9.10 活性炭吸附

Ⅰ 一般规定

9.10.1 活性炭吸附或臭氧一生物活性炭处理工艺宜用于经混凝、沉淀、过滤处理后某些有机、有毒物质含量或色、臭、味等感官指标仍不能满足出水水质要求时的净水处理。

9.10.2 炭吸附池的进水浊度应小于 1 NTU 。

9.10.3 活性炭吸附池的设计参数应通过试验或参照相似条件下炭吸附池的运行经验确定。

9.10.4 活性炭应具有吸附性能好、机械强度高、化学稳定性好和再生后性能恢复好等特性。采用煤质颗粒活性炭时，可按表 9.10.4 选用。

9.10.5 采用臭氧-生物活性炭处理工艺的活性炭吸附池宜根据当地情况，对炭吸附池面采用隔离或防护措施。

9.10.6 炭吸附池的钢筋混凝土池壁与炭接触部位应采取防电化学腐蚀措施。

Ⅱ 主要设计参数

9.10.7 活性炭吸附池的池型应根据处理规模确定。

9.10.8 过流方式应根据吸附池池型、排水要求等因素确定，可采用降流式或升流式。

当采用升流式炭吸附池时，应采取防止二次污染措施。

9.10.9 炭吸附池个数及单池面积，应根据处理规模和运行管理条件经比较后确定。吸附池不宜少于 4 个。

9.10.10 处理水与炭床的空床接触时间宜采用 6～20min ，空床流速 8～20m/h ，炭层厚度 1.0～2.5m 。炭层最终水头损失应根据活性炭的粒径、炭层厚度和空床流速确定。

9.10.11 活性炭吸附池经常性的冲洗周期宜采用 3～6d 。常温下经常性冲洗时，冲洗强度宜采用 11～13L/(m²· s），历时 8～12min ，膨胀率为 15％～20％。定期大流量冲洗时，冲洗强度宜采用 15～18L/(m²· s），历时 8～12min ，膨胀率为 25％～35％。为提高冲洗效果，可采用气水联合冲洗或增加表面冲洗方式。

冲洗水宜采用滤池出水或炭吸附池出水。

9.10.12 炭吸附池宜采用中、小阻力配水（气 ）系统。承托层宜采用砾石分层级配，粒径 2～16mm ，厚度不小于 250mm 。

9.10.13 炭再生周期应根据出水水质是否超过预定目标确定，并应考虑活性炭剩余吸附能力能否适应水质突变的情况。

9.10.14 炭吸附池中失效炭的运出和新炭的补充，宜采用水力输送，整池出炭、进炭总时间宜小于 24h 。

水力输炭管内流速应为 0.75～1.5m/s 。输炭管内炭水体积比宜为 1:4 。输炭管的管材应采用不锈钢或硬聚氯乙烯 (UPVC）管。输炭管道转弯半径应大于 5 倍管道直径。

条文说明

I 一般规定

9.10.1 当原水中有机物含量较高时宜采用臭氧—生物活性炭处理工艺。采用活性炭吸附处理，应对原水进行多年水质监测，分析原水水质的变化规律和趋势，经技术经济比较后，可采用活性炭吸附处理工艺或臭氧—生物活性炭处理工艺。

国内使用活性炭吸附池和生物活性炭吸附池的情况见表 13 。

日本使用颗粒活性炭净水处理的实例见表 14 。

9.10.2 活性炭吸附的主要目的不是为了截留悬浮固体。因此，要求混凝、沉淀、过滤处理先去除悬浮固体，然后再进入炭吸附池。在正常情况下，要求炭吸附池进水浊度小于 1 NTU，否则将造成炭床堵塞，缩短吸附周期。

9.10.3 关于炭吸附池设计参数确定的一般要求。

9.10.4 关于活性炭规格及性能的规定。

活性炭是用含炭为主的物质制成，如煤、木材 ( 木屑形式 ) 、木炭、泥煤、泥煤焦炭、褐煤、褐煤焦炭、骨、果壳以及含炭的有机废物等为原料，经高温炭化和活化两大工序制成的多孔性疏水吸附剂。

活性炭按原料不同分为煤质活性炭、木质活性炭或果壳活性炭等；按形状分为颗粒活性炭 (GAC) 与粉末活性炭 (PAC) ；煤质颗粒活性炭分柱状炭、压块破碎炭和原煤破碎炭。

目前国内运行的地面水水厂的炭吸附池用炭大部分使用煤质柱状炭。如果采用颗粒压块炭或破碎炭需参照有关产品特性，经试验确定各种设计参数。活性炭性能指标按满足现行国家标准《净化水用煤质活性炭》 GB 7701.4 一级品以上要求规定。

9.10.5 对于采用臭氧—生物活性炭工艺的活性炭滤池，宜根据环境条件采取必要的隔离措施，在通风条件不好时，宜设隔离罩或隔离走廊防止臭氧尾气对管理人员的伤害。另外，在强日照地区应考虑防藻措施。

9.10.6 因池壁按开裂设计，磨损的炭粉如掉到缝中，会腐蚀钢筋。

Ⅱ 主要设计参数

9.10.7 关于活性炭吸附池型的原则规定。

当处理规模小于 320m³/h 时，可采用普通压力滤池形式；当处理规模大于或等于 320m³/h 时，可采用普通快滤池、虹吸滤池、双阀滤池等形式；当处理规模大于或等于 2400m³/h 时，炭吸附池形式以与过滤形式配套为宜。

9.10.8 关于炭吸附池过流方式的规定。

采用升流式炭吸附池，处理后的水在池上部，应采用封闭措施，如设房、加盖等，以防人为污染。

9.10.9 为避免炭吸附池冲洗时对其他工作池接触时间产生过大影响，炭吸附池应设有一定的个数。为保证一个炭吸附池检修时不致影响整个水厂的正常运行，规定炭吸附池个数不得少于 4 个。

9.10.10 关于炭吸附池设计参数的规定。

炭吸附池设计参数主要是空床接触时间和空床流速。空床接触时间和空床流速应根据水质条件，经试验或参考类似工程经验确定。

表 15 为日本水道协会《日本水道设计指针》 (2000 年版 ) 中颗粒活性炭滤池设计参数，供参考。

9.10.11 关于炭吸附池冲洗的规定。

臭氧-生物活性炭处理工艺宜采用炭池出水冲洗，并考虑初滤水排除措施。

为调整反冲洗强度，在反冲洗水管上宜设调节和计量装置。

定期冲洗主要目的是冲掉附着在炭粒上和炭粒间的粘着物，一般可按 30d 考虑，实际运行时可根据需要调整。

另外，水温影响水的粘度。当水温较低时，应调整反冲洗强度弥补温度差异的影响。

表 16 为日本水道协会《日本水道设计指针》 (2000 年版)中颗粒活性炭吸附池设计冲洗参数，供参考。

9.10.12 炭吸附池若采用中阻力配水(气)系统可采用滤砖；若采用小阻力配水(气)系统，配水孔眼面积与炭吸附池面积之比可采用 1％～1.5％。当只用水冲洗时，可用短柄滤头；如采用气水反冲，可采用长柄滤头。

经工程实践验证，承托层粒径级配(五层承托层)如采用表 17 数据，可达到冲洗均匀，冲洗后炭层表面平整。

9.10.13 关于活性炭再生周期及指标的规定。

根据运行经验，当活性炭碘值指标小于 600mg/g 或亚甲兰指标小于 85mg/g 时，应进行再生。

当采用臭氧-生物活性炭处理工艺时，也可采用 COD_Mn、 UV₂₅₄的去除率作为判断活性炭运行是否失效的参考指标。

炭再生周期的确定亦应考虑活性炭装运和更换所需时间等因素。

9.10.14 关于失效活性炭运出和新炭补充的输送方式的规定。

输送方式宜采用水力输炭，也可采用人工输炭。

当采用水力输炭时，输炭管可采用固定方式亦可采用移动方式。出炭、进炭可利用水射器或旋流器。炭粒在水力输送过程中，既不沉淀、又不致遭磨损的最佳流速为 0.75～1.5m/s 。