更換飲用水廠活性炭

　　由于(yu)氣(qi)候(hou)變化，許多(duo)天(tian)然(ran)(ran)飲(yin)用(yong)水(shui)中的(de)天(tian)然(ran)(ran)有機(ji)物增加。這些有機(ji)物可(ke)以(yi)與氯結合(he)形成致癌消毒副產(chan)物，促進(jin)水(shui)中細菌的(de)再生(sheng)，產(chan)生(sheng)顏色、味(wei)道和氣(qi)味(wei)，進(jin)一步影響飲(yin)用(yong)水(shui)的(de)質量。活性(xing)炭過濾(lv)是許多(duo)飲(yin)用(yong)水(shui)凈化設施的(de)一步，可(ke)以(yi)提高分布式水(shui)質的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)。

　　更換活性炭(tan)，改善飲(yin)用水過(guo)濾

　　介紹的(de)(de)飲用(yong)水(shui)處理(li)廠有(you)七(qi)個使(shi)用(yong)活(huo)性(xing)炭的(de)(de)過(guo)(guo)濾器(qi)，可以(yi)從(cong)上(shang)游上(shang)流式快(kuai)速(su)砂濾器(qi)接(jie)收過(guo)(guo)濾液。活(huo)性(xing)炭(圖1)來自兩個大廳的(de)(de)水(shui)從(cong)兩個相反的(de)(de)方向進(jin)入七(qi)個過(guo)(guo)濾器(qi)。過(guo)(guo)濾器(qi)中(zhong)的(de)(de)介質(zhi)由三層組成(cheng)。過(guo)(guo)濾器(qi)每96小(xiao)時反洗(xi)一次飲用(yong)水(shui)廠的(de)(de)成(cheng)品水(shui)，以(yi)清洗(xi)吸(xi)附的(de)(de)絮凝(ning)物，限制過(guo)(guo)濾器(qi)上(shang)的(de)(de)生(sheng)物生(sheng)長。所(suo)有(you)過(guo)(guo)濾器(qi)炭之(zhi)前(qian)，所(suo)有(you)過(guo)(guo)濾器(qi)都含有(you)老化活(huo)性(xing)炭(>3年)。可以(yi)看出(chu)，假設(she)每個過(guo)(guo)濾器(qi)都是物理(li)和生(sheng)物過(guo)(guo)濾器(qi)，3年后活(huo)性(xing)炭幾(ji)乎(hu)沒有(you)吸(xi)附能(neng)力，因此必須定期更(geng)換活(huo)性(xing)炭。

　　改進活性炭過濾系統

　　我(wo)們研究了(le)(le)五(wu)種活性(xing)炭過濾(lv)(lv)器(qi)，其中(zhong)三種在實驗(yan)過程中(zhong)進行了(le)(le)改(gai)造(F4，F6和F7)兩者(zhe)作(zuo)為未改(gai)造的對比(bi)(bi)。由(you)于活性(xing)炭之前沒有采(cai)樣點，為計算進入每個過濾(lv)(lv)器(qi)的水(shui)量(liang)，建立了(le)(le)一個數(shu)值模型。這(zhe)表(biao)明A室(shi)向(xiang)過濾(lv)(lv)器(qi)F1，F6和F7供(gong)水(shui)，而(er)B室(shi)則向(xiang)過濾(lv)(lv)器(qi)供(gong)水(shui)F3，F4和Rf5供(gong)水(shui)。參考濾(lv)(lv)波器(qi)Rf主要從A室(shi)接收水(shui)(73%來自A室(shi))。因此，將(jiang)修改(gai)的濾(lv)(lv)波器(qi)F6和F7.參考濾(lv)(lv)波器(qi)Rf2.比(bi)(bi)較修改(gai)后的濾(lv)(lv)波器(qi)F4.參考濾(lv)(lv)波器(qi)Rf5(圖(tu)1)比(bi)(bi)較。

　　上(shang)流砂(sha)濾清(qing)器(qi)和活(huo)性炭平行下(xia)游(you)濾清(qing)器(qi)的示意圖。深灰色框(kuang)架(F4，F6和F7)是(shi)活(huo)性炭過(guo)濾系(xi)(xi)統過(guo)濾系(xi)(xi)統，淺灰色框(kuang)架(Rf2和Rf5)是(shi)未改造的參考活(huo)性炭。有附加過(guo)濾器(qi)(F1和F3)。

　　在(zai)本研究的(de)(de)實驗(yan)過程中(zhong)(zhong)，活性炭的(de)(de)修改如下：在(zai)改進的(de)(de)活性炭過濾(lv)器(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，10%的(de)(de)床高(gao)飽和活性炭被新(xin)的(de)(de)活性炭取代，新(xin)的(de)(de)活性炭浸泡在(zai)清水中(zhong)(zhong)24小(xiao)時，去(qu)除過濾(lv)介質中(zhong)(zhong)的(de)(de)任(ren)何吸附空氣。改造(zao)過程中(zhong)(zhong)，改造(zao)后的(de)(de)過濾(lv)器(qi)(qi)無法工作(zuo)，水流增加(jia)到其他過濾(lv)器(qi)(qi)。為避(bi)免(mian)在(zai)實驗(yan)過程中(zhong)(zhong)破壞(huai)飲用(yong)水的(de)(de)整(zheng)體供應，依次(ci)改造(zao)不(bu)同(tong)的(de)(de)過濾(lv)器(qi)(qi)。使用(yong)新(xin)活性炭補充(chong)過濾(lv)器(qi)(qi)大約需要40小(xiao)時，包括(kuo)以下步驟(zou)：

1. 安裝液(ye)壓泵(beng)和噴射器(qi)，操作過濾器(qi)周圍的(de)(de)抽吸軟管，從過濾器(qi)上去除頂部(bu)活性炭漿液(ye)。泵(beng)送(song)時間與需要去除的(de)(de)活性炭質(zhi)量成比例。

   
   

　　2.將(jiang)浸泡過(guo)的(de)新活性(xing)炭(tan)分配到(dao)舊過(guo)濾材料上。分配時間與需(xu)要更(geng)換的(de)活性(xing)炭(tan)質量(liang)成正(zheng)比(bi)。

　　3.黑色(se)碳(tan)粉(fen)和灰分通(tong)(tong)過(guo)反復(fu)沖洗過(guo)濾器從新活性(xing)炭中消除。**個過(guo)濾液(ye)通(tong)(tong)常被丟棄(qi)，因為高細顆粒(li)。反洗時(shi)間與補(bu)充活性(xing)炭的質(zhi)量成正(zheng)比

　　在恢復使用過濾器之(zhi)前，通常要檢(jian)查生(sheng)物(wu)水質。

　　新(xin)(xin)型(xing)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)具有微(wei)孔結構，預計有利于小型(xing)有機化合物相對于大型(xing)有機化合物的(de)吸附。由于現有活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)的(de)密度(du)和尺寸與添加的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)相似，它們將在反(fan)沖洗(xi)過程中完全混合，使新(xin)(xin)的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)分布在整個活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)中。重要(yao)的(de)是(shi)，添加的(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)密度(du)與現有活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)相匹配，并在整個過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)中均勻分布。否(fou)則，過濾(lv)(lv)(lv)介(jie)質(zhi)會(hui)完全清洗(xi)，反(fan)洗(xi)過程中可能會(hui)沖洗(xi)掉活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)。

　　改造后的(F6，F7和F4)和參考(Rf2和Rf5)過濾器中活性(xing)炭去除有(you)機物級別的效率。誤(wu)差棒表(biao)示通過誤(wu)差傳播計算的標準誤(wu)差(N=4)。

　　提高活性(xing)炭(tan)過濾(lv)器中有機物的去除(chu)效率

　　所有光學活性(吸(xi)收(shou)/發熒光)有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)和(he)有機(ji)(ji)(ji)(ji)碳(tan)的(de)(de)整(zheng)體去(qu)(qu)除(chu)(chu)效(xiao)率如圖2所示。該圖上(shang)的(de)(de)誤差(cha)條表示由(you)(you)誤差(cha)傳播方法計算的(de)(de)標準誤差(cha)，并且對(dui)(dui)于(yu)熒光測量(liang)而言*小。圖2顯示，以有機(ji)(ji)(ji)(ji)碳(tan)為代表的(de)(de)寬有機(ji)(ji)(ji)(ji)池和(he)非熒光有機(ji)(ji)(ji)(ji)池UV與吸(xi)收(shou)分(fen)數(shu)相比，本研究中的(de)(de)生物(wu)(wu)過濾(lv)器優(you)先(xian)去(qu)(qu)除(chu)(chu)有機(ji)(ji)(ji)(ji)成分(fen)。相對(dui)(dui)較(jiao)低的(de)(de)有機(ji)(ji)(ji)(ji)碳(tan)去(qu)(qu)除(chu)(chu)表明大多數(shu)有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)池由(you)(you)非熒光部分(fen)組(zu)成，去(qu)(qu)除(chu)(chu)相對(dui)(dui)較(jiao)差(cha)。但活性炭(tan)補充后，包括有機(ji)(ji)(ji)(ji)碳(tan)在內(nei)的(de)(de)所有三級去(qu)(qu)除(chu)(chu)都得到了改善，表明對(dui)(dui)有機(ji)(ji)(ji)(ji)物(wu)(wu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)有積極的(de)(de)整(zheng)體影響。由(you)(you)于(yu)與新(xin)(xin)活性炭(tan)無關的(de)(de)生物(wu)(wu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)，增加的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)*有可能歸(gui)因于(yu)對(dui)(dui)新(xin)(xin)活性炭(tan)過濾(lv)材料的(de)(de)吸(xi)附。

　　活性炭更換的經濟(ji)方面

　　從(cong)經濟(ji)角(jiao)度來看，添(tian)加一(yi)層活(huo)性炭(tan)比再生或更(geng)換一(yi)整罐(guan)活(huo)性炭(tan)更(geng)經濟(ji)。雖然改造(zao)活(huo)性炭(tan)過濾(lv)(lv)器(qi)有(you)一(yi)定的(de)(de)固定成本（如管理和安(an)裝(zhuang)時(shi)(shi)間、泵的(de)(de)收(shou)集(ji)和安(an)裝(zhuang)、生物(wu)測(ce)試），但大部分成本與(yu)要更(geng)換的(de)(de)活(huo)性炭(tan)數量成正比，提取和分配泵的(de)(de)時(shi)(shi)間、反洗時(shi)(shi)間、運(yun)輸和處置(zhi)成本）。生物(wu)活(huo)性炭(tan)系統(tong)的(de)(de)運(yun)行成本遠低于活(huo)性炭(tan)系統(tong)，估(gu)計(ji)節約2-3倍，使用(yong)壽命延(yan)長(chang)4-5倍。90%的(de)(de)過濾(lv)(lv)介質保持在(zai)活(huo)性炭(tan)生物(wu)過濾(lv)(lv)器(qi)中，因此在(zai)改善新活(huo)性炭(tan)吸附的(de)(de)同時(shi)(shi)，生物(wu)降(jiang)解繼續有(you)助于去除有(you)機(ji)物(wu)。