某水廠2004年~2005年的運行數據表明，水廠取用的原水水質較差。水中所含某些有機物或無機污染物經生物預處理、強化混凝沉淀仍然不能去除時，可利用活性炭吸附。由于活性炭具有發達的細胞結構和巨大的比表面積，對水中溶解性的有機污染物，如苯酚類化合物、油類具有較強的吸附能力，能很好去除異臭異味、色度。因此在凈水工藝中采取在原有凈水工藝的基礎上增加活性炭濾池(見圖1)。

1、活性炭濾池結構簡介

活性炭濾池沿用普通快濾池結構，濾池底標高-0.75m，承托層厚0.55mm，活性炭層厚1.5m，炭層頂標高為1.30m，設濾層淹沒水深1.00m，濾池內設計水位2.30m。

從節約能耗、方便管理、延長活性炭使用壽命的原則出發，擬維持單獨水反沖方式，由于活性炭比重輕，較大的反沖洗強度將導致活性炭流失，屋頂沖洗水箱進、出水共用1根DN600管道，擬在該管道上增設手動閥1只，控制水沖強度，池底采用大阻力配水系統，水沖洗強度8-12 L/m²·s，濾料膨脹率控制在33%。

8根尺寸為0.3m(B)x0.375m(H)排水槽組成了濾池的洗砂排水槽排，水槽頂標高為2.25m。由于活性炭濾池過濾水頭損失比石英砂小，為控制炭上水深，擬在出水管上加裝1只DN400電動蝶閥調節控制水位。

目前活性炭單層濾料厚度1500mm，濾速9.6m/h，接觸時間為9.4min。

2、活性炭濾池的運行管理

根據活性炭濾池在生產工藝中所處位置，制定了適合該池生產運行的管理方法：

2.1嚴格控制進水濁度

由于受工藝條件的限制，活性炭濾池被置于沉淀池后，采用活性炭處理的目的是為了更有效的去除有機物，而不是為了截留懸浮固體，炭濾池的進水濁度一般控制在1.0NTU以下，否則容易造成炭床堵塞，縮短吸附周期，因此在今后的運行中對進水濁度應該提出更高的控制目標。

2.2 進水余氯的控制

活性炭可以吸附水中的余氯，而且不利于生物生長，余氯對活性炭表面的生物膜會產生很大的破壞，因此活性炭濾池進水不得含余氯，針對此特點，加氯點后移至炭池后。

2.3增加水中的溶解氧

成為生物活性炭取決于水溫、微生物利用的原水中所含基質種類、水中細菌濃度和種類、反沖洗方式和反沖洗周期以及溶解氧。利用鼓風機曝氣增加了水中的溶解氧，并且使進人炭層內部的水中留有一定的溶解氧，保證了炭層中生物的需要。去除有機物、氨氮需要消耗大量的溶解氧，通常在1:4以上，每氧化1mgNH₃-N為NO₂-N，需要消耗3.34mg的溶解氧，每氧化1mg-NO₂-N為NO₃-N需要消耗1.14mg的溶解氧。經過鼓風沖氧，濾前水溶解氧能保持在6.0-7.0mg/L，基本處于飽和狀態，使活性炭的生物作用得以穩定發揮。

2.4反沖洗的控制

隨著活性炭濾池運行時間的延長，炭粒表面及炭層中積累的生物和非生物顆粒的數量不斷增加，導致炭粒間隙減小，水頭損失增加，影響活性炭濾池的出水水質和產水量。如果反沖洗時炭層的膨脹率不足，下層炭粒不易懸浮，炭層就沖洗不干凈，如膨脹率過大，水流剪力就較小，炭粒不易碰撞，達不到沖洗效果。膨脹率隨著沖洗強度的加大而增加，沖洗強度過大，會造成炭粒的流失，由于反沖洗水的流速很大，會沖動承托層，破壞其級配排列，使炭層和承托層卵石混合在一起，既不利于再生又影響出水水質。合理的反沖洗可以充分除去過量的生物膜和截留的微小顆粒，而頻繁的反沖洗則使生物膜難以形成。因此反沖洗成為活性炭濾池運行維護的關鍵，是保證活性炭濾池成功運行的一個重要環節。一般需注意以下幾個方面：

1)采用炭池濾后水反沖洗，可保證沖洗用水濁度較低和較好的水質(無氯)，即可以使沖洗后的炭層比較潔凈又避免炭層在沖洗過程中的無效吸附。

2)保證合理的沖洗時間、沖洗強度和膨脹率。將沖洗結束時排出水濁度作為沖洗強度和歷時是否達到沖洗目的的衡量標準。因此將反沖洗廢水的濁度作為一項主要檢測指標，反沖廢水初期濁度、色度高，后期濁度、色度低，而且肉眼可見少量微生物絮體。這說明BAC濾池的反沖廢水中生物顆粒和非生物顆粒均占相當比例，并且生物顆粒的出現時間相對滯后。非生物濾池的反沖廢水中非生物顆粒占絕大多數，一般以反沖廢水濁度達到15NTU作為反沖洗結束條件。

生物濾池中生物顆粒的脫附較難，其含量又難以采用濁度指標來間接反映，一般以反沖洗廢水濁度≤15NTU作為反沖洗結束的前提。一般認為25%~30%的膨脹率是比較合理的，反沖洗強度與活性炭的粒徑有關，達到一定的膨脹率，粒徑越大所需的沖洗強度就越大，達到30%的膨脹率，有效粒徑0.8~2.0mm(國際10—24目)顆粒炭的沖洗強度為10~12L/m²·S。由于水塔水量的限制，在以上的沖洗強度條件下，顆粒炭的濾格只能持續9min的沖洗時間，活性炭以反沖洗廢水濁度<15NTU作為反沖洗結束的前提，考慮到活性炭比較輕，反沖洗強度比較弱，在水塔水量允許的情況下應盡量延長其反沖洗時間，以達到延長沖洗周期、避免炭粒過度磨損。因此，在參照反沖洗歷時內濁度變化(見下表)的基礎上將反沖洗時間定為9min。

活性炭濾池反沖洗時間內的濁度變化（NTU）

2.5活性炭濾池采用敞開式，由于陽光的照射及溶解氧比較充足，池內藻類易生長，給活性炭濾池的清洗帶來很大的困難。經過觀察發現，藻類的數量朝南濾格多于朝北濾格，東側濾格多于西側濾格，說明藻類的生長與水溫、陽光密切有關。

運行兩周后改建成封閉式，池內藻類生長得到有效控制，但封閉式不利于觀察運行維護以及活性炭的投入及取出。

3、總結

1)活性炭的選型應依據吸附試驗。根據去除效果的優劣選擇活性炭的規格以及活性炭濾池的較佳炭層厚度、濾速、接觸時間、反沖洗時的膨脹率等工藝參數。

2)在活性炭投入前應保證有充足的時間進行濾池凈化、炭粒浸泡、反沖洗等步序，確保其在使用中處于較佳運行狀態。

3)活性炭濾池的運行維護應注重進水濁度、控制余氯，保持活性炭吸附飽和程度的相對均勻，增加水中的溶解氧和把握反沖洗控制等要素。