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粉末活性炭(PAC)與其他工藝的組合使用
5·1 微濾(MF)-PAC組合工藝
Han-SeungKim等人[22~24]研究了微濾(MF) 和PAC聯(lián)合工藝在飲用水深度處理方面的應(yīng)用。在MF系統(tǒng)中使用高劑量的PAC能使微濾膜在出水水質(zhì)和過濾時(shí)間等方面的達(dá)到更好的效果。PAC 能去除MF膜不能去除的小分子物質(zhì)。而在相同的 PAC投加量之下,濾速(或通量)不會(huì)影響處理效率。另一方面,活性炭能提高過濾效率是通過降低濾速來緩解逐漸增加的膜滲透壓,以達(dá)到延長(zhǎng)運(yùn)行周期的目。對(duì)于去除表面活性劑,這種聯(lián)合技術(shù)比PAC單獨(dú)使用更有效果,主要原因可能是粉末活性炭在MF膜表面上和孔隙內(nèi)部形成了次生膜。
5·2 超濾(UF)-PAC組合工藝
溶解性的有機(jī)物是造成膜污染的主要因素,因此,超濾膜常與混凝、PAC組合,形成深度處理膜工藝[25]。UF-PAC聯(lián)合技術(shù)比超濾單獨(dú)使用能更有效地去除原水中的有機(jī)物和消毒副產(chǎn)物,該系統(tǒng)中PAC的作用是吸附UF不能去除的低分子量有機(jī)化合物,且運(yùn)行時(shí)PAC能有效防止膜污染、提高膜通量,促進(jìn)反沖洗時(shí)膜的有效恢復(fù)[25, 26]。
5·3 離子交換樹脂(IERs)-PAC組合工藝
HuguesHumbert等人[21]研究了陰離子交換樹脂(AERs) -粉末活性炭(PAC)聯(lián)合技術(shù)對(duì)去除天然有機(jī)物(NOM)和殺蟲劑(銹去津和異丙隆)的效果。結(jié)果表明, PAC對(duì)AERs去除DOC 只有很小的輔助效果;而對(duì)去除銹去津和異丙隆等殺蟲劑,該聯(lián)合工藝效果顯著,其原因是AERs去除了阻塞PAC孔隙的高分子量物質(zhì)。
5·4 高錳酸鉀-PAC組合工藝
高錳酸鉀與PAC聯(lián)合使用能有效去除常規(guī)處理很難去除的物質(zhì),且降低了粉末活性炭的投加量,節(jié)約了制水成本。針對(duì)太湖B支流水體發(fā)臭現(xiàn)象嚴(yán)重、采用常規(guī)工藝處理很難去除嗅味物質(zhì)的情況,李偉光等人[27]通過試驗(yàn)考察了單獨(dú)投加高錳酸鉀、單獨(dú)投加粉末活性炭以及高錳酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用三種方法對(duì)嗅味的去除效果。靜態(tài)及生產(chǎn)性試驗(yàn)結(jié)果表明:高錳酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用工藝的除嗅效果最好,并且可節(jié)省粉末活性炭投量約 20%。此外,高錳酸鉀與粉末活性炭聯(lián)用對(duì)藻類也有較好的去除效果。
6 PAC在飲用水處理中應(yīng)用的發(fā)展趨勢(shì)
在突發(fā)事故時(shí)(如藍(lán)藻暴發(fā)),大量投加PAC 會(huì)導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用的大量增加,因此須考慮新的 PAC工藝以增加其使用效率。因活性炭的吸附容量是吸附平衡時(shí)吸附質(zhì)濃度的函數(shù)[28],出水水質(zhì)越高,則活性炭的使用效率越低,那么在水廠正常生產(chǎn)中, PAC的吸附空間沒有得到高效的利用, 如何高效地、充分地使用PAC的吸附容量尚有待進(jìn)一步研究。目前水廠中使用的PAC最后大都在沉淀池隨污泥排走,沒有實(shí)現(xiàn)重復(fù)利用。考慮到 PAC回收的困難以及回收分離時(shí)損失很大,常用顆粒活性炭(GAC)代替PAC,但是GAC的吸附效果不及PAC。如何有效回收PAC,實(shí)現(xiàn)資源的重復(fù)利用還需深入研究和探討。在采用PAC干投裝置的水廠,操作時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度極大,在裝卸、拆包、配制和投加過程中,粉塵是一個(gè)很大的問題。有時(shí), PAC會(huì)從過濾水中泄漏出來進(jìn)入配水系統(tǒng), 因此在水廠使用PAC時(shí)應(yīng)注意濾池的安全運(yùn)行以保證出水水質(zhì)。PAC與其他水處理藥劑(尤其是氧化性藥劑)相互作用會(huì)使其他藥劑失去應(yīng)有的效果,同時(shí)也降低了PAC的吸附能力,大幅度的增加制水成本,因此在某些聯(lián)合工藝中如何避免氧化性藥劑與還原性PAC相互損耗,是一個(gè)值得研究的問題。
PAC與高級(jí)氧化等其他深度處理方法不同, 它是靠吸附分離技術(shù)來去除水中的污染物質(zhì)和雜質(zhì),因此它基本上不產(chǎn)生化學(xué)副產(chǎn)物,在使用時(shí)安全有效,在以后的水處理領(lǐng)域仍將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。
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