摘要：活性炭濾池濾料的更換對(duì)濾池高效、低成本運(yùn)行起著關(guān)鍵性的作用。本文通過(guò)工程實(shí)例結(jié)合文獻(xiàn)研究，對(duì)活性炭濾池濾料的更換步驟進(jìn)行簡(jiǎn)介，為活性炭濾池濾料的更換提供參考。
隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，對(duì)安全飲用水的要求日益劇強(qiáng)烈，然而隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，嚴(yán)重污染了飲用水水源。一些城市水源已經(jīng)無(wú)法符合飲用水水源的標(biāo)準(zhǔn)，部分地表水已經(jīng)失去了作為飲用水水源的功能，近50%以上的水質(zhì)降為Ⅳ類(lèi)以下水體。因此，根據(jù)目前水源水質(zhì)的特征，對(duì)微污染水源的凈化處理已經(jīng)成為目前迫切需要解決的問(wèn)題。
臭氧-生物活性炭技術(shù)是給水深度處理中較有效的辦法之一，它將臭氧的純化學(xué)氧化、活性炭的物理和化學(xué)吸附、生物的降解作用以及臭氧的殺菌消毒等四種給水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)糅合，是一種新型給水處理技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用在飲用水處理上，如今這一技術(shù)已經(jīng)成為了全世界給水深度處理中的主流。
在臭氧——生物活性炭給水深度處理技術(shù)應(yīng)用中，活性炭濾料的更換是保證該技術(shù)有效、低成本運(yùn)行的關(guān)鍵。
臭氧——生物活性炭給水深度處理工藝延長(zhǎng)了活性炭的使用壽命，但隨著活性炭使用時(shí)間的延長(zhǎng)，其凈水能力將逐漸下降，當(dāng)活性炭濾池出水不能滿足給水廠出水水質(zhì)要求時(shí)，給水企業(yè)面臨著活性炭濾料換新或者濾料再生后重復(fù)使用的選擇。
1.活性炭更換步驟
活性炭具有很強(qiáng)的吸附性能，在其保存和運(yùn)輸過(guò)程中，應(yīng)采用防紫外線材料制成的牢固且不易破損的包裝袋，并避免與揮發(fā)性物質(zhì)同時(shí)存放�；钚蕴繛V池更換濾料一般分以下幾個(gè)步驟：濾料的清除、濾池的清洗、池內(nèi)各部件的檢查、濾池的消毒、池內(nèi)標(biāo)高的測(cè)定、濾料的鋪裝、浸泡及沖洗、濾池的調(diào)試。以浙江省某現(xiàn)代化水廠更換濾料為例簡(jiǎn)述濾料更換過(guò)程。
1.1工程概況
浙江省某現(xiàn)代化水廠炭濾池為V型濾池，共分8格，單格有效過(guò)濾面積120m2。采用雙層濾料，上層為活性炭，厚度為1.8m；下層為石英砂濾料，過(guò)濾層厚0.5m。至2016年7月份已運(yùn)行四年多，對(duì)炭濾池內(nèi)濾料進(jìn)行指標(biāo)分析，碘值、亞甲藍(lán)值已遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)代化水廠需再生的指標(biāo)要求，同時(shí)CODMn去除率由35.62%降低至28.80%，且該水廠濾池在運(yùn)行過(guò)程中存在嚴(yán)重的“跑炭”現(xiàn)象，該水廠決定更換濾池濾料。
通過(guò)公開(kāi)招標(biāo)，內(nèi)蒙古某活性炭公司承擔(dān)該水廠炭濾池?fù)Q炭總包項(xiàng)目，新濾料為內(nèi)蒙古鄂爾多斯地區(qū)生產(chǎn)的8×30目壓塊破碎炭，該產(chǎn)品具有豐富的孔隙結(jié)構(gòu)、微孔發(fā)達(dá)且中孔、次微孔較多，且高亞甲藍(lán)值的特點(diǎn)，適合于給水深度處理用。
1.2更換步驟
1.2.1原濾料的清除
先進(jìn)行濾池反沖洗，直至目視反洗排水清澈為止，沖洗完畢后關(guān)閉進(jìn)水閥、清水閥、反沖洗閥門(mén)，打開(kāi)排水閥及濾池放空閥，待濾池放干后，施工人員沿梯子下到池底。為防止破壞池內(nèi)各部件，施工人員站在竹排/平板上操作。上料時(shí)，在池邊搭小型支架，上安滑輪，利用滑輪將活性炭用蛇皮袋拉上來(lái)。按照“水平移動(dòng)，等厚清除”的原則將濾料清除。
當(dāng)發(fā)現(xiàn)炭砂混合層時(shí)停止清除，使濾池充水，同時(shí)進(jìn)行氣洗，使得濾料重新分層，再將水排掉，待濾池放干后，施工人員再進(jìn)行施工，繼續(xù)將表層活性炭清除，如此反復(fù)進(jìn)行，當(dāng)炭砂交界面混雜厚度在5cm左右時(shí)方可停止，此時(shí)活性炭濾料清除完畢。按照活性炭濾料清除原則，將炭砂混合層、砂層等清除。
1.2.2池壁、排水槽的清洗
施工人員由入孔進(jìn)入清水渠內(nèi)，用高壓水槍沖洗配水支管，對(duì)于堵塞嚴(yán)重的配水支管，將支管鋸開(kāi)，沖洗干凈后用膠粘接。洗刷清水渠，將渠內(nèi)泥沙打掃干凈。
1.2.3濾頭、濾板檢査、標(biāo)高測(cè)定及“拉毛”的修復(fù)
檢查每一個(gè)濾頭，更換已壞的濾頭，去除濾頭上的包裹物，修復(fù)濾板間的縫隙，對(duì)濾頭進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)高調(diào)整，使其盡可能處于同一水平面，并通過(guò)布?xì)庠囼?yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，以防止反沖洗時(shí)氣量和水量不等，引起沖洗強(qiáng)度不均，造成濾池局部積泥和沖洗水量的浪費(fèi)，增加制水成本。
檢查所有配水支管有無(wú)松動(dòng)、斷裂，檢查配水支管有無(wú)壓蓋，對(duì)松動(dòng)的管子用配套的卡子固定；檢查池壁上的“拉毛”是否完好，檢查確認(rèn)合格。“拉毛”修復(fù)方法：使用粉刷用的輥?zhàn)诱核酀{（摻108膠）在池壁上滾一遍，如果效果不好，等硬化后再做一至兩遍，以滿足2-3mm的厚度要求。
1.2.4畫(huà)線
以“拉毛”上頂端及其標(biāo)高為基準(zhǔn)，在池壁上標(biāo)記每層濾料應(yīng)鋪裝的厚度。先由一人在池壁上每隔3米標(biāo)點(diǎn)，按照已標(biāo)點(diǎn)的高度由兩人將一細(xì)繩拉一水平線，第三人在池壁上畫(huà)線。后用米尺核定所畫(huà)線是否水平。
1.2.5鋪裝承托層
鋪裝承托料時(shí)，鋪裝順序按“粒徑由大到小、層層鋪裝”的原則進(jìn)行，鋪裝過(guò)程中為避免損壞濾池的配水、配氣系統(tǒng)，將承托料裝入鐵桶或完整的礫石成袋地吊入池底，施工人員站在竹排/平板上用鐵鍬均勻輕撒承托料，嚴(yán)禁由高向低把承托料傾倒至配水、配氣系統(tǒng)或下一層承托料上。鋪完一層后用木條將表面刮平，然后反沖洗至少3遍，滿足當(dāng)濾池充水至內(nèi)壁水平線時(shí)，承托層頂面與水面的高度差值小于10mm，承托層頂面高于與低于水面的面積之和應(yīng)小于10%的條件為止。
承托料鋪裝完畢后，用濾池設(shè)計(jì)上限沖洗強(qiáng)度進(jìn)行沖洗，開(kāi)始沖洗時(shí)使用小沖洗強(qiáng)度沖洗3min以上，停止沖洗前先逐漸降低沖洗強(qiáng)度。排水后，刮除承托料表面的輕物質(zhì)和細(xì)顆粒。
1.2.6鋪裝濾料
（1）濾池消毒。活性炭填充之前將活性炭濾池產(chǎn)水注入池內(nèi)，同時(shí)加入濃度為15mg/L的氯水對(duì)濾池進(jìn)行浸泡，浸泡24h將濾池水放空后，反復(fù)沖洗濾池直至沖洗出水不含余氯為止。
（2）濾料浸泡。根據(jù)濾池容積與活性炭堆積比核算活性炭總裝填量，按鋪裝承托層的原則進(jìn)行活性炭的鋪裝。施工人員撒入活性炭要均布全池，根據(jù)實(shí)際情況鋪裝至一定高度后用木條攤平，直至達(dá)到設(shè)計(jì)高度。投入后立即加入一定量不含余氯的濾后水至炭層上約30cm進(jìn)行活性炭浸泡。浸泡過(guò)程中每24h用竹竿攪動(dòng)炭層觀察其夾雜空氣泡情況，同時(shí)配合短時(shí)間、低強(qiáng)度的氣沖，一方面對(duì)炭層進(jìn)行翻動(dòng)；另一方面預(yù)先磨去炭粒尖角等易被磨去的部分，避免運(yùn)行過(guò)程中炭粉的泄露。如此反復(fù)進(jìn)行，直至炭層無(wú)明顯空氣泡逸出時(shí)浸泡結(jié)束。
（3）濾料沖洗。在浸泡過(guò)程中，所有的細(xì)小顆粒和未被浸透的炭會(huì)慢慢的浮上水面。為使炭層中的細(xì)小顆粒和未被浸透的炭得以去除，炭粒孔隙中的空氣被置換出來(lái)；同時(shí)水洗使活性炭pH降低至中性，保證產(chǎn)水指標(biāo)，浸泡完畢后需要對(duì)活性炭進(jìn)行數(shù)次反沖洗。
在反沖洗過(guò)程中要嚴(yán)格控制反洗流量，同時(shí)定時(shí)檢測(cè)反沖洗水的濁度、pH，開(kāi)始反洗時(shí)濁度高達(dá)80NTU、pH高達(dá)10.30，反沖洗至反洗水濁度＜2NTU、pH＜9.0可停止反洗。沖洗的同時(shí)進(jìn)行膨脹率的測(cè)定，炭床膨脹率控制在25%-30%時(shí)，既能保證無(wú)“跑炭”現(xiàn)象，同時(shí)可達(dá)到較佳的沖洗效果。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)核算，每噸活性炭耗水約20-25m3可將反洗水濁度降至2NTU以下；每噸活性炭耗水約250-300m3可將活性炭pH降低至9.0。由上述數(shù)據(jù)看出，用戶在進(jìn)行更換活性炭時(shí)需要大量的水，對(duì)于用水的來(lái)源及反洗水的去向需要提前規(guī)劃。
2.總結(jié)
活性炭濾池濾料更換/再生依據(jù)主要有出水水質(zhì)、使用年限、取樣檢測(cè)等方法，給水廠結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行選擇。
活性炭濾池更換濾料一般分以下幾個(gè)步驟：濾料的清除、濾池的清洗、池內(nèi)各部件的檢查、濾池的消毒、池內(nèi)標(biāo)高的測(cè)定、濾料的鋪裝、浸泡及沖洗、濾池的調(diào)試。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)核算，每噸活性炭耗水約20-25m3可將反洗水濁度降至2NTU以下；每噸活性炭耗水約250-300m3可將活性炭pH降低至9.0。給水廠在進(jìn)行更換活性炭時(shí)需要大量的水，對(duì)于用水的來(lái)源及反洗水的去向需要提前規(guī)劃。