)、尤其對去除原水中的色度、臭味及有機物有顯著的效果。
近年來黃河水的污染日益嚴(yán)重，尤其進入冬季黃河流量明顯減少，水體自凈能力降低，水源污染異常嚴(yán)重。根據(jù)鄭州市柿園水廠1997年原水水質(zhì)檢驗結(jié)果，氨氬含量最高2.60mg/L，年平均0.70m/L，高錳酸鹽指數(shù)較高值8.40mg/L，年平均4.55mg/L；亞硝酸鹽含量高達0.40mg/L，年平均0.07mg/L；藻類含量高達986萬個/L；色度高35度，年平均25度、嗅閾值5級（按6級記錄強度）。上述污染情況，水廠現(xiàn)有的常規(guī)處理工藝，已難于處理。為了探索微污染原水的處理方法，我們于1996年開始進行粉末活性炭的應(yīng)用試驗，經(jīng)過近三年的研究，積累了一些經(jīng)驗。
1 處理工藝選擇
目前國內(nèi)外對微污染原水的預(yù)處理技術(shù)，主要有臭氧氧化法、粉末活性炭吸附法和生物接觸氧化法等三種比較典型的方法。但臭氧氧化法和生物接觸氧化法制水成本高、建設(shè)投資大，大多數(shù)水廠難以承受。尤其后者，對于老廠改造，因受現(xiàn)有工藝或場地限制，幾乎沒有實施的可能性。
在常規(guī)工藝處理的基礎(chǔ)上投加粉末活性炭，在達到常規(guī)處理效果的同時，吸附井去除水中的色、味及各種污染物，使出廠水水質(zhì)達到國家飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，是一種效果好、較經(jīng)濟的方法。
首先，把粉末活性炭制成炭漿，濃度5%-10%為宜。炭漿是混合液，沉淀速度很快，所以在投加炭漿的同時、需要不間斷的攪拌。
把炭漿投加在混合槽前，在混合槽中與原水混合，在絮凝池和沉淀池中吸附水中的污染物并在沉淀池中沉淀，少量未沉淀的粉末活性炭顆粒，可在濾池中去除。
2 活性炭的性質(zhì)
不同的活性炭吸附性能不同。水處理用活性炭的生產(chǎn)原料有木材、果殼、無煙煤、石油等；由于原料不同，生產(chǎn)的工藝條件不同、生產(chǎn)出活性炭的孔徑不同、比表面積不同、表面的化學(xué)組成和化學(xué)性質(zhì)不同，則其吸附性能不同。
活性炭的吸附性能可由兩方面評價：
(1)活性炭具有選吸性。對某些物質(zhì)有良好的吸附作用，而吸附另一些污染物質(zhì)的能力較弱。
(2)吸附能力的大小。活性炭的孔徑分大孔、中孔和微孔三種。主要的吸附作用由微孔承擔(dān)；中孔起被吸附物質(zhì)轉(zhuǎn)移的通道作用，同時也能吸附較大分子；大孔主要起通道作用。水中的有機污染物分子量較大（如產(chǎn)生色度物質(zhì)），活性炭的中孔吸附這些分子的能力較好。以木炭為原料生產(chǎn)的活性炭與以無煙煤為原料生產(chǎn)的活性炭相比，中孔數(shù)量較多，從吸附性能角度看，適合于水處理應(yīng)用。但是，這種活性炭產(chǎn)量小，價格高，國內(nèi)外水處理用的粉末活性炭，大多是用無煙煤生產(chǎn)的。
評價粉末活性炭的主要指標(biāo)有如下幾點：篩目一般為100目或200目，碘值不小于800mg/g，亞甲蘭值不小于110mg/g，比表面積800-1200m2/g，后三項指標(biāo)越大越好。
3 應(yīng)用及效果
在研究除微污染和去除色度、臭味時，首先選擇了在常規(guī)水處理工藝基礎(chǔ)上投加粉末活性炭的方法。該方法工藝簡單，不受現(xiàn)有工藝設(shè)施條件的限制。
在低溫低濁期進行的試驗中，發(fā)現(xiàn)投加粉末活性炭，對水中有機污染指標(biāo)高錳酸鹽指數(shù)具有良好的去除效果，同時可使出廠水嗅闥值降低到0級。通過常規(guī)處理工藝，去除水中部分有機污染指標(biāo)，投加粉末活性炭，可有效提高有機污染指標(biāo)及嗅閾值的去除率。
通過研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：投加粉末活性炭，還具有良好的助凝作用。
由于粉末活性炭吸附水中有機物，可使水中膠體脫穩(wěn)，增強絮凝效果，從而提高沉淀除濁效果。可見，粉末活性炭不但具有除微污染的能力，而且還具有良好的助凝作用。
由于黃河水及西流湖受到污染，常規(guī)處理工藝已不能滿足國家飲用水水質(zhì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。通過近三年的研究證明，在目前的經(jīng)濟承受能力和現(xiàn)有工藝設(shè)施條件下、在強化常規(guī)處理工藝的基礎(chǔ)上，通過投加粉末活性炭，才能保證出廠水質(zhì)量、水中的色度和臭味才能達到國家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。
4 結(jié)論
4.1 在常規(guī)處理工藝基礎(chǔ)上，投加粉末活性炭處理微污染原水具有良好的效果。該方法建設(shè)投資小，處理成本低，尤其對老廠改造是可行的。
4.2 投加粉末活性炭可提高有機污染指標(biāo)的去除率。
4.3 粉末活性炭具有助凝作用，可使出廠水獨度降低0.2-0.5NTUc也可去除水中的色度和臭味，尤其對低溫、低蝕水更為明顯。
4.4 活性炭具有選吸性，在選擇粉末活性炭品種時，應(yīng)通過試驗確定。