粉末活性炭應急投加裝置在水廠應用實例

梁能

（桂林市自來水公司 廣西桂林 541002）

粉末活性炭應急投加裝置在水廠應用實例

梁能

（桂林市自來水公司 廣西桂林 541002）

在如今水質污染事故頻發，傳統常規處理工藝無能為力，粉末活性炭吸附技術在應對突發性污染事故和改善出水水質起著重要作用。本文主要介紹瓦窯水廠粉末活性炭應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；應急投加

前言

隨著城鎮化率及城鎮居民生活水平的不斷提高，一方面城鎮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急能力較低，作為應急措施采用投加粉末活性炭處理突發性原水水質污染事故和改善枯水季節出水水質具有良好的效果。

1 瓦窯水廠基礎資料

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、消毒常規處理方法，處理能力14萬t/d。漓江是一條季節性河流，夏漲冬枯，暴漲暴落，夏季汛期為每年3～9月，洪水時最大流量達6000多m3/s，秋冬枯水期為每年10月至次年2月，在最枯時節最小流量僅為10m3/s，在枯水期由于上游來水量減少，水中有機污染物含量高，大腸桿菌群數猛增，溶解氧降低，氨氮濃度含量升高，水體嗅味大，給水廠的供水生產帶來巨大的壓力，為防治污染，改善水質，采用粉末活性炭吸附技術應對突發性原水水質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，活性炭漿液采用計量泵投加，由計量泵定量輸送至投加點，投加于水中；干式投加采用干粉投加機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：濕式投加法運行可靠，活性炭漿液的投加量可以實現精確控制，投加過程不會揚塵，操作環境好，但投加設備多，造價高；干式投加法占地面積少，投加設備少，造價省，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，投加過程會導致揚塵，操作環境差。目前水廠給水處理中基本使用濕式投加方式居多，系統使用較為成熟穩定，因此選擇濕式投加方式。

2.2 投加點的確定

瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置是作為應急措施采用，連續使用時間長則不超過一個月，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間，減少水處理過程中吸附被干擾，粉末活性炭的投加點選擇在原水吸水井處投加。投加點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《室外給水設計規范》中的規定，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、溶解設備、給料設備、投加設備以及除塵器、壓力表、流量計、控制柜、閥門、相應管路等組成。

3 設備選擇

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，人工作業少，工作環境好。人工上料方式：當為大包裝（500kg）或者小包裝（25kg）來料時，將真空吸料機插入袋中，采用真空吸料方式，將粉末吸入儲料倉內儲存，此種方式人工勞動量大，會有揚塵現象。由于廣西無生產粉末活性炭廠家，考慮會存在槽罐車供料不及時問題，同時保留槽罐車上料及人工上料真空吸料口兩種方式，平時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，料倉體積50m3，料倉底部采用閘板閥，方便給料機維修；進料口安裝過濾裝置，防止雜質進入料倉，在進料口砌沖洗池，有粉料掉落時用水進行沖洗保持場地清潔。

3.3 溶解設備

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中采用邊溶解邊投加方式，設備使用初期可能會出現投加量小于理論值的現象，但經過一定時間攪拌后即可恢復正常投加量；雙罐即一個溶解罐和一個溶液罐，活性炭漿液的混合均與度和濃度準確度較高，但此種方式有節點增加設備較多，造價增加，占地面積大，不利于維護的缺點，瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置主要用于應急處理，對初期投加精度要求不高，因此使用單罐方式。

3.4 給料設備

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

3.5 投加設備

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行投加，分別為離心泵、螺桿泵和轉子泵。離心泵流量不易調節，與轉速沒有線性關系，價格便宜，維護簡單，但在運行過程中容易跑炭，一般不采用；螺桿泵國內使用廠家較多，流量與轉速有線性關系，易調節，價格適中，但定子轉子容易磨損，一般連續運行4～6個月就需要進行更換，備件需要多；轉子泵流量與轉速有線性關系，易調節，價格較高，耐磨，備件需要少，但國內使用廠家較少，使用效果有待進一步驗證。考慮到瓦窯水廠粉末活性炭投加裝置用于應急投加，不做常規應用，投加泵只做間斷運行，從經濟角度出發，選用螺桿泵進行投加（如圖2）。

4 操作要求

4.1 上料

（1）人工負壓吸料

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

（2）槽罐車供料

首先開啟空氣壓縮機，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，滿料位蜂鳴報警時即停止供料，關閉除塵器，關閉手動蝶閥，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

首先確認水位高度。水位在干運行液位（250mm）以下時，需手動進水至干運行保護液位（250mm）以上；水位在干運行液位與啟動液位（250mm≤液位＜400mm）之間時，啟動系統后可自動進水到達啟動液位（400mm）再自動配制炭液，循環運行；水位在啟動液位（≥400mm）以上，啟動系統后自動在啟動液位與滿液位（400mm≤液位≤1100mm）之間自動配制炭液，循環運行，但注意要低于滿液位（1100mm）。

4.3 投加

檢查投加系統進出口管道閥門是否開啟，連通管道閥門是否關閉。根據所需流量，設定投加泵的頻率。運行到設定時間后，自動進行泵前沖洗；當流量低于設定值時（≤1.2m3/L），自動進行后沖洗；當投加泵關閉后，系統自動進行前后沖洗。投加泵投加溶液到4h左右后，需要對投加泵前段管道進行人工清洗約3min。投加穩定后，檢查流量計讀數及壓力表是否正常。關閉投加泵后，需等前后沖洗完成后方可關閉總電源。

4.4 停止系統

確認系統的投加泵是否處于停止狀態后，再停止投加系統。

4.5 注意事項

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

5 結束語

粉末活性炭應急投加裝置使用后，對水體嗅味和有機物去除都取得了較好的效果。此套裝置在瓦窯水廠成功運用的經驗，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用提供了良好的借鑒和技術支持。

[1]住房和城鄉建設部城市建設司組織編寫.城市供水系統應急凈水技術指導手冊》（試行）.中國建筑工業出版社，2009.

[2]戚盛豪，等.室外給水設計規范.中國計劃出版社，2011.

[3]梁好，等.飲用水安全保障技術.化學工業出版社，2007.

TU991.2

A

1004-7344（2016）05-0229-02

2016-2-5