更換飲用水廠活性炭

　　由(you)于(yu)氣(qi)候(hou)變化(hua)(hua)，許多(duo)天(tian)然飲用水中(zhong)的(de)天(tian)然有(you)機物增加(jia)。這些有(you)機物可以(yi)與氯結合(he)形(xing)成致癌消毒副產(chan)物，促進水中(zhong)細菌的(de)再(zai)生，產(chan)生顏色、味道和氣(qi)味，進一步(bu)影響飲用水的(de)質(zhi)量。活性(xing)炭(tan)過濾是(shi)許多(duo)飲用水凈化(hua)(hua)設施的(de)一步(bu)，可以(yi)提(ti)高(gao)分布式水質(zhi)的(de)穩定(ding)性(xing)。

　　更換活性(xing)炭，改善(shan)飲用水過濾(lv)

　　介紹的(de)飲用(yong)水(shui)處理(li)廠(chang)有(you)七(qi)個使用(yong)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)的(de)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)，可(ke)以從(cong)上(shang)游上(shang)流式快速砂(sha)濾(lv)器(qi)接收(shou)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)液。活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(圖(tu)1)來自兩(liang)個大廳(ting)的(de)水(shui)從(cong)兩(liang)個相反的(de)方向進入七(qi)個過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)。過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)中的(de)介質由三(san)層(ceng)組成。過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)每96小時反洗一次飲用(yong)水(shui)廠(chang)的(de)成品水(shui)，以清洗吸附的(de)絮凝(ning)物(wu)，限制過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)上(shang)的(de)生(sheng)物(wu)生(sheng)長。所(suo)有(you)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)炭(tan)之(zhi)前，所(suo)有(you)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)都(dou)含(han)有(you)老化(hua)活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(>3年(nian))。可(ke)以看出，假設每個過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)都(dou)是物(wu)理(li)和生(sheng)物(wu)過(guo)(guo)(guo)(guo)濾(lv)器(qi)，3年(nian)后活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)幾乎沒有(you)吸附能力，因此必(bi)須定期更(geng)換活(huo)(huo)性(xing)炭(tan)。

　　改(gai)進活性炭過濾(lv)系統(tong)

　　我們(men)研究了(le)五(wu)種(zhong)活(huo)性(xing)炭過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)，其(qi)中三種(zhong)在實(shi)驗過(guo)程中進(jin)行了(le)改造(F4，F6和(he)F7)兩(liang)者作為未改造的(de)對比。由于活(huo)性(xing)炭之前沒有采樣(yang)點(dian)，為計(ji)算進(jin)入每個過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)的(de)水量(liang)，建(jian)立(li)了(le)一個數值(zhi)模(mo)型。這表明(ming)A室向過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)F1，F6和(he)F7供(gong)(gong)水，而B室則向過(guo)濾(lv)(lv)(lv)器(qi)(qi)供(gong)(gong)水F3，F4和(he)Rf5供(gong)(gong)水。參考(kao)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)Rf主(zhu)要從A室接收水(73%來自A室)。因此，將修改的(de)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)F6和(he)F7.參考(kao)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)Rf2.比較修改后(hou)的(de)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)F4.參考(kao)濾(lv)(lv)(lv)波(bo)器(qi)(qi)Rf5(圖1)比較。

　　上流砂(sha)濾(lv)清器和活(huo)性炭平行下游(you)濾(lv)清器的(de)示意圖。深灰色框架(jia)(F4，F6和F7)是活(huo)性炭過(guo)(guo)濾(lv)系統過(guo)(guo)濾(lv)系統，淺灰色框架(jia)(Rf2和Rf5)是未改造(zao)的(de)參考活(huo)性炭。有附加過(guo)(guo)濾(lv)器(F1和F3)。

　　在本研究的(de)(de)實(shi)驗(yan)過程(cheng)中(zhong)，活(huo)性(xing)(xing)炭的(de)(de)修(xiu)改(gai)如(ru)下(xia)：在改(gai)進的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)中(zhong)，10%的(de)(de)床高飽和活(huo)性(xing)(xing)炭被新(xin)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭取代，新(xin)的(de)(de)活(huo)性(xing)(xing)炭浸泡(pao)在清(qing)水(shui)(shui)中(zhong)24小(xiao)時(shi)，去除過濾(lv)(lv)(lv)介質中(zhong)的(de)(de)任(ren)何吸附空氣。改(gai)造(zao)(zao)過程(cheng)中(zhong)，改(gai)造(zao)(zao)后的(de)(de)過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)無法工作，水(shui)(shui)流(liu)增加到(dao)其他過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)。為避免在實(shi)驗(yan)過程(cheng)中(zhong)破(po)壞飲用水(shui)(shui)的(de)(de)整體供應，依次(ci)改(gai)造(zao)(zao)不同(tong)的(de)(de)過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)。使用新(xin)活(huo)性(xing)(xing)炭補充(chong)過濾(lv)(lv)(lv)器(qi)大約需要40小(xiao)時(shi)，包(bao)括以下(xia)步驟：

1. 安裝液壓泵和噴射器，操作過濾(lv)(lv)器周圍(wei)的抽吸軟管，從過濾(lv)(lv)器上(shang)去除頂部活(huo)性(xing)炭漿液。泵送時間與需要(yao)去除的活(huo)性(xing)炭質量(liang)成比例(li)。

   
   

　　2.將浸泡過的(de)新(xin)活性(xing)炭(tan)(tan)分配到舊過濾(lv)材料上。分配時間與(yu)需(xu)要更換的(de)活性(xing)炭(tan)(tan)質(zhi)量成正比。

　　3.黑色碳粉和灰分通過反復(fu)沖洗(xi)過濾器從新活性(xing)炭中(zhong)消除。**個過濾液通常被丟棄，因為高細(xi)顆(ke)粒。反洗(xi)時間與(yu)補充(chong)活性(xing)炭的質量成(cheng)正比

　　在(zai)恢復(fu)使(shi)用過濾器之前(qian)，通(tong)常(chang)要檢查(cha)生物水質(zhi)。

　　新型活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)具(ju)有(you)(you)微孔(kong)結構(gou)，預(yu)計有(you)(you)利于(yu)小型有(you)(you)機化合(he)物相對于(yu)大型有(you)(you)機化合(he)物的(de)(de)吸(xi)附(fu)。由于(yu)現有(you)(you)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)的(de)(de)密(mi)度和尺寸與添加的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)相似，它們將在反沖洗過(guo)(guo)程中(zhong)完全混合(he)，使新的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)分布在整個活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)過(guo)(guo)濾器中(zhong)。重(zhong)要的(de)(de)是，添加的(de)(de)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)密(mi)度與現有(you)(you)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)相匹配，并(bing)在整個過(guo)(guo)濾器中(zhong)均勻分布。否則(ze)，過(guo)(guo)濾介(jie)質會完全清洗，反洗過(guo)(guo)程中(zhong)可(ke)能(neng)會沖洗掉(diao)活(huo)(huo)性(xing)(xing)炭(tan)(tan)。

　　改造后的(de)(F6，F7和F4)和參考(kao)(Rf2和Rf5)過濾器中(zhong)活(huo)性炭去除有機物級別的(de)效(xiao)率。誤(wu)差棒表示通過誤(wu)差傳播(bo)計算的(de)標(biao)準誤(wu)差(N=4)。

　　提(ti)高活性(xing)炭(tan)過濾(lv)器中有機(ji)物的(de)去除效率

　　所有(you)(you)(you)光(guang)(guang)學活(huo)性(xing)(xing)(吸收/發(fa)熒光(guang)(guang))有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)和有(you)(you)(you)機(ji)碳的(de)(de)整體去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)效(xiao)率如圖2所示。該圖上的(de)(de)誤差(cha)條(tiao)表示由(you)誤差(cha)傳播(bo)方(fang)法計算(suan)的(de)(de)標(biao)準誤差(cha)，并且對于(yu)熒光(guang)(guang)測量而言(yan)*小。圖2顯示，以有(you)(you)(you)機(ji)碳為代表的(de)(de)寬有(you)(you)(you)機(ji)池(chi)和非(fei)熒光(guang)(guang)有(you)(you)(you)機(ji)池(chi)UV與吸收分(fen)數(shu)相比，本研究中的(de)(de)生物(wu)過(guo)濾(lv)器優先去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)有(you)(you)(you)機(ji)成(cheng)分(fen)。相對較(jiao)低的(de)(de)有(you)(you)(you)機(ji)碳去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)表明(ming)大多數(shu)有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)池(chi)由(you)非(fei)熒光(guang)(guang)部分(fen)組成(cheng)，去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)相對較(jiao)差(cha)。但活(huo)性(xing)(xing)炭補充后，包括有(you)(you)(you)機(ji)碳在內的(de)(de)所有(you)(you)(you)三級去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)都得到了改善，表明(ming)對有(you)(you)(you)機(ji)物(wu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)有(you)(you)(you)積(ji)極的(de)(de)整體影響。由(you)于(yu)與新(xin)活(huo)性(xing)(xing)炭無(wu)關(guan)的(de)(de)生物(wu)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)，增加的(de)(de)去(qu)(qu)除(chu)(chu)(chu)*有(you)(you)(you)可能歸因于(yu)對新(xin)活(huo)性(xing)(xing)炭過(guo)濾(lv)材料的(de)(de)吸附。

　　活性(xing)炭更換的經濟方面

　　從(cong)經濟角(jiao)度來看，添(tian)加一(yi)層活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)比再生(sheng)或更換一(yi)整(zheng)罐活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)更經濟。雖(sui)然改造活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)過(guo)濾(lv)器有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)(de)固定(ding)成(cheng)(cheng)本(ben)（如管理(li)和(he)(he)安裝時(shi)間、泵的(de)(de)(de)(de)收(shou)集和(he)(he)安裝、生(sheng)物(wu)(wu)測試），但(dan)大部(bu)分成(cheng)(cheng)本(ben)與要更換的(de)(de)(de)(de)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)數量成(cheng)(cheng)正比，提(ti)取和(he)(he)分配泵的(de)(de)(de)(de)時(shi)間、反洗時(shi)間、運輸和(he)(he)處置成(cheng)(cheng)本(ben)）。生(sheng)物(wu)(wu)活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)系統的(de)(de)(de)(de)運行成(cheng)(cheng)本(ben)遠(yuan)低于活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)系統，估(gu)計節約2-3倍，使(shi)用(yong)壽命延長4-5倍。90%的(de)(de)(de)(de)過(guo)濾(lv)介質保持在活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)生(sheng)物(wu)(wu)過(guo)濾(lv)器中，因(yin)此在改善(shan)新活(huo)(huo)(huo)性(xing)炭(tan)(tan)吸附(fu)的(de)(de)(de)(de)同時(shi)，生(sheng)物(wu)(wu)降(jiang)解繼續有助(zhu)于去除有機(ji)物(wu)(wu)。