粉狀活性炭在水處理中應(yīng)用廣泛,其投加使用方法主要有濕法投加和干法投加兩種。
濕法投加工藝特點(diǎn):
?、贊穹üに囋谌蛞延薪倌甑氖褂脷v史,所以其工藝過程比較簡單,其工藝和相關(guān)的設(shè)備都已經(jīng)相當(dāng)成熟,也較為通用。
?、趹覞嵋和都恿康淖兓梢酝ㄟ^增減投加螺桿泵數(shù)量的方式進(jìn)行調(diào)整,其動(dòng)態(tài)范圍設(shè)計(jì)較寬。
③一套懸濁液配制系統(tǒng)可以通過增加螺桿泵的方式,對(duì)多投加點(diǎn)進(jìn)行投加。但這種工藝系統(tǒng)構(gòu)成比較龐大,設(shè)備數(shù)量比較多,能耗較高,占用空間大,建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用比較高。
因懸濁液中懸浮流速的存在,不能用往復(fù)式運(yùn)動(dòng)的計(jì)量泵投加(因?yàn)闄C(jī)械往復(fù)運(yùn)動(dòng)會(huì)使懸濁液在某些局部位置流速過低而造成沉淀);泥漿泵的揚(yáng)程特性軟,在投加點(diǎn)壓力高的場(chǎng)合無法應(yīng)用,且投加精度低,使其應(yīng)用受到限制;所以目前大都采用螺桿泵投加方式,但是懸濁液中的細(xì)小固體顆粒對(duì)螺桿泵泵芯轉(zhuǎn)子不可避免地產(chǎn)生磨損,會(huì)造成螺桿泵推力下降,揚(yáng)程降低,帶來了懸濁液流速降低,當(dāng)懸濁液流速低于其懸浮流速時(shí),固體顆粒即會(huì)析出沉淀,不可避免地造成投加管道的堵塞。這是該工藝中無法克服的一個(gè)缺陷所在,也是這種投加系統(tǒng)運(yùn)行使用過程中維護(hù)成本很高的關(guān)鍵原因。
干法投加工藝特點(diǎn):
?、俳ㄔO(shè)投資少,運(yùn)行費(fèi)用低。因?yàn)槭沁B續(xù)化配制、混合、投加為一體的工藝,其設(shè)備數(shù)量少、占用空間小,所以土建費(fèi)用和設(shè)備采購費(fèi)用都相應(yīng)較低,總體造價(jià)減少30%~40%,能源消耗減少25%~45%,系統(tǒng)維護(hù)費(fèi)用減少90%(主要在懸濁液投加部分)。
?、跓o管道堵塞現(xiàn)象。因在懸濁液投加部分沒有任何泵的存在(增壓泵在射流器前面),也沒有可運(yùn)動(dòng)部件,不會(huì)有磨損,更不會(huì)有懸濁液流速的變化,因而不會(huì)有懸濁物析出沉淀而堵塞投加管道的現(xiàn)象。
?、厶岣?a href="http://m.zheiniang.cn" target="_self" title="活性炭">活性炭利用率(可節(jié)約粉末活性炭50%左右)。濕法工藝中水和粉末活性炭是在攪拌罐中混合,因攪拌器的功率和線速度較低(若增大功率和線速度,攪拌罐體的強(qiáng)度則需要加強(qiáng),其成本會(huì)增加很多),其剪切力比較小,無法破壞粉末活性炭的自凝聚特性,所以粉末活性炭是以結(jié)團(tuán)的形式存在于水中,造成活性炭吸附潛能的極大浪費(fèi)。而干法工藝中采用的高速射流混合器是一種傳質(zhì)器件,粉末活性炭與高速射流載體以互相垂直運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)入射流混合器,并在射流器腔內(nèi)的湍流傳質(zhì)區(qū)進(jìn)行能量交換,而利用了射流過程中水流的高速動(dòng)能和剪切力,將具有自凝聚特征的粉末活性炭顆粒之間的分子力和靜電力破壞,將已結(jié)團(tuán)的炭粒子擊碎并強(qiáng)制分散,使其以單個(gè)粒子形式在射流載體中存在,并在射流器尾部的擴(kuò)散管中通過壓力的變化快速擴(kuò)散,強(qiáng)化了粉末活性炭顆粒的分散度,增大了粉末活性炭的比表面積,使其吸附能力提高了一倍以上(這個(gè)特點(diǎn)在很多水廠都已得到驗(yàn)證),提高了粉末活性炭的使用效率,降低了生產(chǎn)成本。更為重要的是因投加量的減少,也同時(shí)降低了因投加粉末活性炭對(duì)后續(xù)工藝(主要是混凝、沉淀、過濾、反沖洗等)產(chǎn)生的影響。
?、芸梢詰?yīng)用于水力條件比較苛刻的場(chǎng)合。因射流混合器出口壓力較高,因此投加設(shè)備間與投加點(diǎn)距離可以比較遠(yuǎn),能夠達(dá)到數(shù)百米,投加點(diǎn)壓力可達(dá)到0.8MPa。
⑤特別適用于變投加點(diǎn)工藝。在自來水和工業(yè)廢水處理中應(yīng)用,因季節(jié)、污染物種類和分子鏈結(jié)構(gòu)的變化,會(huì)在不同時(shí)間段選擇不同的工藝投加點(diǎn),以達(dá)到最佳工藝效果。射流投加可以采用多投加點(diǎn)串聯(lián)方式以滿足這種需求,并已應(yīng)用在山東煙臺(tái)和云南某水廠。
?、蘧哂锌焖俜磻?yīng)特性。因?yàn)橛?jì)量、混合、投加三個(gè)過程同時(shí)進(jìn)行,所以系統(tǒng)投入使用前的準(zhǔn)備時(shí)間可以非常短,只要料倉中有物料,數(shù)分鐘之內(nèi)就可以投入使用,因此特別適用于供水系統(tǒng)應(yīng)急處理投加工藝。
⑦具有良好的機(jī)動(dòng)性。因其系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)緊湊,占用空間很小,在自來水行業(yè)作為應(yīng)急投加系統(tǒng)應(yīng)用時(shí),特別適合做成移動(dòng)式車載應(yīng)急投加系統(tǒng),以滿足水廠規(guī)模不大(處理水量<10×104m3/d),水廠數(shù)量多,而且水源比較分散的局部區(qū)域性應(yīng)用。移動(dòng)車載式粉末活性炭投加系統(tǒng)已應(yīng)用在山東某自來水公司下屬的四座水廠中。
⑧因各個(gè)工藝投加點(diǎn)的水力條件差異,粉體藥劑投加量不同,在選擇合理的水力學(xué)模型過程的計(jì)算會(huì)稍微復(fù)雜。
粉末活性炭可根據(jù)不同需要,進(jìn)行干投或濕投。一般來講濕投可處理應(yīng)對(duì)一些日常污水問題,干投可作污水應(yīng)急處理。