活性炭对水质化学安全性的影响

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1、活性炭对水质化学安全性的影响在饮用水深度处理中,生物活性炭技术(BAC)是目前去除水中有机污染物最有效的技术之一。尽管人们对生物活性炭净水机理的认知还没有达成共识，但是一般认为，生物活性炭对有机物污染物的去除是在活性炭吸附和生物降解的共同作用下完成的[[1]]，活性炭的吸附作用使生长在它表面的微生物获得养料，而微生物的氧化分解作用又使活性炭的吸附能力得到恢复，两者相互促进，得到稳定的处理效果。因此在生物活性炭工艺中，吸附和生物降解是相辅相成，缺一不可的。就吸附作用而言，不同活性炭由于其结构特征的

2、不同，去除污染物的能力会有差异，并且，同种活性炭在不同地域由于水质情况的差异而表现出的吸附能力也是不尽相同的。因此如何针对当地水质快速选择出最适合的活性炭、提出相应的活性炭结构，并最终建立起一套可行的活性炭性能评价体系成为当前急待解决的问题。　　目前，选择活性炭的常用方法是通过静态试验、活性炭滤柱实验（中试或小试）或两者相结合来进行的。静态实验主要是通过测定几个具有代表性的吸附指标，来反应活性炭的吸附能力，这种方法速度快，但是针对性较差，经常与实际运行效果有较大差别。活性炭滤柱试验是通过分析活性

3、炭柱的出水指标，来比较活性炭吸附性能的优劣，这种方法针对性比较好，但是费时费力。　　针对现行的活性炭选择方法所存在的局限性，笔者提出了一种新的评价方法，对不同活性炭的结构和水质化学安全性指标进行了相关性分析。研究表明这种方法针对性好，同时方便快捷，弥补了以往方法的不足，对活性炭的选择具有一定的指导意义。1 实验装置与分析方法1.1实验装置　　实验是在南方地区某水厂内进行的，采用6个平行的活性炭柱，柱高3m，内径120mm，均装填有活性炭——石英砂双层滤料。共装了6种炭，分别为BAC1、BAC2、

4、BAC3、BAC4、BAC5、BAC6。其中BAC1、BAC5、BAC6为柱状炭，BAC2、BAC3、BAC4为破碎炭。活性炭层厚1800mm，石英砂层厚300mm，石英砂粒径为0.80~1.20mm。　　实验用水为该厂滤后水并经过臭氧化的出水。在正常的运行下，臭氧投量为1.5mg/L；反应接触时间t1=10min；每个滤柱的流量Q=80L/h；吸附接触时间t2=15min。实验期间进水水质指标（平均值）见表1。表1实验期间活性炭柱进水水质紫外吸光度（UV254，cm-1）高锰酸盐指数(mg/L

5、)三卤甲烷生成势g/L)m（THMFP，浊度（NTU）余臭氧量(mg/L)AOCg/L）m（0.0261.602.30.10.5461.2分析项目及方法　　分析项目与方法见表2。表2分析项目与方法序号项  目测定方法　　1孔容积（cm3/g）GB/T7702.20—1997[[2]] 2比表面积（m2/g）GB/T7702.21—1997[[3]] 3Zeta电位（mV）JS946+型微电泳仪 4紫外吸光度(cm-1)UV254表示 5高锰酸盐指数（mg/L）GB5750-85[[4]] 6总有

6、机炭TOC(mg/L)GB5750-85[4] 7g/L）m三卤甲烷生成势THMFP（GB5750-85[4] 2　实验结果及分析2.1水质化学安全性   实验选取了紫外吸光度、三卤甲烷、高锰酸盐指数和总有机碳四个指标来反映活性炭对有机物的去除。水中的天然有机物是造成色度、嗅味的原因物质，同时也是目前氯化消毒副产物的前体物之一，它的去除情况对出水水质及后续工艺都很重要，因此选择紫外吸光度来衡量活性炭对天然有机物的去除效果。三卤甲烷由于其“三致”作用，在国内外的饮用水标准中都被列为重点控制指标，实

7、验也考察了活性炭对其生成势的吸附能力。另外，为了使实验更具可比较性和普遍性，还采用了高锰酸盐指数（耗氧量）和TOC两项常规的综合性指标。分析结果见表3。　表3活性炭滤柱出水水质化学安全性指标（平均值）活性炭编号UV254去除率高锰酸盐指数去除率TOC去除率THMFP去除率BAC166%54%100%-43%BAC286%65%100%0%BAC388%71%97%-7%BAC482%66%80%-26%BAC578%65%27%39%BAC654%51%-210%-809%平均值76%62%32

8、%-154%  从以上结果可以看出：1.总的来说，6根活性炭滤柱对UV254的去除比较高，其中效果最差的BAC6滤柱去除率为54%，效果最好的BAC3滤柱则可以达到接近88%的去除率。整体来看，运行初期破碎炭对天然有机物的吸附能力明显优于柱状炭。2.破碎炭对耗氧量的去除效果略好于柱装炭，其中BAC3的去除率超过了70%，其它两种破碎炭也可以达到65%以上。柱状炭中BAC5的去除效果最好，为65%，BAC1和BAC6为51%和54%。3.1＃～3＃活性炭对TOC的去除效果很好，在进水TOC为0.3