活性炭比表面積高、孔隙發(fā)達(dá),對(duì)有機(jī)物等具有很高的吸附性能,給水廠通常采用活性炭投加系統(tǒng)作為應(yīng)急處理手段來(lái)應(yīng)對(duì)突發(fā)性原水水質(zhì)污染事件,保障飲用水安全。除采用粉末活性炭進(jìn)行預(yù)吸附處理外,給水廠多采用活性炭進(jìn)行水體的深度處理,因?yàn)榛钚蕴坎粌H具有優(yōu)異的吸附性能,其巨大的比表面積和豐富的孔隙結(jié)構(gòu)還能為微生物提供附著點(diǎn),增強(qiáng)微生物對(duì)有機(jī)物的轉(zhuǎn)化、降解作用,改善凈化水質(zhì)。粉末活性炭以優(yōu)良木屑、椰殼、煤質(zhì)為原料,經(jīng)系列生產(chǎn)工藝精加工而成,具有過(guò)濾速度快、吸附性能好、脫色除味能力強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)耐用等優(yōu)點(diǎn),可以有效地去除各種水體污染、除臭、降低水體的濁度和色度等。活性炭投加系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中充分考慮了粉末活性炭的粉末細(xì)、易揚(yáng)塵、不溶于水、易架橋等性質(zhì),避免外界有揚(yáng)塵而影響現(xiàn)場(chǎng)操作人員身體健康,料倉(cāng)設(shè)有振打系統(tǒng),可消除活性炭粉末因長(zhǎng)期積放在料倉(cāng)而出現(xiàn)架橋?;钚蕴客都釉O(shè)備的電機(jī)需做好防護(hù),避免粉塵進(jìn)入。陜西智能活性炭投加設(shè)備
針對(duì)不同類(lèi)別污染物,需精細(xì)匹配活性炭類(lèi)型與投加參數(shù),確保吸附效率較大化。處理有機(jī)污染物(如苯、甲苯)時(shí),優(yōu)先選用煤質(zhì)顆?;钚蕴浚湮⒖渍急冗_(dá) 70% 以上,對(duì)小分子有機(jī)物吸附容量高,投加量按污染物濃度 1:20-1:30 比例控制,反應(yīng)時(shí)間不少于 20 分鐘;處理大分子有機(jī)物(如腐殖酸)時(shí),改用木質(zhì)粉末活性炭,其中孔占比提升至 40%,可有效吸附大分子物質(zhì),投加后需配合絮凝工藝,促進(jìn)炭粉沉降。處理重金屬離子(如汞、砷)時(shí),需選用載硫改性活性炭,通過(guò)硫元素與重金屬形成穩(wěn)定硫化物,吸附容量比普通活性炭提升 4-6 倍,投加時(shí)需調(diào)節(jié)水體 pH 至 5-6,增強(qiáng)吸附選擇性;處理含磷廢水時(shí),選用負(fù)載鑭系金屬的活性炭,利用金屬離子與磷酸根的絡(luò)合作用,磷去除率可達(dá) 95% 以上,投加量根據(jù)進(jìn)水磷濃度調(diào)整,通常為 5-15mg/L。處理異味物質(zhì)(如硫化氫、氨氮)時(shí),選用浸漬高錳酸鉀的活性炭,兼具吸附與氧化功能,異味去除率比普通活性炭高 30%,且無(wú)需延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,適合市政水廠的應(yīng)急除味場(chǎng)景。陜西智能活性炭投加設(shè)備啤酒廢水處理中,活性炭投加設(shè)備可降低廢水的 COD 值。
隨著環(huán)保要求提升與技術(shù)創(chuàng)新,活性炭投加正朝著智能化、綠色化、高效化方向發(fā)展。智能化方面,基于物聯(lián)網(wǎng)與 AI 技術(shù)的智能投加系統(tǒng)逐漸普及,通過(guò)在線水質(zhì)傳感器實(shí)時(shí)采集污染物濃度數(shù)據(jù),AI 算法自動(dòng)優(yōu)化投加量與混合參數(shù),實(shí)現(xiàn) “按需投加”,比傳統(tǒng)人工調(diào)控節(jié)省 15%-20% 的活性炭用量;綠色化方面,可再生活性炭的應(yīng)用比例不斷提高,通過(guò)高溫再生、微波再生等技術(shù),使廢活性炭吸附容量恢復(fù)至新炭的 70% 以上,降低固廢產(chǎn)生量與原料成本;高效化方面,復(fù)合型活性炭(如活性炭 - 納米材料復(fù)合、活性炭 - 微生物復(fù)合)的研發(fā)與應(yīng)用,明顯提升了對(duì)特定污染物的吸附選擇性與容量,例如負(fù)載二氧化鈦的活性炭,兼具吸附與光催化降解功能,對(duì)難降解有機(jī)物的去除率提升至 85% 以上。同時(shí),模塊化投加設(shè)備的開(kāi)發(fā),使系統(tǒng)更易于組裝與遷移,滿足小型處理項(xiàng)目與應(yīng)急處理的需求,進(jìn)一步拓展了活性炭投加的應(yīng)用范圍。
未來(lái)活性炭投加技術(shù)將向 “智能化、綠色化、多功能化” 方向發(fā)展。智能化方面,將進(jìn)一步融合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),通過(guò)部署水質(zhì)傳感器網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)污染物濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和投加量的自動(dòng)調(diào)節(jié),同時(shí)利用數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建投加系統(tǒng)的虛擬模型,模擬不同工況下的投加效果,優(yōu)化工藝參數(shù)。綠色化方面,將更多采用可再生原料制備的活性炭,如秸稈、木屑等生物質(zhì)活性炭,降低碳足跡,同時(shí)開(kāi)發(fā)更高效的再生技術(shù),如微波再生、等離子體再生,減少再生過(guò)程中的能耗和污染物排放。多功能化方面,將研發(fā)集 “吸附 - 催化 - 消毒” 于一體的復(fù)合型活性炭,例如負(fù)載二氧化鈦的活性炭,在吸附污染物的同時(shí),利用紫外線照射產(chǎn)生光催化作用,降解有機(jī)物并殺滅細(xì)菌,簡(jiǎn)化水處理流程,降低設(shè)備投資成本。食品加工廢水處理中,活性炭投加設(shè)備需符合衛(wèi)生要求。
現(xiàn)代活性炭投加系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn) “在線監(jiān)測(cè) - 自動(dòng)調(diào)節(jié) - 數(shù)據(jù)追溯” 的智能化閉環(huán)控制。系統(tǒng)通過(guò) COD 在線監(jiān)測(cè)儀、UV254 傳感器實(shí)時(shí)采集水質(zhì)數(shù)據(jù),PLC 控制器根據(jù)預(yù)設(shè)算法自動(dòng)調(diào)整投加量 —— 當(dāng)進(jìn)水 COD 每升高 10mg/L,計(jì)量泵頻率相應(yīng)提升 5Hz,確保吸附效果穩(wěn)定。部分不錯(cuò)系統(tǒng)還引入機(jī)器學(xué)習(xí)算法,通過(guò)分析歷史水質(zhì)數(shù)據(jù)和投加效果,建立個(gè)性化預(yù)測(cè)模型,提前 1 小時(shí)預(yù)判水質(zhì)變化趨勢(shì),實(shí)現(xiàn) “預(yù)判式投加”。此外,系統(tǒng)配備觸摸屏操作界面,可實(shí)時(shí)顯示投加量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等參數(shù),并自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表和月報(bào)表,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 1 年,便于環(huán)保部門(mén)監(jiān)管核查。遠(yuǎn)程控制功能還支持運(yùn)維人員通過(guò)手機(jī) APP 查看系統(tǒng)狀態(tài),及時(shí)處理異常報(bào)警?;钚蕴客都釉O(shè)備的輸送管路材質(zhì)需與活性炭特性相適應(yīng)。河北料倉(cāng)活性炭投加設(shè)備維護(hù)
實(shí)驗(yàn)室用活性炭投加設(shè)備體積較小,投加量可精確控制。陜西智能活性炭投加設(shè)備
突發(fā)污染事件中,活性炭應(yīng)急投加需遵循 “快速響應(yīng)、精細(xì)施策” 原則。首先需在 30 分鐘內(nèi)完成水質(zhì)檢測(cè),確定污染物種類(lèi)和濃度,例如針對(duì)苯系物污染,需選用孔徑為 2-5nm 的微孔活性炭,投加量按污染物濃度的 50-100 倍計(jì)算;針對(duì)重金屬污染,則需選擇載有螯合基團(tuán)的改性活性炭,提升吸附選擇性。投加方式上,采用 “多點(diǎn)分散投加”,在污染水體上游、中游和下游分別設(shè)置投加點(diǎn),每個(gè)投加點(diǎn)配備移動(dòng)式投加設(shè)備(如車(chē)載式螺桿投加機(jī)),確?;钚蕴靠焖贁U(kuò)散。同時(shí),需實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)水體流動(dòng)速度和污染物擴(kuò)散范圍,調(diào)整投加量和投加位置,防止出現(xiàn)吸附盲區(qū)。應(yīng)急結(jié)束后,需持續(xù)監(jiān)測(cè)水質(zhì) 72 小時(shí),確保污染物濃度穩(wěn)定低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)投加的活性炭進(jìn)行跟蹤,避免二次污染。陜西智能活性炭投加設(shè)備