粉末活性炭PAC凈水應用國內外現狀

    目前對于強化處理微污染原水技術，國內外水廠廣泛使用的一種方法就是活性炭吸附技術。活性炭主要有粉末活性炭(粉末活性炭PAC)和顆粒活性炭(GAC)兩種。粉末活性炭PAC技術的主要特點是設備投資省、價格便宜、對短期及突發性水質污染適應能力強。經過大量研究表明它對水中溶解的有機污染物，如三氯甲烷及前體物、苯類、酚類化合物、色度、異臭、胺類化合物、氯化有機物等都具有較好的去除效果。活性炭吸附技術是最成熟有效的方法之一，與常規凈水工藝相結合，既完善了常規處理工藝，提高了水中有機污染物的去除效率，是傳統老廠對工藝改善和加強處理效果的一種理想手段，也是作為一種提高出水水質和應對原水突發性污染事故的有效措施。

    國外應用現狀

    粉末活性炭PAC最早是由歐洲干1909年正式開始利用奧斯特雷杰科專利制造的。美國新米爾福水廠自1929年首次用粉末活性炭PAC去除氯酚產生的嗅味以來，粉末活性炭PAC在水處理中的應用己有近70年的歷史。美國八十年代初期，每年在水源水處理中所應用的粉末活性炭PAC約25000噸，且有逐年遞增的趨勢。并且粉末活性炭PAC在荷蘭、日本、法國、比利時、英國、瑞典和意大利等國都有廣泛的應用。他們關于粉末活性炭PAC對給水中的有機物的去除進行了大量的研究，取得了寶貴的經驗。例如，VedatUyak等研究了粉末活性炭PAC強化混凝處理飲用水源水中的消毒副產物，結果表明粉末活性炭PAC對水中消毒副產物THM和DOC均具有較好的去除效果，DOC去除率從45％提高到76％，粉末活性炭PAC能去除大部分低分子量NOM，而且強化處理后THM可達到150ug／L。H．Jiang等研究了傳統給水處理工藝對水中除草劑ATZ、SIM、PROP、DDA等內分泌干擾物的去除效果，證實了傳統混凝一沉淀一消毒工藝不能有效去除這些物質，只有結合活性炭強化處理的情況下才能達到理想的處理效果。LionelHo等研究了粉末活性炭PAC強化混凝過程中NOM、濁度等條件對粉末活性炭PAC吸附MIB的影響。結果表明絮體尺寸和濁度增大會減小MIB在粉末活性炭PAC上的吸附量，而NOM的負影響則更大，說明處理水質條件對粉末活性炭PAC吸附去除水中有機物有著重要影響。Mafia等對比研究了粉末活性炭PAC強化混凝工藝對腐植酸和苯酚的去除效果。結果表明使用粉末活性炭PAC吸附強化混凝處理后對腐植酸和苯酚的去除效果有所改進，在pH=7時，苯酚和色度可完全去除，UV254和CODMn分別達到99％和8I～89％。國外對粉末活性炭PAC吸附性能做了大量研究，表明粉末活性炭PAC對二氯苯酚、農藥中所含物質、消毒副產物等等均有較好的吸附效果，對色、嗅、味的去除效果已得到公認。

    國內應用現狀

    我國在2O世紀6O年代末開始將粉末活性炭PAC技術用于污染水源的除臭、除味。近年來，我國越來越重視對活性炭的研究和應用，活性炭吸附技術在國內水廠得到越來越多的應用，并已經取得較好效果，同時也開展了大量關于粉末活性炭PAC強化處理工藝的研究。高乃云、王榮昌等人在上海市閔行水廠二分廠用粉末活性炭PAC處理黃浦江上游微污染原水取得了較好的效果，粉末活性炭PAC對CODMn和UV254凈增加去除率分別為21．3％和29．8％。實驗研究表明最佳粉末活性炭PAC炭種為1#粉末活性炭PAC，最佳投加點為吸水井處，最佳投加量為10mg／L，在最佳投加量時制水成本增加5.9分／m3，。潘碌亭等研究了粉末活性炭PAC強化混凝處理黃浦江水源水，對濁度、CODMn、UV254等均有較好效果，粉末活性炭PAC投加點、投加方式等都對處理效果有一定影響，同時投加效果最好。梁存珍等分別采用煤質和木質粉末活性炭PAC去除飲用水中嗅味物質，如MIB、TCA、IPMP和IBMP等，研究了粉末活性炭PAC種類、投加量、嗅味物質初始濃度、余氯等因素的影響，結果表明煤質粉末活性炭PAC相對木質粉末活性炭PAC具有更高的MIB去除率。另外，也有關于粉末活性炭PAC作為水源水突發污染事故的應急處理研究。高乃云、陳蓓蓓等通過中試實驗研究了水源水中阿特拉津突發污染的應急處理，結果證實粉末活性炭PAC可有效去除阿特拉津，粉末活性炭PAC投加量為50mg／L時，可使初始濃度為200ug／L的阿特拉津降低到2ug／L以下。周克梅等對長江南京段微污染原水粉末活性炭PAC應急投加進行了實驗研究，通過燒杯試驗確定了適宜的活性炭炭種、投加量和投炭點。結果表明煤質粉末活性炭PAC較木質或椰殼炭更為經濟合理，投加點越靠前越有利于吸附作用的發揮，活性炭與混凝劑的競爭吸附現象不明顯，針對該水質活性炭最佳投量為20～30mg／L。王生輝等研究了粉末活性炭PAC吸附硝基苯的性能，結果表明粉末活性炭PAC對硝基苯具有良好的吸附去除能力，可作為應急處理工藝有效應對原水的硝基苯污染，保證供水安全。高乃云、劉成等研究了高藻污染原水的投加粉末活性炭PAC應急處理工藝，實驗結果表明10mg／L的粉末活性炭PAC可明顯改善混凝工藝對藻類的去除效果，藻類去除率從60％提高到96％，同時還可有效去除土嗅素和二甲基異冰片等致嗅物質，對高藻后期高濃度的微囊藻毒素，投加20mg／L保持接觸時間40min就可降到水質標準值以下。劉恒等采用粉末活性炭PAC強化混凝工藝處理微污染水源水，活性炭投加量為200mg／L，對各種污染物的去除效果較好，對源水異嗅味、色度、濁度、礦物油和苯酚的去除率分別達到7l～90％，對CODMn、TOC和氨氮去除率分別為47％～53％、26～27％和l0～l8％。另外，目前將粉末活性炭PAC用于突發污染水質事故的應急處理(如哈爾濱和無錫)已有成功的案例。

    需要進一步研究的問題

    通過對國內外相關研究的了解，對粉末活性炭PAC在常規水處理中的應用情況的研究，發現自來水廠應用粉末活性炭PAC吸附技術，是一項非常有效，并且應用方便的強化處理技術。但是在技術應用方面還存在一些問題，要想真正發揮粉末活性炭PAC吸附技術的優勢還需要對以下方面進行深入的研究。

1)粉末活性炭PAC吸附有機物具有很強的選擇性。對于不同的原水水質，處理效果有很大的不同，同時不同的水質，對粉末活性炭PAC的種類、投加點以及最佳投加量都存在差異，因此要根據實際的原水水質進行現場試驗，才能確定最佳的處理方案。

2)粉末活性炭PAC吸附的有機物分子量分布及其吸附機理還有待進一步研究。另外，可對粉末活性炭PAC進行一些改性，如氧化改性改變其碘吸附值、零電荷點、表面官能團等，或還原改性和負載金屬離子改性等來加強吸附效果。

3)我國對于粉末活性炭PAC在處理微污染水源水中的應用研究還很不夠。目前，將粉末活性炭PAC應用于生產的水廠并不多，而且在應用過程中，對于如何經濟有效地利用粉末活性炭PAC的吸附能力，往往缺乏深入研究，從而造成粉末活性炭PAC的浪費或達不到應有的處理效果。

4)加強對粉末活性炭PAC用于突發污染水質事故的應急處理研究。