活性炭吸附塔工藝運(yùn)行情況及過(guò)濾方式

化工廢水成分復(fù)雜，物含量高。目前，脫除或分 解 廢水中物的方法包括吸附法、化學(xué)混凝法、電化學(xué)法、臭氧氧 化法、生物法和微電解法等?；钚蕴烤哂休^大的比表面積、多功能吸附位及豐富的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)，對(duì)多數(shù)常見(jiàn)的污染物和重金屬離子都有的物理和化學(xué)吸附能力，是去除廢水中物的一種常用工藝。尤其適用于化學(xué)沉淀、生物處理等工藝之后，可脫除難生化、難化學(xué)去除的污染物。活性炭工藝簡(jiǎn)單且運(yùn)行成本低，大量試驗(yàn)結(jié)果表明，活性炭吸附脫除coD的效果良好，但炭粉對(duì)工藝設(shè)備的污染防治是一項(xiàng)困難的工作，這限制了活性炭在工程實(shí)踐中的應(yīng)用。筆者針對(duì)炭粉對(duì)水處理設(shè)備污染防治工程的應(yīng)用效果進(jìn)行闡述，旨在為炭粉的污染防治提供新的途徑。

1.工藝運(yùn)行情況

Q   水廠采用移動(dòng)床連續(xù)活性炭工藝脫除COD，對(duì)商品活性炭運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的炭粉在新炭槽中進(jìn)行清洗。活性炭塔底部進(jìn)水、頂部出水，新炭由活性炭塔的頂部加入，廢炭由底部排出，進(jìn)水與活J險(xiǎn)炭逆向接觸，活性炭處于流動(dòng)態(tài)，因此在活性炭塔裝填及運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生炭粉。活性炭塔出水進(jìn)入活性炭產(chǎn)水槽，產(chǎn)水槽既對(duì)產(chǎn)水起到   的緩沖作用，還能沉降部分炭粉，產(chǎn)水槽再通過(guò)產(chǎn)水泵泵入過(guò)濾裝置進(jìn)一步過(guò)濾脫除炭粉，產(chǎn)水槽出水進(jìn)入后端水處理系統(tǒng)，如反滲透等。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，活性炭炭粉會(huì)隨著產(chǎn)水一起進(jìn)入后端水處理裝置，導(dǎo)致裝置頻繁出現(xiàn)炭粉污堵現(xiàn)象，提高了設(shè)備的故障率，嚴(yán)重影響生產(chǎn)運(yùn)行，增加了運(yùn)行成本。

后壓成塊破碎，或壓成條切成粒，這種工藝的活性炭炭粉少。水處理裝置的污堵問(wèn)題來(lái)源于活性炭，因此從源頭上控制重要?；钚蕴款w粒越小，比表面積越大，對(duì)coD的去除效果相對(duì)越好，但活性炭顆粒越小，越難以被截留，對(duì)后續(xù)水處理設(shè)備越容易造成污堵。因此，在工程應(yīng)用中不能僅以活性炭脫除效果為依據(jù)來(lái)選擇活性炭，還應(yīng)考慮活性炭炭粉的影響。實(shí)踐證明，以采購(gòu)清洗過(guò)的大顆粒、的活性炭為宜。

2.活性炭炭粉含量

活性炭中含有   量的炭粉，因此活性炭   經(jīng)過(guò)細(xì)篩，將粉末篩掉，本工程采用以下方式檢測(cè)炭粉量：將試樣置于(150士5)℃的電熱恒溫干燥箱內(nèi)，干燥至質(zhì)量恒定。冷卻后稱(chēng)取20g樣品于200mL蒸餾水中，攪拌后靜置10min，將未沉淀的炭粉采用20μm的濾紙進(jìn)行過(guò)濾，測(cè)得炭粉的百分含堅(jiān)巨。

本工程采用8x30目的顆?；钚蕴?，選取5個(gè)廠家(A、B、C、D、E)的活性炭檢測(cè)其炭粉含量，結(jié)果表明A、B、C、D、E廠的炭粉含量分別為0.3%、0.4%、0.45%、0.8%、1.8%。可以看出，不同廠家活性炭的炭粉含量不同。該5種活性炭在工程實(shí)踐中的應(yīng)用結(jié)果表明，當(dāng)炭粉含量<；0.5%時(shí)，后端水處理裝置的炭粉污堵情況明顯好轉(zhuǎn)?？梢?jiàn)，采購(gòu)的活性炭除了滿(mǎn)足正常的指標(biāo)需求外，還需嚴(yán)格控制其炭粉含量，工程實(shí)踐證明炭粉含量以低于0.5%為宜。

3.洗炭

進(jìn)入活性炭吸附塔前   要清洗干凈新裝的活J險(xiǎn)炭，清洗過(guò)程中將輸送水槽中的水從新炭槽下部打入，水自下而上清洗活性炭，從新炭槽上端溢流到輸送水槽，完成活性炭的清洗。

4.過(guò)濾方式

在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，分別將1μm的過(guò)濾器(過(guò)濾器中裝填濾芯)、0.4μm的浸沒(méi)微濾膜(采用自吸泵抽8min、停2min，膜出水負(fù)壓小于-0.04MPa)和0.02μm的超濾膜(設(shè)有進(jìn)、出水壓力表，通過(guò)壓差和流量變化控制運(yùn)行，并采取定期反洗的方式恢復(fù)處理能力)置于活性炭產(chǎn)水工藝后面，分析后端反滲透裝置的污堵情況。

采用1μm的過(guò)濾器時(shí)，過(guò)濾器濾芯2d就出現(xiàn)了堵塞，其壓差達(dá)到0.2MPa，需   換濾芯，同時(shí)反滲透裝置前的保安過(guò)濾器(5μm)2d的壓差達(dá)到0.15MPa，需   換濾芯；采用0.4林m的浸沒(méi)微濾膜過(guò)濾時(shí)，反滲透裝置前的保安過(guò)濾器7d的壓差達(dá)到0.15MPa；采用0.02μm的超濾膜過(guò)濾時(shí)，反滲透裝置前的保安過(guò)濾器經(jīng)過(guò)1個(gè)月左右壓差才達(dá)到0.15MPa?？梢?jiàn)，采用0.02μm的超濾膜過(guò)濾能減緩后端水處理裝置的炭粉污堵情況。

5.設(shè)備周期性恢復(fù)分析

實(shí)際運(yùn)行中，從運(yùn)行壓差可以看出，超濾膜的污堵事件隨著裝置運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。由于反洗可恢復(fù)超濾膜的運(yùn)行壓力，因此分析了反洗周期與超濾膜達(dá)到較大運(yùn)行壓差之間的關(guān)系，結(jié)果如圖2所示。可以看出，超濾膜運(yùn)行壓差隨著反洗周期的延長(zhǎng)而增大。每隔2.5h反洗1次時(shí)，反洗后的運(yùn)行壓差可恢復(fù)至初始值。若繼續(xù)延長(zhǎng)反洗周期，則反洗后壓差呈增加趨勢(shì)，長(zhǎng)期運(yùn)行將導(dǎo)致壓差越來(lái)越大，甚至不可恢復(fù)。反洗水量隨反洗周期的縮短而增加，這將增大反洗水處理系統(tǒng)的負(fù)荷。綜合裝置的運(yùn)行壓差、可恢復(fù)性以及反洗水量，反洗周期為2.5h較好。

另外，活性炭炭粉會(huì)隨著產(chǎn)水一并進(jìn)入產(chǎn)水槽，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)水槽中的炭粉越來(lái)越多，若不及時(shí)清理，沉降后的炭粉將會(huì)進(jìn)入后端水處理裝置，因此定期清理活性炭產(chǎn)水槽是一項(xiàng)   的工作。

6.解決措施

采用超濾膜對(duì)炭粉進(jìn)行預(yù)先截留，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，超濾裝置的進(jìn)、出水壓差逐漸變大，由0.07MPa增加至0.20MPa，且產(chǎn)水量下降。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，炭粉分布在超濾膜的孔徑和縫隙中，采用水清洗及化學(xué)清洗很難恢復(fù)超濾膜的通量，即超濾膜下降的活性炭產(chǎn)水管上安裝有200μm的金屬濾網(wǎng)，可作為過(guò)濾裝置，它可截留大顆粒的活性炭，因此對(duì)此過(guò)濾裝置需定期檢查堵塞情況。另外，安裝過(guò)程中需注意腐蝕造成的定期   換的操作困難和   性，因此濾網(wǎng)不可安裝在罐內(nèi)。二級(jí)過(guò)濾裝置采用自清洗過(guò)濾器，其過(guò)濾介質(zhì)是一種   濾料顆粒，較大過(guò)濾精度為2μm，可將50%以上的炭粉提前去除，從而超濾膜的污堵情況，自清洗過(guò)濾器產(chǎn)水中炭粉的粒徑分析結(jié)果。

自清洗過(guò)濾器可去除絕大部分2μm以上的炭粉，進(jìn)、出水壓差＜0.02MPa，運(yùn)行一段時(shí)間后通過(guò)反沖洗的方式恢復(fù)其處理能力。在活性炭吸附法脫除COD的工程實(shí)踐中，炭粉導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)污堵問(wèn)題，直接影響生產(chǎn)運(yùn)行，根據(jù)Q   水廠的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，解決炭粉污堵的措施主要有：

①源頭控制，需嚴(yán)格制定活性炭的采購(gòu)標(biāo)準(zhǔn)，以去除COD單元及后端水處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行。另外，在進(jìn)吸附塔前對(duì)其進(jìn)行洗炭操作，以減少炭粉。

②選擇的過(guò)濾方式是控制活性炭炭粉對(duì)水處理設(shè)備污染的關(guān)鍵，即采用0.02μm超濾裝置可截留活性炭炭粉，從而解決后續(xù)水處理裝置炭粉污堵問(wèn)題。

③超濾系統(tǒng)的反洗周期在   程度上決定了超濾膜的可恢復(fù)性，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，反洗周期為2.5h較好，既能超濾裝置的恢復(fù)，又能減少不   的反洗水進(jìn)入系統(tǒng)。其次，定期清理活性炭產(chǎn)水槽可避免沉降后的炭粉過(guò)多地進(jìn)入后端過(guò)濾裝置。

④單一的超濾膜在解決后端水處理設(shè)備污堵過(guò)程中，也造成了超濾裝置的炭粉污堵，工程中采用200μm金屬濾網(wǎng)、2μm自清洗過(guò)濾器和0.02μm超濾膜組成過(guò)濾裝置，通過(guò)不同過(guò)濾精度級(jí)匹配，實(shí)現(xiàn)的炭粉脫除，從而降低過(guò)濾裝置及后端反滲透膜的炭粉污堵情況。