梁能

（桂林市自來水公司 廣西桂林 541002）

粉末活性炭應(yīng)急投加裝置在水廠應(yīng)用實(shí)例

梁能

（桂林市自來水公司 廣西桂林 541002）

在如今水質(zhì)污染事故頻發(fā)，傳統(tǒng)常規(guī)處理工藝無能為力，粉末活性炭吸附技術(shù)在應(yīng)對突發(fā)性污染事故和改善出水水質(zhì)起著重要作用。本文主要介紹瓦窯水廠粉末活性炭應(yīng)急投加裝置方案確定，投加裝置組成以及操作要求。

粉末活性炭；應(yīng)急投加

前言

隨著城鎮(zhèn)化率及城鎮(zhèn)居民生活水平的不斷提高，一方面城鎮(zhèn)居民生活需求的不斷提高，另一方面廢污水排放量的逐年加大，城市飲用水水源地普遍受到不同程度的污染，保障城市飲用水安全的應(yīng)急能力較低，作為應(yīng)急措施采用投加粉末活性炭處理突發(fā)性原水水質(zhì)污染事故和改善枯水季節(jié)出水水質(zhì)具有良好的效果。

1 瓦窯水廠基礎(chǔ)資料

桂林市自來水公司瓦窯水廠位于桂林市瓦窯東路，采用漓江水作為水源，處理工藝為混凝、沉淀、過濾、消毒常規(guī)處理方法，處理能力14萬t/d。漓江是一條季節(jié)性河流，夏漲冬枯，暴漲暴落，夏季汛期為每年3～9月，洪水時(shí)最大流量達(dá)6000多m3/s，秋冬枯水期為每年10月至次年2月，在最枯時(shí)節(jié)最小流量僅為10m3/s，在枯水期由于上游來水量減少，水中有機(jī)污染物含量高，大腸桿菌群數(shù)猛增，溶解氧降低，氨氮濃度含量升高，水體嗅味大，給水廠的供水生產(chǎn)帶來巨大的壓力，為防治污染，改善水質(zhì)，采用粉末活性炭吸附技術(shù)應(yīng)對突發(fā)性原水水質(zhì)污染事故已成為一種必需。

2 粉末活性炭投加方案確定

2.1 投加方式選擇

從投加方式來看，粉末活性炭的投加方式分為分為濕式投加和干式投加。濕式投加采用制備活性炭漿液，活性炭漿液采用計(jì)量泵投加，由計(jì)量泵定量輸送至投加點(diǎn)，投加于水中；干式投加采用干粉投加機(jī)將粉末活性炭投加到水射器，水射器將粉末活性炭與水混合后投入到水中。兩種方式比較：濕式投加法運(yùn)行可靠，活性炭漿液的投加量可以實(shí)現(xiàn)精確控制，投加過程不會揚(yáng)塵，操作環(huán)境好，但投加設(shè)備多，造價(jià)高；干式投加法占地面積少，投加設(shè)備少，造價(jià)省，但干投中粉末活性炭與水不宜混合，易堵塞，投加精確控制差，投加過程會導(dǎo)致?lián)P塵，操作環(huán)境差。目前水廠給水處理中基本使用濕式投加方式居多，系統(tǒng)使用較為成熟穩(wěn)定，因此選擇濕式投加方式。

2.2 投加點(diǎn)的確定

瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置是作為應(yīng)急措施采用，連續(xù)使用時(shí)間長則不超過一個(gè)月，短則幾天，為了提高粉末活性炭的吸附效果，使其與水混合后有良好的攪拌條件和充足的接觸時(shí)間，減少水處理過程中吸附被干擾，粉末活性炭的投加點(diǎn)選擇在原水吸水井處投加。投加點(diǎn)見瓦窯水廠工藝流程圖如圖1。

圖1 瓦窯水廠工藝流程圖

2.3 投加量范圍及投加濃度確定

參照《室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，將投加量范圍控制在5～40mg/L，投加濃度不大于5%。

2.4 投加裝置組成

粉末活性炭投加裝置通常由上料裝置、儲料倉、溶解設(shè)備、給料設(shè)備、投加設(shè)備以及除塵器、壓力表、流量計(jì)、控制柜、閥門、相應(yīng)管路等組成。

3 設(shè)備選擇

3.1 上料裝置

上料裝置有槽罐車上料和人工上料。槽罐車上料自動化程度高，人工作業(yè)少，工作環(huán)境好。人工上料方式：當(dāng)為大包裝（500kg）或者小包裝（25kg）來料時(shí)，將真空吸料機(jī)插入袋中，采用真空吸料方式，將粉末吸入儲料倉內(nèi)儲存，此種方式人工勞動量大，會有揚(yáng)塵現(xiàn)象。由于廣西無生產(chǎn)粉末活性炭廠家，考慮會存在槽罐車供料不及時(shí)問題，同時(shí)保留槽罐車上料及人工上料真空吸料口兩種方式，平時(shí)購買帶裝粉末活性炭備用。

3.2 儲料倉

采用立式罐料儲存方式，碳鋼材質(zhì)，料倉體積50m3，料倉底部采用閘板閥，方便給料機(jī)維修；進(jìn)料口安裝過濾裝置，防止雜質(zhì)進(jìn)入料倉，在進(jìn)料口砌沖洗池，有粉料掉落時(shí)用水進(jìn)行沖洗保持場地清潔。

3.3 溶解設(shè)備

由于采用濕式投加方式需配備溶解罐，有單罐和雙罐兩種。單罐即單一溶解罐在使用當(dāng)中采用邊溶解邊投加方式，設(shè)備使用初期可能會出現(xiàn)投加量小于理論值的現(xiàn)象，但經(jīng)過一定時(shí)間攪拌后即可恢復(fù)正常投加量；雙罐即一個(gè)溶解罐和一個(gè)溶液罐，活性炭漿液的混合均與度和濃度準(zhǔn)確度較高，但此種方式有節(jié)點(diǎn)增加設(shè)備較多，造價(jià)增加，占地面積大，不利于維護(hù)的缺點(diǎn)，瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置主要用于應(yīng)急處理，對初期投加精度要求不高，因此使用單罐方式。

3.4 給料設(shè)備

給料設(shè)備兼有計(jì)量和輸送功能，分為無軸單螺旋給料方式、無軸單螺旋給料+精確螺旋計(jì)量方式、有軸雙螺旋給料方式。無軸單螺旋給料方式計(jì)量不夠精確，無自凈功能；無軸單螺旋給料+精確螺旋計(jì)量方式解決了計(jì)量精度問題，但無自凈功能，易造成輸送堵塞的可能性，同時(shí)增加了精確螺旋計(jì)量設(shè)備，也增加了維護(hù)檢修工作量；有軸雙螺旋給料方式給料更為均勻，計(jì)量更精確，且具有自凈功能，解決了輸送堵塞，經(jīng)比較，采用有軸雙螺旋給料方式。

3.5 投加設(shè)備

粉末活性炭投加方式可采用重力投加或壓力投加，以壓力投加為主。壓力投加主要采用投加泵進(jìn)行投加，分別為離心泵、螺桿泵和轉(zhuǎn)子泵。離心泵流量不易調(diào)節(jié)，與轉(zhuǎn)速沒有線性關(guān)系，價(jià)格便宜，維護(hù)簡單，但在運(yùn)行過程中容易跑炭，一般不采用；螺桿泵國內(nèi)使用廠家較多，流量與轉(zhuǎn)速有線性關(guān)系，易調(diào)節(jié)，價(jià)格適中，但定子轉(zhuǎn)子容易磨損，一般連續(xù)運(yùn)行4～6個(gè)月就需要進(jìn)行更換，備件需要多；轉(zhuǎn)子泵流量與轉(zhuǎn)速有線性關(guān)系，易調(diào)節(jié)，價(jià)格較高，耐磨，備件需要少，但國內(nèi)使用廠家較少，使用效果有待進(jìn)一步驗(yàn)證?？紤]到瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置用于應(yīng)急投加，不做常規(guī)應(yīng)用，投加泵只做間斷運(yùn)行，從經(jīng)濟(jì)角度出發(fā)，選用螺桿泵進(jìn)行投加（如圖2）。

4 操作要求

4.1 上料

（1）人工負(fù)壓吸料

首先要開啟空氣壓縮機(jī)，待壓力上升6Bar，方可啟動真空吸料。一段時(shí)間未用后啟用時(shí)，開啟真空吸料機(jī)系統(tǒng)3min，才可以人工吸料。吸料完成后，讓真空吸料機(jī)系統(tǒng)保持運(yùn)行3min后，待管道沿途碳粉完全吸入，再關(guān)閉真空吸料機(jī)。出現(xiàn)吸力不足，需到料倉頂部把真空吸料機(jī)蓋板打開，清除過濾網(wǎng)的積灰和垃圾，恢復(fù)吸力。

（2）槽罐車供料

首先開啟空氣壓縮機(jī)，待壓力上升6Bar，方可啟動真空吸料。接好槽罐車與吸料硬管之間的管道，打開手動蝶閥，開啟除塵器，開始從槽罐車泵送活性炭。注意料倉上的滿料位指示，滿料位蜂鳴報(bào)警時(shí)即停止供料，關(guān)閉除塵器，關(guān)閉手動蝶閥，拆除槽罐車與吸料硬管之間的管道。

圖2 粉末活性炭投加裝置圖

4.2 溶解制備漿液

首先確認(rèn)水位高度。水位在干運(yùn)行液位（250mm）以下時(shí)，需手動進(jìn)水至干運(yùn)行保護(hù)液位（250mm）以上；水位在干運(yùn)行液位與啟動液位（250mm≤液位＜400mm）之間時(shí)，啟動系統(tǒng)后可自動進(jìn)水到達(dá)啟動液位（400mm）再自動配制炭液，循環(huán)運(yùn)行；水位在啟動液位（≥400mm）以上，啟動系統(tǒng)后自動在啟動液位與滿液位（400mm≤液位≤1100mm）之間自動配制炭液，循環(huán)運(yùn)行，但注意要低于滿液位（1100mm）。

4.3 投加

檢查投加系統(tǒng)進(jìn)出口管道閥門是否開啟，連通管道閥門是否關(guān)閉。根據(jù)所需流量，設(shè)定投加泵的頻率。運(yùn)行到設(shè)定時(shí)間后，自動進(jìn)行泵前沖洗；當(dāng)流量低于設(shè)定值時(shí)（≤1.2m3/L），自動進(jìn)行后沖洗；當(dāng)投加泵關(guān)閉后，系統(tǒng)自動進(jìn)行前后沖洗。投加泵投加溶液到4h左右后，需要對投加泵前段管道進(jìn)行人工清洗約3min。投加穩(wěn)定后，檢查流量計(jì)讀數(shù)及壓力表是否正常。關(guān)閉投加泵后，需等前后沖洗完成后方可關(guān)閉總電源。

4.4 停止系統(tǒng)

確認(rèn)系統(tǒng)的投加泵是否處于停止?fàn)顟B(tài)后，再停止投加系統(tǒng)。

4.5 注意事項(xiàng)

儲料倉不能用空，用至空料位時(shí)，必須停止使用。長期不用，需對罐、水泵及管道進(jìn)行清水沖洗。更換不同廠家或不同規(guī)格的粉末活性炭時(shí)，需對螺旋給料機(jī)給料量進(jìn)行重新標(biāo)定。

5 結(jié)束語

粉末活性炭應(yīng)急投加裝置使用后，對水體嗅味和有機(jī)物去除都取得了較好的效果。此套裝置在瓦窯水廠成功運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)，也為今后在桂林市自來水公司其他水廠粉末活性炭投加裝置的應(yīng)用提供了良好的借鑒和技術(shù)支持。

[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部城市建設(shè)司組織編寫.城市供水系統(tǒng)應(yīng)急凈水技術(shù)指導(dǎo)手冊》（試行）.中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[2]戚盛豪，等.室外給水設(shè)計(jì)規(guī)范.中國計(jì)劃出版社，2011.

[3]梁好，等.飲用水安全保障技術(shù).化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

TU991.2

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