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随着水污染的日益严重和饮用水水质标准的不断提高,传统的净水工艺已难以满足居民生活用水水质标准,煤质柱状活性炭滤池作为深度处理工艺单元得到了广泛应用和深入研究。
一般认为,煤质柱状活性炭滤池出水残余铝浓度平均降低50%,但实际生产过程中却发现个别活性炭滤池经长期运行后,其出水残余铝浓度明显高于沉后水,且pH值升高会加速该情况出现。鉴于煤质柱状活性炭滤池这种特殊性,本文结合净水工艺中铝的浓度变化和影响因素,通过试验对活性炭吸附与解吸铝进行了较为深入的研究。
首先,通过对净水工艺中铝的浓度变化调查及影响因素分析：水厂原水铝浓度较低;沉后水残余铝浓度可能高于原水;砂滤出水残余铝浓度低于沉后水;运行正常的活性炭滤池在进水pH升高后出水残余铝浓度高于砂滤水,初步认为水厂各工艺单元出水残余铝浓度变化主要原因为：碱铝混凝剂的投加和石灰水的投加而引起的pH值升高。
其次,基于吸附基本机理,考虑改变吸附条件(初始铝浓度、吸附剂投加量、温度、吸附时间和pH值)对新炭吸附铝进行试验,结果表明：吸附剂投量过多会导致高投加量对应低吸附容量;初始铝浓度过高会导致高初始浓度对应低吸附率;吸附效果随温度升高而提高;吸附过程分前期、中后期两个阶段;吸附平衡后,无论怎样延长吸附时间,相同条件下吸附速率不变;碱性和酸性吸附效果都较好,中性吸附效果最差,控制pH值在中性左右可以延长活性炭使用周期,减少活性炭因铝的吸附饱和而需再生的次数。
最后,基于解吸基本机理,考虑改变解吸条件(温度、解吸时间、pH值、解吸剂种类和解吸剂浓度)进行了吸附平衡后的活性炭对铝的解吸试验,结果表明：解吸效果随温度升高而提高;解吸过程分初期、中期和后期三个阶段;解吸平衡后,无论怎样延长解吸时间,相同条件下解吸速率不变;碱性和酸性解吸效果都较好,中性解吸效果最差,控制pH值在中性左右可以延缓煤质柱状活性炭滤池炭解吸铝速率;煤质柱状活性炭滤池出水铝超标,对其进行再生,解吸剂NaOH的佳浓度为0.20mol/L。此试验结果对于控制炭池出水残余铝浓度具有重要参考价值。
