粉末活性炭PAC净水应用国内外现状

    目前对于强化处理微污染原水技术，国内外水厂广泛使用的一种方法就是活性炭吸附技术。活性炭主要有粉末活性炭(粉末活性炭PAC)和颗粒活性炭(GAC)两种。粉末活性炭PAC技术的主要特点是设备投资省、价格便宜、对短期及突发性水质污染适应能力强。经过大量研究表明它对水中溶解的有机污染物，如三氯甲烷及前体物、苯类、酚类化合物、色度、异臭、胺类化合物、氯化有机物等都具有较好的去除效果。活性炭吸附技术是最成熟有效的方法之一，与常规净水工艺相结合，既完善了常规处理工艺，提高了水中有机污染物的去除效率，是传统老厂对工艺改善和加强处理效果的一种理想手段，也是作为一种提高出水水质和应对原水突发性污染事故的有效措施。

    国外应用现状

    粉末活性炭PAC最早是由欧洲干1909年正式开始利用奥斯特雷杰科专利制造的。美国新米尔福水厂自1929年首次用粉末活性炭PAC去除氯酚产生的嗅味以来，粉末活性炭PAC在水处理中的应用己有近70年的历史。美国八十年代初期，每年在水源水处理中所应用的粉末活性炭PAC约25000吨，且有逐年递增的趋势。并且粉末活性炭PAC在荷兰、日本、法国、比利时、英国、瑞典和意大利等国都有广泛的应用。他们关于粉末活性炭PAC对给水中的有机物的去除进行了大量的研究，取得了宝贵的经验。例如，VedatUyak等研究了粉末活性炭PAC强化混凝处理饮用水源水中的消毒副产物，结果表明粉末活性炭PAC对水中消毒副产物THM和DOC均具有较好的去除效果，DOC去除率从45％提高到76％，粉末活性炭PAC能去除大部分低分子量NOM，而且强化处理后THM可达到150ug／L。H．Jiang等研究了传统给水处理工艺对水中除草剂ATZ、SIM、PROP、DDA等内分泌干扰物的去除效果，证实了传统混凝一沉淀一消毒工艺不能有效去除这些物质，只有结合活性炭强化处理的情况下才能达到理想的处理效果。LionelHo等研究了粉末活性炭PAC强化混凝过程中NOM、浊度等条件对粉末活性炭PAC吸附MIB的影响。结果表明絮体尺寸和浊度增大会减小MIB在粉末活性炭PAC上的吸附量，而NOM的负影响则更大，说明处理水质条件对粉末活性炭PAC吸附去除水中有机物有着重要影响。Mafia等对比研究了粉末活性炭PAC强化混凝工艺对腐植酸和苯酚的去除效果。结果表明使用粉末活性炭PAC吸附强化混凝处理后对腐植酸和苯酚的去除效果有所改进，在pH=7时，苯酚和色度可完全去除，UV254和CODMn分别达到99％和8I～89％。国外对粉末活性炭PAC吸附性能做了大量研究，表明粉末活性炭PAC对二氯苯酚、农药中所含物质、消毒副产物等等均有较好的吸附效果，对色、嗅、味的去除效果已得到公认。

    国内应用现状

    我国在2O世纪6O年代末开始将粉末活性炭PAC技术用于污染水源的除臭、除味。近年来，我国越来越重视对活性炭的研究和应用，活性炭吸附技术在国内水厂得到越来越多的应用，并已经取得较好效果，同时也开展了大量关于粉末活性炭PAC强化处理工艺的研究。高乃云、王荣昌等人在上海市闵行水厂二分厂用粉末活性炭PAC处理黄浦江上游微污染原水取得了较好的效果，粉末活性炭PAC对CODMn和UV254净增加去除率分别为21．3％和29．8％。实验研究表明最佳粉末活性炭PAC炭种为1#粉末活性炭PAC，最佳投加点为吸水井处，最佳投加量为10mg／L，在最佳投加量时制水成本增加5.9分／m3，。潘碌亭等研究了粉末活性炭PAC强化混凝处理黄浦江水源水，对浊度、CODMn、UV254等均有较好效果，粉末活性炭PAC投加点、投加方式等都对处理效果有一定影响，同时投加效果最好。梁存珍等分别采用煤质和木质粉末活性炭PAC去除饮用水中嗅味物质，如MIB、TCA、IPMP和IBMP等，研究了粉末活性炭PAC种类、投加量、嗅味物质初始浓度、余氯等因素的影响，结果表明煤质粉末活性炭PAC相对木质粉末活性炭PAC具有更高的MIB去除率。另外，也有关于粉末活性炭PAC作为水源水突发污染事故的应急处理研究。高乃云、陈蓓蓓等通过中试实验研究了水源水中阿特拉津突发污染的应急处理，结果证实粉末活性炭PAC可有效去除阿特拉津，粉末活性炭PAC投加量为50mg／L时，可使初始浓度为200ug／L的阿特拉津降低到2ug／L以下。周克梅等对长江南京段微污染原水粉末活性炭PAC应急投加进行了实验研究，通过烧杯试验确定了适宜的活性炭炭种、投加量和投炭点。结果表明煤质粉末活性炭PAC较木质或椰壳炭更为经济合理，投加点越靠前越有利于吸附作用的发挥，活性炭与混凝剂的竞争吸附现象不明显，针对该水质活性炭最佳投量为20～30mg／L。王生辉等研究了粉末活性炭PAC吸附硝基苯的性能，结果表明粉末活性炭PAC对硝基苯具有良好的吸附去除能力，可作为应急处理工艺有效应对原水的硝基苯污染，保证供水安全。高乃云、刘成等研究了高藻污染原水的投加粉末活性炭PAC应急处理工艺，实验结果表明10mg／L的粉末活性炭PAC可明显改善混凝工艺对藻类的去除效果，藻类去除率从60％提高到96％，同时还可有效去除土嗅素和二甲基异冰片等致嗅物质，对高藻后期高浓度的微囊藻毒素，投加20mg／L保持接触时间40min就可降到水质标准值以下。刘恒等采用粉末活性炭PAC强化混凝工艺处理微污染水源水，活性炭投加量为200mg／L，对各种污染物的去除效果较好，对源水异嗅味、色度、浊度、矿物油和苯酚的去除率分别达到7l～90％，对CODMn、TOC和氨氮去除率分别为47％～53％、26～27％和l0～l8％。另外，目前将粉末活性炭PAC用于突发污染水质事故的应急处理(如哈尔滨和无锡)已有成功的案例。

    需要进一步研究的问题

    通过对国内外相关研究的了解，对粉末活性炭PAC在常规水处理中的应用情况的研究，发现自来水厂应用粉末活性炭PAC吸附技术，是一项非常有效，并且应用方便的强化处理技术。但是在技术应用方面还存在一些问题，要想真正发挥粉末活性炭PAC吸附技术的优势还需要对以下方面进行深入的研究。

1)粉末活性炭PAC吸附有机物具有很强的选择性。对于不同的原水水质，处理效果有很大的不同，同时不同的水质，对粉末活性炭PAC的种类、投加点以及最佳投加量都存在差异，因此要根据实际的原水水质进行现场试验，才能确定最佳的处理方案。

2)粉末活性炭PAC吸附的有机物分子量分布及其吸附机理还有待进一步研究。另外，可对粉末活性炭PAC进行一些改性，如氧化改性改变其碘吸附值、零电荷点、表面官能团等，或还原改性和负载金属离子改性等来加强吸附效果。

3)我国对于粉末活性炭PAC在处理微污染水源水中的应用研究还很不够。目前，将粉末活性炭PAC应用于生产的水厂并不多，而且在应用过程中，对于如何经济有效地利用粉末活性炭PAC的吸附能力，往往缺乏深入研究，从而造成粉末活性炭PAC的浪费或达不到应有的处理效果。

4)加强对粉末活性炭PAC用于突发污染水质事故的应急处理研究。