粉末活性炭应急投加装置在水厂应用实例

2016-08-11梁能

大科技 2016年5期

关键词：湿式水厂液位

梁能

（桂林市自来水公司广西桂林 541002）

粉末活性炭应急投加装置在水厂应用实例

梁能

（桂林市自来水公司广西桂林 541002）

在如今水质污染事故频发，传统常规处理工艺无能为力，粉末活性炭吸附技术在应对突发性污染事故和改善出水水质起着重要作用。本文主要介绍瓦窑水厂粉末活性炭应急投加装置方案确定，投加装置组成以及操作要求。

粉末活性炭；应急投加

前言

随着城镇化率及城镇居民生活水平的不断提高，一方面城镇居民生活需求的不断提高，另一方面废污水排放量的逐年加大，城市饮用水水源地普遍受到不同程度的污染，保障城市饮用水安全的应急能力较低，作为应急措施采用投加粉末活性炭处理突发性原水水质污染事故和改善枯水季节出水水质具有良好的效果。

1 瓦窑水厂基础资料

桂林市自来水公司瓦窑水厂位于桂林市瓦窑东路，采用漓江水作为水源，处理工艺为混凝、沉淀、过滤、消毒常规处理方法，处理能力14万t/d。漓江是一条季节性河流，夏涨冬枯，暴涨暴落，夏季汛期为每年3～9月，洪水时最大流量达6000多m3/s，秋冬枯水期为每年10月至次年2月，在最枯时节最小流量仅为10m3/s，在枯水期由于上游来水量减少，水中有机污染物含量高，大肠杆菌群数猛增，溶解氧降低，氨氮浓度含量升高，水体嗅味大，给水厂的供水生产带来巨大的压力，为防治污染，改善水质，采用粉末活性炭吸附技术应对突发性原水水质污染事故已成为一种必需。

2 粉末活性炭投加方案确定

2.1 投加方式选择

从投加方式来看，粉末活性炭的投加方式分为分为湿式投加和干式投加。湿式投加采用制备活性炭浆液，活性炭浆液采用计量泵投加，由计量泵定量输送至投加点，投加于水中；干式投加采用干粉投加机将粉末活性炭投加到水射器，水射器将粉末活性炭与水混合后投入到水中。两种方式比较：湿式投加法运行可靠，活性炭浆液的投加量可以实现精确控制，投加过程不会扬尘，操作环境好，但投加设备多，造价高；干式投加法占地面积少，投加设备少，造价省，但干投中粉末活性炭与水不宜混合，易堵塞，投加精确控制差，投加过程会导致扬尘，操作环境差。目前水厂给水处理中基本使用湿式投加方式居多，系统使用较为成熟稳定，因此选择湿式投加方式。

2.2 投加点的确定

瓦窑水厂粉末活性炭投加装置是作为应急措施采用，连续使用时间长则不超过一个月，短则几天，为了提高粉末活性炭的吸附效果，使其与水混合后有良好的搅拌条件和充足的接触时间，减少水处理过程中吸附被干扰，粉末活性炭的投加点选择在原水吸水井处投加。投加点见瓦窑水厂工艺流程图如图1。

图1 瓦窑水厂工艺流程图

2.3 投加量范围及投加浓度确定

参照《室外给水设计规范》中的规定，将投加量范围控制在5～40mg/L，投加浓度不大于5%。

2.4 投加装置组成

粉末活性炭投加装置通常由上料装置、储料仓、溶解设备、给料设备、投加设备以及除尘器、压力表、流量计、控制柜、阀门、相应管路等组成。

3 设备选择

3.1 上料装置

上料装置有槽罐车上料和人工上料。槽罐车上料自动化程度高，人工作业少，工作环境好。人工上料方式：当为大包装（500kg）或者小包装（25kg）来料时，将真空吸料机插入袋中，采用真空吸料方式，将粉末吸入储料仓内储存，此种方式人工劳动量大，会有扬尘现象。由于广西无生产粉末活性炭厂家，考虑会存在槽罐车供料不及时问题，同时保留槽罐车上料及人工上料真空吸料口两种方式，平时购买带装粉末活性炭备用。

3.2 储料仓

采用立式罐料储存方式，碳钢材质，料仓体积50m3，料仓底部采用闸板阀，方便给料机维修；进料口安装过滤装置，防止杂质进入料仓，在进料口砌冲洗池，有粉料掉落时用水进行冲洗保持场地清洁。

3.3 溶解设备

由于采用湿式投加方式需配备溶解罐，有单罐和双罐两种。单罐即单一溶解罐在使用当中采用边溶解边投加方式，设备使用初期可能会出现投加量小于理论值的现象，但经过一定时间搅拌后即可恢复正常投加量；双罐即一个溶解罐和一个溶液罐，活性炭浆液的混合均与度和浓度准确度较高，但此种方式有节点增加设备较多，造价增加，占地面积大，不利于维护的缺点，瓦窑水厂粉末活性炭投加装置主要用于应急处理，对初期投加精度要求不高，因此使用单罐方式。

3.4 给料设备

给料设备兼有计量和输送功能，分为无轴单螺旋给料方式、无轴单螺旋给料+精确螺旋计量方式、有轴双螺旋给料方式。无轴单螺旋给料方式计量不够精确，无自净功能；无轴单螺旋给料+精确螺旋计量方式解决了计量精度问题，但无自净功能，易造成输送堵塞的可能性，同时增加了精确螺旋计量设备，也增加了维护检修工作量；有轴双螺旋给料方式给料更为均匀，计量更精确，且具有自净功能，解决了输送堵塞，经比较，采用有轴双螺旋给料方式。

3.5 投加设备

粉末活性炭投加方式可采用重力投加或压力投加，以压力投加为主。压力投加主要采用投加泵进行投加，分别为离心泵、螺杆泵和转子泵。离心泵流量不易调节，与转速没有线性关系，价格便宜，维护简单，但在运行过程中容易跑炭，一般不采用；螺杆泵国内使用厂家较多，流量与转速有线性关系，易调节，价格适中，但定子转子容易磨损，一般连续运行4～6个月就需要进行更换，备件需要多；转子泵流量与转速有线性关系，易调节，价格较高，耐磨，备件需要少，但国内使用厂家较少，使用效果有待进一步验证。考虑到瓦窑水厂粉末活性炭投加装置用于应急投加，不做常规应用，投加泵只做间断运行，从经济角度出发，选用螺杆泵进行投加（如图2）。

4 操作要求

4.1 上料

（1）人工负压吸料

首先要开启空气压缩机，待压力上升6Bar，方可启动真空吸料。一段时间未用后启用时，开启真空吸料机系统3min，才可以人工吸料。吸料完成后，让真空吸料机系统保持运行3min后，待管道沿途碳粉完全吸入，再关闭真空吸料机。出现吸力不足，需到料仓顶部把真空吸料机盖板打开，清除过滤网的积灰和垃圾，恢复吸力。

（2）槽罐车供料

首先开启空气压缩机，待压力上升6Bar，方可启动真空吸料。接好槽罐车与吸料硬管之间的管道，打开手动蝶阀，开启除尘器，开始从槽罐车泵送活性炭。注意料仓上的满料位指示，满料位蜂鸣报警时即停止供料，关闭除尘器，关闭手动蝶阀，拆除槽罐车与吸料硬管之间的管道。

图2 粉末活性炭投加装置图

4.2 溶解制备浆液

首先确认水位高度。水位在干运行液位（250mm）以下时，需手动进水至干运行保护液位（250mm）以上；水位在干运行液位与启动液位（250mm≤液位＜400mm）之间时，启动系统后可自动进水到达启动液位（400mm）再自动配制炭液，循环运行；水位在启动液位（≥400mm）以上，启动系统后自动在启动液位与满液位（400mm≤液位≤1100mm）之间自动配制炭液，循环运行，但注意要低于满液位（1100mm）。

4.3 投加

检查投加系统进出口管道阀门是否开启，连通管道阀门是否关闭。根据所需流量，设定投加泵的频率。运行到设定时间后，自动进行泵前冲洗；当流量低于设定值时（≤1.2m3/L），自动进行后冲洗；当投加泵关闭后，系统自动进行前后冲洗。投加泵投加溶液到4h左右后，需要对投加泵前段管道进行人工清洗约3min。投加稳定后，检查流量计读数及压力表是否正常。关闭投加泵后，需等前后冲洗完成后方可关闭总电源。

4.4 停止系统

确认系统的投加泵是否处于停止状态后，再停止投加系统。

4.5 注意事项

储料仓不能用空，用至空料位时，必须停止使用。长期不用，需对罐、水泵及管道进行清水冲洗。更换不同厂家或不同规格的粉末活性炭时，需对螺旋给料机给料量进行重新标定。